Kalibrierung von GPS-Antennen im HF-Labor
Final Report Abstract
Die richtungsabhängigen Einflüsse von GPS-Antennen gehören zu den Ursachen, die eine weitere Steigerung der Genauigkeit der relativen Positionierung mit GPS beschränken. Durch die Arbeiten im Rahmen des Forschungsprojektes „Kalibrierung von GPS-Antennen im HF-Labor" und den Aufbau der Antennenmesskammer steht nun ein Laborverfahren zur Verfügung, das als unabhängig von den vorhandenen Feldverfahren angesehen werden kann. Aufgrund der kurzen Kalibrierdauer von ca. einer Stunde und der freien Frequenzwahl im Frequenzbereich von 1.15 GHz bis 1.65 GHz sind zudem Möglichkeiten gegeben, die mit den Feldverfahren nicht möglich sind und diese somit durch das Laborverfahren hervorragend ergänzt werden. Neben der Entwicklung des Kalibrierverfahrens lag ein Schwerpunkt der voriiegenden Arbeit auf der Bewertung des Laborverfahrens und der Validierung der Kalibrierergebnisse. Während die Wiederholgenauigkeit mit einer Standardabweichung von 0.2 mm angegeben werden kann, muss bei der Quantifizierung der Richtigkeit berücksichtigt werden, dass insbesondere systematische Messungsunsicherheiten das Ergebnis beeinflussen und die Ergebnisse zudem vom Antennentyp abhängig sind. Zur Validierung der mit dem Laborverfahren erzielten Kalibrierergebnisse werden zum einen Vergleiche mit unabhängigen Feldverfahren herangezogen. Zum anderen erfolgt die Validierung durch die Anwendung der Kalibrierergebnisse bei der Auswertung von GNSS- Testmessungen. Der Einfluss der Antenne auf die 3D-Position kann für die verschiedenen Frequenzen auf mm-Niveau reduziert werden. Die Gültigkeit der Kalibrierergebnisse wird jedoch mitunter durch Nahfeldeffekte eingeschränkt, so dass eine Berücksichtigung der konkreten Nahfeldbedingung erfolgen muss, wenn eine höchstmögliche Präzision erreicht werden soll. Nahfeldprobleme treten jedoch trotz der bislang erzielten Fortschritte weiterhin auf, so dass in diesem Bereich weiterhin ein großer Forschungsbedarf besteht. Umso wichtiger sind Untersuchungen, die diese Effekte aufzeigen und infolgedessen zur richtigen Beurteilung dieser Effekte beitragen. Das Laborverfahren ist hierbei aufgrund der kurzen Kalibrierzeiten und der hohen Wiederholgenauigkeit hervorragend geeignet entsprechende Beiträge in diesem Forschungsbereich zu erzielen.
Publications
- (2004): Site and equipment calibration for GPS observation facilities n the CERGOP-2/Environment project. Proceedings 3rd CERGOP-2 Conference, Sofia, 30. Sep. - 1. Oct. 2004, Reports on Geodesy, No. 4 (71), Warsaw University of Technolog
Becker, M.; M. Kirchner; P. Zeimetz
- (2005): The use of signal strength measurements for quality assessments of GPS observations. Proceedings of the EGU G9 Symposium "Geodetic and Geodynamic Programes of the CEI", Wien, 25-30 April 2005, Reports on Geodesy, Warszawa University of Technology, No. 2 (73)
Kirchner M.; M. Becker
- (2006): Absolute calibration of GPS antennas:Laboratory results and comparison with field and robot techniques. GPS Solutions, Vol. 20, S. 136-145, Springer, Berlin
Görres, B.; J . Campbell; M. Becker; M. Siemes
- (2006): Systematic Effects in Absolute Chamber Calibration of GPS Antennas. in: Geomatica, 60/3, S. 267-274, Canadian Institue of Geomatics
Zeimetz,P., H. Kuhlmann
- (2008): On the Accuracy of Absolute GNSS Antenna Calibration and the Conception ofa New Anechoic Chamber. Proceedings of the FIG Working Week, 14.-19. Juni 2008, Stockholm, Schweden
Zeimetz,P., H. Kuhlmann
- (2009): Aktueller Stand der GNSS-Antennenkalibrierung. In: DVWSchriftenreihe, Band 57,Wießner Verlag
Görres, B.
