Zur Entwicklung und Bewertung der absoluten GNSS-Antennenkalibrierung im HF-Labor
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Verlag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
2011
Bonn Univ. Bonn, Inst. für Geodäsie und Geoinformation |
| Schriftenreihe: | Deutsche Geodätische Kommission bei der Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Reihe C, Dissertationen ; 682 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 ANTENNENEIGENSCHAFTEN 3
3 GNSS: ASPEKTE DER ENTFERNUNGSMESSUNG 7
3.1 GRUNDLAGEN ZUR ENTFERNUNGSMESSUNG 7
3.2 ABSCHAETZUNG DER KALIBRIERANFORDERUNGEN AUF BASIS DER
GNSS-GENAUIGKEIT 8
3.3 EINFLUSS VON TROPOSPHAERE UND IONOSPHAERE AUF DIE ENTFERNUNGSMESSUNG
13
3.4 EINFLUSS DER KALIBRIERUNSICHERHEITEN AUF DIE 3D-POSITION 14
4 RELEVANZ DER ANTENNENPROBLEMATIK FUER GNSS-ANWENDUNGEN 16
4.1 HOEHENBESTIMMUNG MIT GPS AUF KURZEN BASISLINIEN 16
4.2 AUSWIRKUNG EINES ANTENNENWECHSELS IN REGIONALEN UND GLOBALEN NETZEN
17
5 KALIBRIERVERFAHREN 19
5.1 KATEGORISIERUNG DER KALIBRIERVERFAHREN 19
5.2 RELATIVE FELDKALIBRIERUNG 20
5.3 ABSOLUTE FELDKALIBRIERUNG 21
6 ABSOLUTE GNSS-ANTENNENKALIBRIERUNG IM HOCHFREQUENZLABOR 25
6.1 GRUNDPRINZIP UND KALIBRIERSETUP DER LABORKALIBRIERUNG 25
6.2 ANTENNENMESSKAMMER BONN 27
6.3 MESSABLAUF 29
6.4 BESTIMMUNG DER MODELLPARAMETER (PCO UND PCV) 31
6.5 KERNAUFGABEN DIESER ARBEIT 34
7 ELEKTRODYAMISCHE ASPEKTE FUER DIE GNSS-ANTENNENKALIBRIERUNG 36
7.1 DAS ELEKTROMAGNETISCHE FELD 36
7.2 WELLENABLOESUNG AM BEISPIEL EINES HALBWELLEN-DIPOLS 37
7.3 POLARISATION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 39
7.4 DIE HELIXANTENNE 41
7.5 REFLEXION UND ABSORPTION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 44
7.6 FUNKTIONSWEISE VON PYRAMIDENABSORBERN 46
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IMAGE 2
8 ANALYSE DER KALIBRIERUNSICHERHEITEN ANHAND SPEZIELLER TESTMESSUNGEN 48
8.1 BESCHREIBUNG DES GENERELLEN VORGEHENS 48
8.2 TEMPERATUREINFLUSS AUF DIE PHASENMESSUNG 49
8.3 EINFLUSS DER SIGNALSTAERKE AUF DIE PHASENMESSUNG 54
8.4 DAS STOCHASTISCHE MODELL DES KALIBRIERSETUPS 57
8.4.1 ANALYSE DES PHASENMESSRAUSCHENS DES NETZWERKANALYSATORS 58
8.4.2 EINFLUSS DER KABEL AUF DIE PHASENMESSGENAUIGKEIT 59
8.4.3 ANALYSE DER PHASENMESSGENAUIGKEIT DES GESAMTEN SYSTEMS 61
8.5 EINFLUSS DER POSITIONIERGENAUIGKEIT DES DREHSTANDES AUF DIE
KALIBRIERUNG 64
8.5.1 GENAUIGKEIT DER POSITIONIERUNG 64
8.5.2 AUSWIRKUNG DER RELATIVEN POSITIONIERGENAUIGKEIT AUF DIE ERMITTELTE
PHASENLAGE 66
8.5.3 AUSWIRKUNG DER ABSOLUTEN POSITIONIERGENAUIGKEIT AUF DIE ERMITTELTE
PHASENLAGE .... 68
8.6 EINFLUSS DER KABELBEWEGUNG AUF DIE PHASENMESSUNG 71
8.7 UNTERSUCHUNGEN ZUR RICHTIGKEIT DER PHASENMESSUNG 73
8.7.1 BESTIMMUNG DER RICHTIGKEIT DER PHASENMESSUNG DURCH ROTATION DER
ANTENNE 73
8.7.2 BESTIMMUNG DER RICHTIGKEIT DER PHASENMESSUNG DURCH AENDERUNG DER
MESSENTFERNUNG 77
9 EINFLUSS VERBLEIBENDER SYSTEMATIKEN AUF DAS KALIBRIERERGEBNIS 80
9.1 WIEDERHOLGENAUIGKEIT DES KALIBRIERVERFAHRENS 80
9.2 KRITERIEN ZUR BEURTEILUNG SYSTEMATISCHER KALIBRIERUNSICHERHEITEN 82
9.2.1 KLASSIFIZIERTE MAXIMALE ABWEICHUNGEN ZUR BEWERTUNG VON
KALIBRIERDIFFERENZEN .... 82
9.2.2 EINFLUSS DES PHASENPATTERNS AUF DIE POSITIONSGENAUIGKEIT 83
9.3 EINFLUSS DER SENDEANTENNE AUF DAS KALIBRIERERGEBNIS 85
9.4 EINFLUSS DES MESSABSTANDS AUF DAS KALIBRIERERGEBNIS 87
9.4.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN: FERNFELD 88
9.4.2 THEORETISCHE ABLEITUNG DER MINIMALEN MESSDISTANZ 88
9.4.3 EMPIRISCHE TESTS ZUM EINFLUSS KURZER MESSSTRECKEN AUF DIE
ANTENNENKALIBRIERUNG ... 89
9.5 VORLAEUFIGES ERGEBNIS DER ANALYSE DES BUDGETS DER
MESSUNGSUNSICHERHEITEN 91
10 NAHFELDEFFEKTE 92
10.1 SCHWIERIGKEIT BEI DER LOESUNG DER NAHFELDPROBLEMATIK 92
10.2 KALIBRIERUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DES NAHFELDEINFLUSSES 93
IMAGE 3
11 VALIDIERUNG DER KALIBRIERERGEBNISSE 99
11.1 VERGLEICH VERSCHIEDENER KALIBRIERVERFAHREN - RINGVERSUCH 2009 99
11.2 ANWENDUNG DER KALIBRIERERGEBNISSE BEI DER PRAEZISEN HOEHENBESTIMMUNG
105
12 WEITERE ANWENDUNGSBEREICHE DES LABORVERFAHRENS 113
12.1 UNTERSUCHUNGEN ZUR FREQUENZABHAENGIGKEIT DES PHASENPATTERNS 113
12.2 ERFASSUNG DER RICHTUNGSABHAENGIGEN SENSITIVITAET VON GNSS-ANTENNEN
118
13 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND AUSBLICK 121
A ZUM VERGLEICH ZWEIER KALIBRIERERGEBNISSE 123
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 124
TABELLENVERZEICHNIS 128
LITERATURVERZEICHNIS 129
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