Tech Chat | Az antenna fáziscentruma és számítása
Műholdas helymeghatározásnál az eredetileg kiszámított koordináták a GNSS-antenna fáziscentrumának (APC) helyzetét adják meg. A mért pont koordinátáinak pontos meghatározásához ismerni kell az APC és a mért pont kapcsolatát, valamint az átszámítás módját. Mai blogcikkünkben bemutatjuk az antenna fáziscentrumát, számítását és terepi jelentőségét.
Mi az antenna fáziscentruma?
Az antenna fáziscentruma (APC) az antenna sugárzási terében az elektromos térerősség fáziseloszlásának középpontját jelenti. Ez az antenna teljesítményének fontos jellemzője, különösen nagy pontosságú alkalmazásokban, például GNSS-felmérésnél, vezeték nélküli kommunikációban, radaroknál és távérzékelésben. A helymeghatározás pontossága és a rendszer általános stabilitása nagymértékben függ az APC megértésétől és helyes meghatározásától.
Az antenna fáziscentrumának fogalma:
Az antennából kisugárzott elektromágneses hullámok bizonyos távolságban gömbfelületű hullámfrontot alkotnak. E gömb középpontját tekintjük az antenna egyenértékű fáziscentrumának. Ideális esetben ez egyetlen, pontos pont lenne, ahonnan minden jel kiindul. A valós antennakonstrukciók tökéletlenségei miatt azonban a fáziscentrum a gyakorlatban inkább egy terület, mint egyetlen pont.
Az antenna fáziscentrumának helyzetszámítási képlete:
Az APC és a mért pont közötti átszámításhoz a fáziscentrum helyzete az alábbi képlettel számítható:
φ: A fáziscentrum eltolásának távolsága.
λ: Üzemi hullámhossz.
εr: Relatív dielektromos állandó.
d: Az antenna csúcsa és a referenciasík közötti távolság.
r: Az antenna sugárzási ellenállása.
A fáziscentrum számítása a SingularXYZ termékeinél
A rövidítések jelentése:
ARP: Antennareferencia-pont (Antenna Reference Point) – rendszerint az a pont, ahol a vevőantennának az alja metszi az antenna középtengelyét.
APC: Antenna-fáziscentrum (Antenna Phase Center) – a jelek kisugárzásának középpontja, amely a pontos helyzetszámítás szempontjából lényeges.
L1/L2: L1/L2 fáziscentrum – az L1 és L2 frekvenciasáv fáziscentrumát jelöli; a kétfrekvenciás GNSS-méréseknél fontos.
H: Az ARP és a vevő magassági jelölése közötti távolság.
HL1, HL2: A vevő magassági jelölése és az L1, illetve L2 frekvenciasáv fáziscentruma közötti távolság.
Mivel az ARP rendszerint a vevő aljának középpontja, a rúdmagasság figyelembevételével egyszerű az átszámítás a mért pontra. Az X1 sorozat és az Y1 példáján mutatjuk be az APC-ről ARP-re történő átszámítást. A két terméknél az APC számításának módja kissé eltér.
1. Az X1 sorozat modelljei
Az ARP és az APC távolsága = H + HL1 = 1,968 m − 1,9 m = 0,068 m
2. Y1 modell
Az ARP és az APC távolsága = H + (HL1 + HL2) / 2 = 0,0634 m
Bár a számítások különböznek a két terméknél, mindkét módszer pontos és megfelelő az adott rendszerhez.
Az antenna fáziscentrumának és pontos helyzetének ismerete alapvető a GNSS-felmérés nagy teljesítményéhez és stabilitásához. Akár a SingularXYZ X1, akár Y1 modelljét használja, az APC számításának ismerete segít a pontos terepi eredmények elérésében.
További információ a SingularXYZ GNSS-vevőiről: