[发明专利]对载具安装的GNSS天线进行校准

说明书

本公开涉及对载具安装的GNSS天线进行校准。提供了一种对载具安装的GNSS天线进行校准的方法。该方法包括：在天线安装在载具上时测量该天线的响应。基于所测量的响应，计算表征天线的群延迟变化的数据。该数据可以用于校正从经由载具安装的天线接收到的GNSS信号得出的测距测量结果。另选地或附加地，数据可以用于估计定位点的完整性。

技术领域

本发明涉及适用于全球导航卫星系统(GNSS)接收器的天线。特别是，它涉及载具安装的GNSS天线。

背景技术

已知适用于全球导航卫星系统(GNSS)接收器的天线。GNSS接收器通过这种天线获取从GNSS卫星星座发送的卫星信号。GNSS天线通常被安装在载具上，以便提供载具定位数据。天线可以作为载具导航系统、收费标签或其他需要精确载具定位信息的基于载具的系统的一部分而被安装在载具上。

通常，低成本的GNSS天线被安装至载具以提高成本效益。GNSS天线通常可以被安装到载具顶部，例如，以便提供良好的天空视野。

发明内容

根据第一方面，提供了一种对载具安装的GNSS天线进行校准的方法，该方法包括：

当所述天线被安装在所述载具上时，针对第一角尺寸中的第一多个角度中的每一者并且针对第二角尺寸中的第二多个角度中的每一者，测量所述天线的响应；以及

基于所测量的响应，计算所述天线针对所述第一角尺寸和所述第二角尺寸的群延迟变化。

这能够更准确地表征天线的响应，从而考虑到载具对辐射方向图的影响以及因此天线在不同方向上表现出的群延迟。这还可以使得对载具安装的GNSS天线进行校准的方法能够校正或补偿群延迟变化。

天线可以直接安装至载具的机体板。这对于低成本GNSS天线可能是期望的，并且从载具设计的角度来看也可能是期望的。它可以使机体板(通常是金属的)充当天线的接地面。同时，它可以避免需要更大的天线结构，例如，包含在从载具机体突出的整流罩中。然而，发明人已经认识到，将低成本天线安装到载具的机体可以系统地以特定于特定载具和天线的特定安装位置的方式影响群延迟变化。他们进一步认识到，期望表征这些群延迟变化，以用于提高定位点(position fix)准确性和/或提高可以估计定位点完整性的准确性。

第一角尺寸和第二角尺寸可以彼此独立，或者优选地彼此正交。第一角尺寸和第二角尺寸可以分别是仰角和方位角。第一角尺寸和第二角尺寸可以分别是θ和第一角尺寸可以表示竖直面中的角度(例如θ或仰角)。第二角尺寸可以表示水平面中的角度(例如，或方位角)。

在测量天线的响应时，优选地，在第一多个角度的每个角度下针对第二多个角度中的每一者测量响应(反之亦然)。因此，测量的输出是二维函数。

测量可以包括至少在两个不同频率下测量响应。

测量可以包括确定在所述第一多个角度中的每一者和所述第二多个角度中的每一者下在所述天线处接收到的信号的相位。

相位可以包括信号的电场的相位。特别地，它可以包括圆极化电场的相位，例如右旋圆极化电场。

计算可以包括解缠所述信号的所述相位，以产生经解缠相位。

解缠相位可以包括沿着所述第一角尺寸解缠所述相位，然后沿着所述第二角尺寸解缠所述相位。

计算可以包括计算所述天线的相位中心偏移。

可以针对给定的空间载具的星座(例如，针对GPS星座)和针对给定的频带来计算相位中心偏移(PCO)。可以针对第一频带计算第一PCO，并且可以针对第二频带计算第二PCO。

PCO可以被计算为使相位中心在所有方向上的变化最小的相位中心。该变化可以根据最小二乘准则来最小化。

PCO可以基于经解缠相位来计算。