Die Phase Center Variation (PCV) bezieht sich auf die Veränderungen des effektiven Empfangspunkts einer GNSS-Antenne. Das Phasenzentrum ist der Punkt, an dem Signale gemessen werden. Es ist jedoch kein fester Punkt. Es verschiebt sich in Abhängigkeit von der Satellitenhöhe, dem Azimutwinkel und der Signalfrequenz.
Erstens resultiert die PCV aus der physischen Struktur der Antenne und dem internen Signalweg. Dies führt dazu, dass der Signalempfang über verschiedene Winkel variiert. So können beispielsweise Signale, die aus niedrigen Höhenwinkeln eintreffen, größere Variationen aufweisen als solche von oben.
Zweitens führt die PCV zu Messfehlern bei GNSS-Beobachtungen. Diese Fehler wirken sich auf Phasenmessungen aus und verringern die Positionsgenauigkeit. In hochpräzisen Anwendungen spielen selbst Variationen im Millimeterbereich eine Rolle. Daher müssen GNSS-Systeme die PCV korrigieren. Antennenhersteller führen Kalibrierungen durch, um PCV-Muster zu messen. Diese Muster sind spezifisch für jedes Antennenmodell und manchmal für jede Einheit. Anschließend wendet die Software diese Korrekturen während der Datenverarbeitung an. Die Korrekturen hängen von der Satellitengeometrie und dem Signalweg ab. Das Ignorieren der PCV kann Basislösungen und vertikale Positionen verzerren. Darüber hinaus unterscheidet sich die PCV vom Phase Center Offset (PCO). Der PCO ist ein konstanter Vektor, während die PCV eine richtungsabhängige Variation ist. Beide müssen für eine zuverlässige GNSS-Positionierung modelliert werden.
Geodätische Antennen enthalten PCV-Korrekturdateien. Diese Dateien folgen dem ANTEX-Format und definieren Korrekturen für mehrere Frequenzen. Benutzer importieren sie in die GNSS-Verarbeitungssoftware. Darüber hinaus liefern absolute Kalibrierungsmethoden die genauesten PCV-Daten. Sie verwenden kontrollierte Umgebungen und Robotersysteme für hochpräzise Messungen. Die relative Kalibrierung ist weniger präzise, aber dennoch üblich.
Schließlich ist die Korrektur der PCV für Anwendungen wie Real-Time Kinematic (RTK) und Precise Point Positioning (PPP) unerlässlich. Sie gewährleistet konsistente Ergebnisse unter verschiedenen Beobachtungsbedingungen. Die Phase Center Variation beeinflusst die GNSS-Genauigkeit erheblich. Eine genaue Kalibrierung und Korrektur der PCV verbessern die Messzuverlässigkeit für Geodäsie, Vermessung und Navigation.
Unterschied zwischen PCV und PCO
Phase Center Offset (PCO) und Phase Center Variation (PCV) sind beides Eigenschaften von GNSS-Antennen, die die Signalgenauigkeit beeinflussen. PCO bezieht sich auf den konstanten, festen Versatz zwischen dem physischen Referenzpunkt der Antenne und dem durchschnittlichen Phasenzentrum. Es ist ein statischer Vektor, der in Positionsberechnungen verwendet wird. Im Gegensatz dazu stellt die PCV die dynamische Variation des Phasenzentrums der Antenne in Abhängigkeit von der Signalrichtung dar, z. B. Satellitenhöhe und Azimut. Während der PCO als fester Wert korrigiert wird, erfordert die PCV ein Modell oder eine Kalibrierungsdatei. Eine genaue GNSS-Positionierung beruht auf der Korrektur von PCO und PCV für optimale Präzision und Zuverlässigkeit.