国家标准计划《北斗/全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线绝对相位中心室外标定方法》由 TC544（全国北斗卫星导航标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中央军委装备发展部。

主要起草单位 武汉大学 、中国计量科学研究院 、中国卫星导航工程中心 、开普勒卫星科技（武汉）有限公司 、广州计量检测技术研究院 、深圳市华信天线技术有限公司 、重庆星网网络系统研究院有限公司 。

1、立项必要性 全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS），是一种利用人造卫星提供定位、导航和授时服务的技术系统。

北斗卫星导航系统是我国独立自主建设的世界上第三个具备全球导航定位的卫星系统，自开通服务以来，与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、导航数据、终端设备等核心产业呈爆发式增长，正加速融入电力、自然资源、农业、通信、交通等行业基础设施建设。

随着北斗位置服务行业应用的不断深入，其对导航芯片、终端设备的功能和性能要求也越来越高，尤其是cm级甚至mm级大坝监测、CORS基准站网建设等高精度定位专业应用领域。

天线相位中心误差就是cm级甚至mm级精密定位应用主要的误差源之一。

天线相位中心（Antenna Phase Center, APC）误差主要由天线的电气中心和几何中心不一致导致的，并与入射信号的强度和角度方位角、高度角有关。

天线相位中心误差属于观测中的系统误差，分为天线相位中心偏差（Phase Center Offset, PCO）和相位中心变化（Phase Center Variation, PCV）误差两部分，是影响GNSS用户高精度定位的主要系统误差源，是包括北斗系统在内的GNSS高精度地球坐标框架维持、连续运行卫星定位服务综合系统、精密单点定位等精密定轨定位应用中必须考虑的误差项。

对于天线相位中心误差改正理论与方法，美国和德国等科研机构中已有深入研究并形成了一套成熟的天线相位中心误差改正模型。

但是，国外形成的改正模型，主要针对于GPS系统的天线相位误差，我国北斗三号系统在天线相位中心改正模型方面存在较大空白，这限制了北斗系统的高精度应用以及GNSS多频多系统的兼容互操作能力。

此外，绝对天线相位中心标定技术和服务被国外机构垄断，国内北斗天线制造厂商只能将天线产品送至海外标定，费用较为昂贵，阻碍了北斗国产天线的生产、检验、行业规模化应用和国际推广。

因此，基于北斗高精度绝对天线相位中心标定成熟研究成果，制定相应的绝对天线相位中心室外标定规范标准，有效促进北斗卫星导航产业多元化应用与标准化进程，进一步规范天线相位标定成果、推动国产天线国际化应用、助力北斗走出去，是打造中国名片的重要举措，对北斗和全球GNSS高精度应用拓展具有深远意义。

2、项目可行性 对于天线相位中心误差改正理论与方法，从上个世纪90年代开始，许多学者就已经开展了地面测量型天线GPS 信号的相位中心误差分析，并提出了基于微波暗室的仿真信号标定的微波暗室法和基于实测GNSS数据的室外真实信号标定的绝对相位中心室外标定法。

对于微波暗室法，微波暗室测量精度主要受到信号源稳定性、电缆、转台和测相设备的影响，建设要求较高，并且采用仿真的正余弦信号和真实的室外信号也可能存在一定差异。

因此，在GNSS天线标定领域，微波暗室法主要用于部分卫星天线相位中心标定，并未在GNSS测量型天线绝对相位中心标定中大规模应用。

绝对相位中心室外标定法，最早由德国汉诺威大学和Geo++公司开发，利用高精度工业机械臂对待测天线进行倾斜和旋转，利用不同姿态间的相位变化反演绝对天线相位中心。

目前，德国Geo++公司、和美国NGS等国外商业公司和研究机构，均已采用基于机械臂的室外绝对相位中心标定方法，并对外提供天线相位标定服务，同时也为国际GNSS服务（IGS）组织提供相应的天线标定结果，在国际上权威较高。

北斗规模化应用进入关键期。

大规模省级或者跨区域的北斗地基增强网建设、中国大陆构造环境监测网络等国家重大工程北斗三号接收机和天线的升级改造、全国数千个大坝的北斗高精度变形监测推广应用等对北斗终端需求量巨大。

这些高精度定位都需要对其测量天线进行标定才能在工程中进行应用。

而我国天线标定计量机构尚不具备检定能力，国产天线只能到国外进行标定，周期长、价格贵，也无法实现小规模标定，一定程度上阻碍了国产天线的大规模应用。

本标准将规范北斗天线标定的基本方法、流程和结果，快速形成国产北斗天线标定能力，助力北斗终端产业和应用行业推动北斗导航与位置服务产业发展、赋能数字经济发展。

1、范围 本标准规定了全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线绝对相位中心的测试方法。适用于全球卫星导航系统（GNSS）测量型天线的设计、生产、使用和检测。 2、主要技术内容 本标准针对测量型天线相位室外标定的分类、测试条件、测试项目及性能要求、测试方法等进行了详尽的阐释。 （1）分类及组成。按安装方式不同，分为外置测量型天线和内置测量型天线。GNSS测量型天线为有源天线，由无源天线、低噪声放大器和天线罩等组成，其中无源天线由天线辐射单元、馈电单元、匹配单元等组成，内置测量型天线无天线罩。 （2）指标项的确定。本标准重点关注天线相位中心测量偏差的标定。标准中规定了天线相位中心偏差、天顶距（或仰角）相关相位中心变化、天顶距（或仰角）与方位角相关相位中心变化等测试方面的内容。为了与国际GNSS服务组织（IGS）保持一致，本标准分成天线相位中心偏差PCO、天顶距（或仰角）相关相位中心变化、天顶距（或仰角）与方位角相关相位中心变化三个性能检测项，但检测精度需采用顾及PCO和PCV耦合关系的综合评估方法，或者通过已知基线的定位精度评估方法。 （3）具体指标的确定。在具体指标的确定过程中，编制组主要参考了国内外此类产品的产品技术指标、当前的技术水平、发展趋势、产业现状、客户需求等方面因素，以此确定初步的技术指标。A）工作频段：为了提高卫星导航系统可靠性，避免其他卫星导航系统对北斗的影响，保证国内卫星导航系统在紧急情况下仍能正常工作，因此要求天线工作频段为BDS卫星导航系统工作频段；B）天线相位中心测试内符合精度：内符合精度主要反映多个时段测试结果的一致性程度。经参考相关文献以及实测20多款测量型天线的数据分析结果，顾及到PCO和PCV的耦合性，要求综合内符合精度＜1.5mm；C）天线相位中心测试外符合精度：外符合精度主要反映检测结果与其真值的一致性程度。一般情况下被检定天线并不知道其真值，此时可用已知基线的相对定位方法检测模型的外符合精度，顾及定位精度受到测站环境和卫星星座的影响，要求外符合平面精度＜1.5mm，高程精度＜3mm。 （4）测试方法的确定 天线相位中心偏差PCO及其相位中心变化PCV的测试采用基于实测GNSS数据的绝对天线相位检测方法。