GNSS天线到底需不需要定期校准?如何判断什么时候应该重新做标定?下面从原理、实际应用、影响因素以及建议等多个角度进行详细解答。

一、GNSS 天线为什么要校准?

1.1 校准的主要内容

相位中心(PCO/PCV)标定：天线的“相位中心”理论上应为信号发射/接收的几何中心，但实际上会因结构、电磁环境等因素偏离。这种偏移(PCO)及其随入射角变化的波动(PCV)会影响高精度测量。

增益方向图、频率响应：部分特殊应用(如定向天线)还需关心方向增益、带宽等参数。

多径抑制能力等二次指标。

1.2 为什么必须校准?

消除天线自身误差对定位的影响：精密测量(如测量基准站、变形监测)要求毫米级甚至亚毫米级误差控制，天线未校准会造成系统性偏差。

保障长期一致性和可追溯性：定期校准可发现性能退化，保证数据与溯源标准对齐。

二、GNSS 天线一定要定期校准吗?

答案要视应用场景和天线类别而定：

2.1 不同场景的校准需求

2.2 为什么高精度天线建议定期校准?

性能会随使用年限、环境变化而劣化(如防水失效、内部结构老化、跌落撞击)。

硬件更换、线缆维修等都会带来“参数漂移”。

制造批次差异，或者厂家升级固件和硬件，也可能影响参数。

三、怎样判断天线是否需要重新校准?

以下情况建议考虑重新标定：

3.1 明显异常或故障

出现定位精度明显变差，解算残差异常增大;

与历史数据、同类型设备对比差异变大;

接收机软件提示天线异常、信噪比突然降低。

3.2 使用条件或结构发生变化

天线外观损伤、跌落、进水、受强烈撞击;

线缆更换、接口重焊、天线位置移动;

更换到不同安装平台(如移到不同型号基准点)。

3.3 达到建议使用年限

高精度天线已连续使用2-3年以上，尤其经历复杂气候或工业环境(高温高湿、盐雾、强振动)。

3.4 新产品批次大规模部署前

首次批量采购/上线前做校准，可验证参数与厂家数据一致性。

3.5 关键科学项目/工程项目启动前

如参加国家大地测量网、大型变形监测等，通常要求重新标定并出具溯源报告。

四、天线校准通常怎么做?

4.1 国内外权威机构校准

国内常见有中国计量科学研究院(NIM)、国家天线测量实验室，国外有IGS/NGS认证实验室。

校准内容通常包含 PCO/PCV 测量、天线方向图、增益、带宽等。

4.2 校准流程

提交天线至实验室(有时需连同电缆一起)。

实验室利用多频 GNSS 信号源与精密转台测量天线不同方向、不同频点的响应。

输出天线校准报告，包含 PCO/PCV、增益等参数，并给出修正值文件(如 ANTEX 格式)。

用户在数据处理时，将校准参数导入 GNSS 软件修正误差。

五、如果不做定期校准会怎样?

长期误差积累，可能导致基准网、变形监测等成果偏差(常见为几毫米至几厘米)。

多台设备间的数据不可溯源、不可对比，降低测量数据权威性。

关键时刻发现精度异常，补救成本高昂。

六、实用建议

高精度、长期使用的天线建议2-3年送检一次，普通导航天线可根据实际情况酌情处理。

每次发现天线有跌落、进水、故障、线路大修等特殊情况，务必重新标定。

定期与历史定位精度、同类天线对比，出现漂移就要警惕。

保留天线校准报告和原始数据档案，便于溯源。

是否定期校准，取决于应用精度要求和天线工作状况。

高精度测量领域，定期校准极其重要，出现异常、损伤、老化、平台变更时务必及时标定。

普通导航或一次性短期应用，则可依据经验灵活处理。