INTERGEO Agenda - deutsch

Antennen zum Empfang von Signalen aus globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) bilden das erste Glied in der GNSS-Datenverarbeitungskette. Die Antennenperformance bestimmt nicht nur die Empfindlichkeit gegenüber dem nützlichen GNSS-Signal, sondern auch die Anfälligkeit gegenüber den wichtigsten Fehlerquellen, die eine sichere und genaue Positionsbestimmung beeinträchtigen – insbesondere Mehrwegausbreitung und Störsignale. Störsignale treten nicht nur in der Nähe von Konfliktregionen auf, sondern können auch in größerer Entfernung die zivile geodätische Infrastruktur sowie die zivile Luftfahrt gefährden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sind widerstandsfähigere Antennen erforderlich, wobei Mehrantennensysteme zu den wirksamsten Gegenmaßnahmen für eine robuste GNSS-Positionierung zählen.

Für eine hochpräzise und genaue GNSS-basierte Positionsbestimmung müssen Phasenzentrumskorrekturen (PCC) und Code-Phasenkorrekturen (CPC) angewendet werden. Die Bestimmung dieser Korrekturen wird als Antennenkalibrierung bezeichnet und kann entweder im Feld unter Einsatz eines Roboters und realer GNSS-Signale oder in einer echolosen Kammer unter Verwendung künstlich erzeugter Signale erfolgen.

In unserem Beitrag stellen wir die Hauptziele des Projekts RENEGANT (Get REady
for NExt Generation of GNSS ANTenna systems) vor. Es handelt sich um ein gemeinsames  DFG-Projekt des Instituts für Erdmessung (IfE) und des Instituts für Kommunikation und Navigation am DLR. Ziel des Projekts ist es, eine Methode zur robotergestützten Kalibrierung von Antenntenarrays unter Verwendung realer GNSS-Signale zu entwickeln, und gleichzeitig den Einfluss von Antennenhalterungen – insbesondere bei miniaturisierten Antennen – auf CPC und PCC zu untersuchen.

Wir präsentieren erste Vergleiche zwischen Kalibrierungen einer miniaturisierten u-blox ANN-MB1-Antenne mit einem Roboter am IfE unter Verwendung realer GNSS-Signale und Kalibrierungen derselben Antenne, die in einer halb-echofreien Kammer am DLR durchgeführt wurden. Die beobachteten Unterschiede werden im Hinblick auf Signalrauschen, durch die Roboterplattform verursachte Nahfeldeffekte und mögliche Auswirkungen der in der Kammerumgebung verwendeten Antennenhalterung diskutiert.

Darüber hinaus werden erste Kalibrierungsergebnisse für einzelne Elemente eines CRPA Arrays (Controlled Reception Pattern Antenna) vorgestellt. Die geschätzten Phasenzentrumspositionen werden visualisiert, wodurch sich zeigt, dass aktive Komponenten wie Low Noise Amplifier (LNAs) aufgrund ihrer elektromagnetischen Wechselwirkung mit den Empfangselementen einen signifikanten Einfluss auf CPC und PCC haben können. Daher müssen diese bei der Kalibrierung berücksichtigt werden.