Kalibrierung von GPS-Antennen im HF-Labor

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heiner Kuhlmann
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5423167

Die Probleme bei der genauen Definition des elektrischen Phasenzentrums von GPS-Antennen bilden eines der Haupthindernisse bei der Steigerung der Genauigkeit der relativen Positionierung mit GPS bzw. GNSS Verfahren allgemein. Obwohl bereits verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Phasenzentren entwickelt wurden, bestehen weiterhin signifikante Abweichungen in den Ergebnissen der exakten Festlegung der Antennenzentren und der Behandlung der elevations- und azimutabhängigen Phasenfehler. Ziel des vorliegenden Antrages ist die Schaffung eines zuverlässigen und zugleich unabhängigen Verfahrens zur absoluten Kalibrierung von GPS-Antennen bzw. GNSS-Antennen in Form von Labormessungen in einer Mikrowellen-Absorberhalle. Eingehende Untersuchungen zur Genauigkeit der Antennenparameter sollen mit einer in der Entwicklung befindlichen Versuchsanordung mit automatischer Einstellung und Registrierung durchgeführt werden. Der Versuchsaufbau ermöglicht die direkte Messung der Phasenvariationen mit mm-Genauigkeit ohne Abhängikeit von Modellfunktionen (z.B. Kugelfunktionsansätze). Neben der Untersuchung von auf dem Markt befindlichen GPS-Antennen besteht die Möglichkeit der Messung an Prototypen und Testmodellen aus dem Bereich künftiger GNSS-Antennenentwürfe wie z.B. für das Galileo-System, ohne bereits über funktionsfähige Empfänger bzw. Satelliten zu verfügen. Im Rahmen der bereits bestehenden engen Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn (MPIfR) auf dem Gebiet der VLBI (Very Long Baseline Interferometry) können hierbei die am MPI verhandenen Erfahrungen im Bereich der Hochfrequenztechnik bzw. die Messgeräte genutzt werden. Dabei sollen die am MPIfR durchgeführten Voruntersuchungen systematisch ausgebaut werden und in ein Verfahren einmünden, das konsistente Ergebnisse für das Phasenzentrum und die richtungsabhängigen Phasenfehler liefert. Die im August 2002 begonnene intensive Zusammenarbeit mit der Univerität der Bundeswehr München erlaubt die Nutzung einer für den Frequenzbereich von GNSS-Antennen besonders geeigneten Absorberhalle der Bundeswehr in Greding.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Barbara Görres