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高精度导航接收机广泛应用于卫星导航系统的地面监测站,是卫星导航系统完成星地时间同步、卫星精密定轨等系统核心业务的重要测量设备。在高精度导航接收机中,接收天线的非理想特性会引入测距误差,是卫星导航测量中不可等效为系统时延而消除的主要误差源。因此,对高精度导航接收机天线研究很有必要。论文以卫星导航系统监测接收机应用为背景,在导航接收机天线相位中心校正、基于导航接收机天线模型的多径偏差减轻、高精度多频段导航接收机天线技术等具体应用问题上展开了深入的理论和技术研究,主要研究成果如下: (1)针对常用相位中心校正方法将天线整个前向相位方向图作为拟合量,天线低仰角性能会导致相位中心性能恶化的问题,提出了一种基于接收截止角的天线相位中心校正方法。该方法去除了相位转绕的影响,引入了接收截止角的约束。理论和数值仿真结果表明:通过提高接收截止角,可以有效改善天线的相位中心性能;对于一个常用非理想扼流圈天线,通过设置截止角在30°,可以实现2mm的相位测量精度需求。 (2)针对自适应天线相位中心性能无法使用传统固定波束天线评估方法进行评估的问题,提出了一种基于可用波束的阵列天线相位中心评估方法。理论与数值仿真结果表明:对于不同类型的四元阵,在不同的抗干扰算法和可用波束宽度下,相位中心稳定度均在0-60 mm之间;对比研究发现,阵型方面,均匀圆阵在除确定性波束形成算法的其他三种抗干扰算法下保持相对较优的相位中心稳定度性能;算法方面,确定性波束形成算法在不同的阵型情况下保持最优的相位中心稳定度性能。 (3)针对常用基于接收机天线的多径偏差分析模型无法全面反映天线极化特性的问题,定义了两种新型上下比,提出了一种基于天线上下比的多径测量偏差减轻方法。数值和仿真结果表明:通过设置不同的上下比可实现相应的载波相位和伪距测量精度要求;给出了典型的最大载波相位测量偏差为2mm和最大伪距测量偏差为1ns时的不同仰角下的上下比要求。 (4)针对多GNSS兼容工作能够为用户提供更加杰出的定位性能,但是可以兼容多频段的高精度导航接收机天线技术还没有突破的现状,基于短路环和多频扼流圈提出了一种三频段高精度 GNSS 天线技术。仿真和实测结果表明:天线在全频段内顶点增益高于5dBic,天线的相位中心稳定度处于mm级;覆盖的L频段性能达到世界主流天线水平。 最后,对本文的研究成果及其工程应用情况进行了总结,并进行了展望。本文研究成果部分已经应用于卫星导航系统监测站接收机工程研制中,所有研究成果将进一步应用于卫星导航系统监测站接收机、卫星导航地面增强参考系统以及其他高精度用户接收机等场合。