双天线和罗经定向的适用范围

双天线和罗经定向的适用范围

海洋科考船在进行极地调查时，需要精确的定向系统来确保航行安全和数据准确性。本文将探讨光纤罗经和GNSS双天线定向系统在极地环境中的适用性，并分析其技术原理。

最近，一艘科考船需要安装一套姿态设备。库房中有两套IXblue Hydrins光纤惯导仪，原本计划安装其中一套。但在考虑到该船将前往极地地区后，发现定向可能会出现问题。

查阅Hydrins的技术参数（见下表），可以发现其航向精度（Heading accuracy）为0.01°seclat（GPS辅助）。其中，seclat表示正割纬度，计算公式为seclat=1/cos(纬度）。当纬度值分别为20°、40°、60°、80°和89°时，对应的seclat值分别为1.06、1.31、2、5.76和57.3。可以看出，随着纬度值的增大，航向精度会急剧下降。因此，光纤罗经在极地调查中并不适用。

在极地调查中，更推荐使用GNSS双天线定向系统。下表展示了双天线定向系统的典型产品POSMV的技术参数。可以看出，当基线长度为4m时，OceanMaster的航向精度与Hydrins在赤道区域的精度相当。

双天线定向系统的工作原理

1. GNSS误差主要包括卫星钟差、电离层延迟、对流层延迟和接收机端钟差等。
2. 当两个天线间距较近（短基线）时，同时观测同一颗卫星G1时，卫星钟差相等，电离层和对流层延迟误差相近。通过观测方程做差，可以消除卫星钟差，削弱电离层和对流层延迟误差。
3. 当两个天线同时观测两颗卫星G1和G2时，对2）中的单差方程再次做差，可以消除接收机端钟差，进一步削弱电离层和对流层误差。
4. 经过上述处理，电离层和对流层延迟误差基本消除。
5. 已知基线长度，可以进一步约束观测方程。
6. 最后，将基线向量从空间坐标系转换到大地坐标系。

参考文献

1. https://baike.baidu.com/item/%E6%AD%A3%E5%89%B2/9601441
2. HYDRINS_techdescr.pdf
3. https://blog.csdn.net/weixin_42918498/article/details/129033807
4. https://blog.csdn.net/qq_40230900/article/details/82660698
5. https://blog.csdn.net/m0_37604894/article/details/131774087