中华人民共和国国家计量技术规范
基于卫星导航系统的双天线定位定向仪
校准规范
Calibration Specification for GNSS Positioning and Heading Instruments
with Dual Antennas
2025‑11‑05 发布2026‑05‑05 实施
国家市场监督管理总局发布
归口单位：全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会
主要起草单位：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研
究所
参加起草单位：北京市计量检测科学研究院
北京国卫星通科技有限公司
北京华远星通科技有限公司
本规范委托全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会负责解释
本规范主要起草人：
彭军(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
李娜娜(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
杨玉莹(中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所)
参加起草人：
黄艳(北京市计量检测科学研究院)
关超(北京国卫星通科技有限公司)
姜楠(北京华远星通科技有限公司)
JJF 2350—2025
目录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围………………………………………………………………………………… ( 1 )
2 引用文件…………………………………………………………………………… ( 1 )
3 术语和定义………………………………………………………………………… ( 1 )
4 概述………………………………………………………………………………… ( 1 )
5 计量特性…………………………………………………………………………… ( 2 )
6 校准条件…………………………………………………………………………… ( 2 )
6.1 环境条件………………………………………………………………………… ( 2 )
6.2 测量标准及其他设备…………………………………………………………… ( 2 )
7 校准项目和校准方法……………………………………………………………… ( 3 )
7.1 校准项目………………………………………………………………………… ( 3 )
7.2 校准方法………………………………………………………………………… ( 3 )
8 校准结果表达……………………………………………………………………… ( 7 )
9 复校时间间隔……………………………………………………………………… ( 7 )
附录A 原始记录格式………………………………………………………………… ( 8 )
附录B 校准证书内页格式…………………………………………………………… (12)
附录C 不确定度评定示例…………………………………………………………… (13)
Ⅰ
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引言
JJF 1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001—2011 《通用计量术语
及定义》、JJF 1059. 1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范修订工
作的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
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Ⅱ
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1
基于卫星导航系统的双天线定位定向仪
校准规范
1 范围
本规范适用于基于全球卫星导航系统的双天线定位定向仪的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
GB/T 39267—2020 北斗卫星导航术语
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件，其最新版本(包括所有修改单) 适用于本规范。
3 术语和定义
3. 1 天文方位角astronomical azimuth
从地面上某点的天文子午线按顺时针方向至另一目标方向线的水平角。
3. 2 定位误差positioning error
与标准位置相比，GNSS 定位定向仪所确定位置的误差，采用均方根误差表示。
3. 3 定向误差heading error
与标准方位角相比，GNSS 定位定向仪所确定方向的误差，采用均方根误差表示。
3. 4 冷启动首次定向时间cold start time to first heading
在星历、历书、概略位置和概略时间等信息未知的情况下，从开机到首次正常定
向所需的时间。
3. 5 热启动首次定向时间hot start time to first heading
在星历、历书、概略位置和概略时间等信息已知的情况下，从开机到首次正常定
向所需的时间。
4 概述
基于全球卫星导航系统的双天线定位定向仪(以下简称GNSS 定位定向仪) 主要
用来确定载体位置和方向，一般由两个卫星接收天线、一个定位定向仪主机(一般包
括GNSS 定位定向模块、输入输出接口、显示模块、存储模块、机壳等)、信息输出设
备及供电电源、电缆等组成，如图1 所示。GNSS 定位定向仪主要依据具备的定位功
能，测量出两个天线所处的位置信息;测定两个天线相位中心连线所确定的方位，并
输出定向结果。
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2
3
**#
D
@
3
图1 GNSS 定位定向仪示意图
5 计量特性①
5. 1 冷启动首次定位时间：≤90 s。
5. 2 热启动首次定位时间：≤10 s。
5. 3 冷启动首次定向时间：≤120 s。
5. 4 热启动首次定向时间：≤20 s。
5. 5 定位误差②：≤2 m (水平);
≤6 m (垂直)。
5. 6 定向误差：≤0. 5° (基线≤3 m);
≤0. 1° (3 m<基线≤20 m)。
6 校准条件
6. 1 环境条件
GNSS 定位定向仪安装应远离大功率无线电发射源，其距离不小于200 m，远离高
压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50 m;视野开阔，视场内障碍
物的高度角不宜超过15°;附近不应有强烈反射卫星信号的物件(如大型建筑物等)。
环境温度：-10 ℃~+40 ℃;
相对湿度：≤90%。
6. 2 测量标准及其他设备
6. 2. 1 GNSS 基线场
超短基线不确定度U≤1. 0 mm (k=2);
点位具备东、北、天坐标系下的坐标，坐标测量标准差≤0. 10 m (水平) ≤0. 15 mm
(垂直)。
6. 2. 2 天文方位标准装置
方位角不确定度：U=1 ″(k=2)。
6. 2. 3 经纬仪
最大允许误差：±2 ″。
① 所述指标不适用符合性判定，仅供参考。
② 东、北、天坐标下。
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3
6. 2. 4 陀螺寻北仪(或陀螺经纬仪)
最大允许误差：±5 ″。
6. 2. 5 电子计时设备
分辨力：1 s，最大允许误差：±2 s/d。
7 校准项目和校准方法
7. 1 校准项目
定位定向仪校准项目见表1。
表1 校准项目表
序号
1
2
3
4
5
6
7
校准项目
冷启动首次定位时间
热启动首次定位时间
冷启动首次定向时间
热启动首次定向时间
重捕获时间
定位误差
定向误差
7. 2 校准方法
将天线置于GNSS 基线场中固定，其相位中心应距测试场地面1. 0 m~1. 5 m，定
位定向仪的安装应按厂家的说明书进行。所有设备按规定时间预热。
7. 2. 1 冷启动首次定位时间
按图2 接线，将定位定向仪上电，在彻底清除掉星历、历书、概略位置和概略时间
的情况下，用电子秒表记录从系统加电运行到获得有效(有定位标识或满足标称定位
误差要求) 定位结果所需时间，取3 次测量结果的最大值记为系统的冷启动定位时间。
*
@
D
@
3 3
图2 定位定向仪接线图
7. 2. 2 热启动首次定位时间
定位定向仪冷启动首次定位断电后，将定位定向仪重新上电，用电子秒表记录从
系统加电运行到获得有效(有定位标识或满足标称定位误差要求) 定位结果所需时间，
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4
取3 次测量结果的最大值记为系统的热启动首次定位时间。
7. 2. 3 冷启动首次定向时间
将定位定向仪上电，在彻底清除掉星历、历书、概略位置和概略时间的情况下，
用电子秒表记录从系统上电运行到获得有效(有定向标识或满足标称定向误差要求)
定向结果所需时间，取3 次测量结果的最大值记为系统的冷启动首次定向时间。
7. 2. 4 热启动首次定向时间
定位定向仪冷启动首次定位断电后，将定位定向仪重新上电，用电子秒表记录从
系统加电运行到获得有效(有定向标识或满足标称定向误差要求) 定向结果所需时间，
取不少于3 次测量结果的最大值记为系统的热启动首次定向时间。
7. 2. 5 重捕获时间
定位定向仪在不断电的情况下，用电子秒表记录系统中断搜星30 s 后重新获得满
足精度要求的定位结果所需时间，取3 次测量结果的最大值记为重新捕获时间。
7. 2. 6 定位误差
a) 将被校GNSS 定位定向仪主天线安装在大地标准点位上，从天线按基线长度要
求进行摆放。用连接馈线将天线连接到GNSS 定位定向仪主机，系统上电，待系统捕
获到定位信息输出有效后，进行测量，按图3 进行仪器的安装与连接。
*
@
D
@
3 3
%
图3 GNSS 定位定向仪安装连接图
b) 测量并记录GNSS 定位定向仪输出的位置信息，计算每个采样点水平定位误差
和垂直定位误差：
Pi = ( Ni - N0 )2 +( Ei - E0 )2 (1)
Qi=Ui-U0 (2)
式中：
Pi ——第i 个采样点GNSS 定位定向仪水平定位误差，m;
Qi ——第i 个采样点GNSS 定位定向仪垂直定位误差，m;
E0、N0、U0——分别为已知观测点标准位置为原点的站心坐标系下的东、北、天
坐标值，m;
Ei、Ni、Ui ——分别为被测定位定向仪第i 个采样点定位结果在站心坐标系下的
东、北、天坐标值，m。
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5
c) 计算本次测量GNSS 定位定向仪水平定位误差和高程定位误差结果：
P = 1n
Σi
= 1
n
Pi
2 (3)
Q = 1n
Σi
= 1
n
Qi
2 (4)
式中：
n——GNSS 定位定向仪输出的总采样点数，建议n≥1 000。
d) 重复步骤b)、步骤c) 2 次。
e) 最终GNSS 定位定向仪的水平定位误差和高程定位误差的结果用其3 次测量结
果的最大值给出。
7. 2. 7 定向误差
定向误差的校准可以采用经纬仪将定位定向仪所确定的方向与方位基准比较，得
到定位定向仪的定位误差，将此方法称为方位基准比对法;也可以直接采用陀螺寻北
仪对定位定向仪的定向角度直接校准，称此方法为陀螺寻北仪法。
7. 2. 7. 1 方法1：方位基准比对法
a) 将天线1 和天线2 置于支架上，天线1 与天线2 之间的距离按仪器说明书中规定
的基线长度，分别用连接馈线将天线连接到GNSS 定位定向仪主机。
b) 使用经纬仪瞄准天线1、天线2 连线方向，测量出其与天文方位角标准之间的
水平夹角α1，如图4 所示，α1 由经纬仪的左盘读数与右盘读数的平均值获得。
3
3
33
,
0
1
>
J
图4 方位角标准定向误差校准图
c) 将被校GNSS 定位定向仪上电，待系统捕获到定向信息输出正常后，测量并记
录GNSS 定位定向仪输出的角度数据φi，计算每个测量点的定向误差：
θi=φi-(α1-α0) (5)
式中：
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θi ——GNSS 定位定向仪第i 个采样点的定向误差，(°);
φi——GNSS 定位定向仪测得第i 个采样点角度值，(°);
α1——天线连线与方位角标准的水平夹角，(°);
α0——方位角标准与天文真北的夹角，(°)。
计算本次测量GNSS 定位定向仪定向误差结果：
θ = 1n
Σi
= 1
n
θi
2 (6)
式中：
n——采样点总个数，建议n≥1 000。
重复步骤b)、步骤c) 2 次。
最终定向误差的测量结果用3 次测量结果的最大值给出。
7. 2. 7. 2 方法2：陀螺寻北仪法
先将陀螺仪寻北仪瞄准两天线的连线，然后将陀螺寻北仪大致旋转到北方向，开
启寻北功能，待寻北后，记录此时陀螺经纬仪上显示的水平角度β0，将用经纬仪旋转
至天线1、天线2 连线方向，记录经纬仪上的显示的水平角度值β1，如图5 所示， β1 由
经纬仪的左盘与右盘的平均值获得。
3
3
,
K<33
! L
K<
33 1
0
图5 陀螺经纬仪定向误差校准
将被校GNSS 定位定向仪上电，待系统捕获到定向信息输出稳定后，测量并记录
GNSS 定位定向仪输出的角度数据φi，计算每个测量点的定向误差：
γi = φi -( β1 + β0 ) (7)
式中：
γi ——GNSS 定位定向仪第i 个采样点的定向误差，(°);
φi ——GNSS 定位定向仪测得第i 个采样点角度值，(°);
β1 ——天线连线与方位角标准的水平夹角，(°);
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β0 ——方位角标准与天文真北的夹角，(°)。
计算本次测量GNSS 定位定向仪定向误差结果：
γ = 1n
Σi
= 1
n
γi
2 (8)
式中：
n——采样点总个数，建议n≥1 000。
重复两次，最终定向误差的测量结果用3 次测量结果的最大值给出。
8 校准结果表达
校准结果应在校准证书反映。校准证书至少应包括以下信息：
a) 标题：“校准证书”;
b) 实验室名称和地址;
c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d) 证书的唯一标示(如编号)，每页及总页数的标识;
e) 客户的名称和地址;
f) 被校对象的描述和明确标识;
g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的
接收日期;
h) 如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;
i) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;
j) 本次校准所用的测量标准的溯源性及有效性说明;
k) 校准环境的描述;
l) 校准结果及其测量不确定度的说明;
m) 对校准规范的偏离的说明;
n) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;校准结果仅对被校对象
有效的声明;
o) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。
9 复校时间间隔
由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等因素决
定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议不超过1 年。
更换重要部件，维修或对仪器性能有怀疑时，应及时校准。
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附录A
原始记录格式
A. 1 定位定向时间原始记录表
客户名称： 客户地址：
样品名称： 制造厂商： 型号： 出厂编号：
校准日期： 环境温度： 相对湿度：
标准器具名称
所依据的技术文件：
校准人： 核验员：
项目
冷启动首次定位时间
热启动首次定位时间
冷启动首次定向时间
热启动首次定向时间
重捕获时间
编号测量范围
测量结果
最大允许误差/测量不
确定度
证书编号
不确定度
有效日期
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A. 2 定位原始记录表
客户名称： 客户地址：
样品名称： 制造厂商： 型号： 出厂编号：
校准日期： 环境温度： 相对湿度：
标准器具名称
所依据的技术文件：
校准人： 核验员：
测量结果：
大地标准点坐标
序号
1
2
3
︙
n
P = 1n
Σi
= 1
n
Pi
2
Q = 1n
Σi
= 1
n
Qi 2
定位误差
不确定度
编号
第1 次测量
Ni
N0
E0
U0
Ei Ui
测量范围
Pi Qi
最大允许误差/测量
不确定度
第2 次测量
Ni Ei Ui Pi
证书编号
Qi
第3 次测量
Ni Ei Ui
有效日期
Pi Qi
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A. 3 定向原始记录表(方位角标准)
客户名称： 客户地址：
样品名称： 制造厂商： 型号： 出厂编号：
校准日期： 环境温度： 相对湿度：
标准器具名称
所依据的技术文件：
校准人： 核验员：
测量结果：
α0
α1
序号
1
2
3
︙
n
θ = 1n
Σi
= 1
n
θi 2
定向误差
不确定度
编号
第1 次测量
φi
测量范围
θi
最大允许误差/测量不
确定度
第2 次测量
φi θi
证书编号
第3 次测量
φi
有效日期
θi
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A. 4 定向原始记录表(陀螺寻北仪)
客户名称： 客户地址：
样品名称： 制造厂商： 型号： 出厂编号：
校准日期： 环境温度： 相对湿度：
标准器具名称
所依据的技术文件：
校准人： 核验员：
测量结果：
β0
β1
序号
1
2
3
︙
n
γ = 1n
Σi
= 1
n
γi
2
定向误差
不确定度
编号
第1 次测量
φi
测量范围
γi
最大允许误差/测量不
确定度
第2 次测量
φi γi
证书编号
第3 次测量
φi
有效日期
γi
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附录B
校准证书内页格式
序号
1
2
3
4
5
6
7
校准项目
冷启动定位时间
热启动首次定位时间
冷启动定向时间
热启动首次定向时间
重新捕获时间
定位误差
定向误差
校准结果不确定度
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附录C
不确定度评定示例
C. 1 时间测量不确定度
C. 1. 1 测量模型
T = t (C.1)
传递公式： u ( T )= u ( t ) (C.2)
C. 1. 2 时间测量不确定度分量
以冷启动首次定位时间为例，标准不确定度分量见表C. 1。
表C. 1 时间标准不确定度分量一览表
标准不确定度
u1
u2
u3
不确定度来源
电子计时设备分辨力引入的不确定度分量
电子计时设备的误差引入的不确定度分量
测量结果的重复性
C. 1. 3 不确定度评定
a) 电子计时设备分辨力引入的标准不确定度u1
电子计时设备分辨力1 s，假设为均匀分布，引入的不确定度：
u1 = 1 s
3
≈ 0.6 s (C.3)
b) 电子计时设备的误差引入的标准不确定度u2
电子计时设备的最大允许误差±2 s，假设为均匀分布，引入的不确定度：
u2 = 2 s
3
≈ 1.2 s (C.4)
c) 测量结果的重复性引入的标准不确定度u3
假设3 次冷启动首次定位测量结果分为55 s、50 s、53 s，则极差系数为1. 693，测
量重复性为：
s = 55 s - 50 s
1.693 ≈ 3.0 s (C.5)
测量重复性引入的不确定度为：
u3 =
s
1
= 3.0 s (C.6)
d) 合成标准不确定度
则合成标准不确定度：
uc ( ) T = u21
+ u22
+ u23
= 4 s (C.7)
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e) 扩展不确定度
U (T )= 2 ⋅ uc (T )= 8 s( k= 2 ) (C.8)
C. 2 定位测量不确定度
C. 2. 1 水平定位测量不确定度
C. 2. 1. 1 水平定位误差测量模型
Pi = ( Ni - N0 )2 +( Ei - E0 )2 (C.9)
传递公式及灵敏系数
u1 ( Pi )= Σi = 1
N ( ∂f )
∂xi
2
u2 ( xi ) = c2 ( Ni ) u2 ( Ni )+ c2 ( Ei ) u2 ( Ei ) (C.10)
其中：
c ( Ni )= ∂Pi
∂Ni
= -
Ni - N0
Pi
c ( Ei )= ∂Pi
∂Ei
= -
Ei - E0
Pi
C. 2. 1. 2 水平定位测量标准不确定度分量
水平定位测量标准不确定度分量见表C. 2。
表C. 2 水平定位标准不确定度分量一览表
标准不确定度
u1
u2
u3
u4
uc
不确定度来源
定位定向仪分辨力引入的不确定度分量
大地标准点引入的不确定度分量
测量分析方法引入的不确定分量
测量结果的重复性
uc ( P )= u21+ u22
+ u23
+ u24
C. 2. 1. 3 不确定度评定
a) 定位定向仪分辨力引入的标准不确定度u1
设GNSS 定位定向仪北、东方向分辨力引入的不确定度u1 ( Ni )、u1 ( Ei )，假设某
GNSS 定位定向仪在东、北、天3 方向的测量分辨力为均为0. 000 2 m，则：
u1 ( N )= u1 ( E )= 0.000 2 m
公式(C. 10) 可表示简化为：
u1 ( Pi )= Σi = 1
N ( ∂f )
∂xi
2
u2 ( xi ) = u1 ( Ni ) (C.11)
b) 大地标准点引入的标准不确定度u2
由大地标准点证书给出，其测量不确定度为3 mm，则引入的标准不确定度可表
示为：
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u2 = 0.003 m
2 = 0.001 5 m (C.12)
c) 测量分析方法引入的标准不确定度u3
测量分析方法引入的不确定度估计为：u3 = 0. 002 m
d) 测量重复性引入的不确定度u4
假设3 次水平定位误差的测量结果分为0. 010 m、0. 008 m、0. 010 m，则极差系数
为1. 693，测量重复性为：
s = 0.010 m - 0.008 m
1.693 ≈ 0.001 2 m (C.13)
测量重复性引入的不确定度为：
u4 =
s
1
= 0.001 2 m (C.14)
e) 合成标准不确定度
uc ( P )= u21
+ u22
+ u23
+ u24
= 0.003 m (C.15)
f) 扩展不确定度
U ( P )= 2 ⋅ uc ( P )= 0.006 m ( k = 2 ) (C.16)
C. 2. 2 垂直定位测量不确定度
垂直定位测量不确定度的评定参考水平定位测量不确定度进行。
C. 3 定向测量不确定度
定向测量不确定度以方位角比对法为例进行分析，陀螺寻北仪法测量时不确定度
分析可参考进行。
C. 3. 1 测量模型
θij=φij-(α1-α0) (C.17)
C. 3. 2 定向测量标准不确定度分量
定向测量标准不确定度分量见表C. 3。
表C. 3 定向测量标准不确定度分量一览表(方位角标准)
标准不确定度
u1
u2
u3
u4
u5
uc
不确定度来源
GNSS 定位定向仪角度测量分辨力引入的不确定度分量
天文方位角标准装置引入的不确定度分量
经纬仪引入的不确定度分量
天线的相位中心偏移引入的不确定度分量
测量结果的重复性
uc ( θ )= u21
+ u22
+ u23
+ u24
+ u25
C. 3. 3 不确定度评定
a) GNSS 定位定向仪测量分辨力引入的标准不确定度u1
某GNSS 定位定向仪角度测量分辨力为0. 001°，引入的不确定度：
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u1 = 0.001°
3
≈ 0.000 6° (C.18)
b) 方位角标准引入的测量不确定度u2
方位角标准测量不确定度为1 ″，由方位角标准引入的测量不确定度：
u2 = 1″
2 × 3 600 ≈ 0.000 2″ (C.19)
c) 经纬仪引入的标准不确定度u3
经纬仪测量角度时的最大允许误差为±2 ″，由此引入的测量不确定度：
u3 = 2″
3 × 3 600
≈ 0.000 4″ (C.20)
d) 天线的相位中心偏移引入的标准不确定度u4
假设天线的相位中心偏移2 mm，当基线3 m 时，引入的角度最大偏差为：
δ= arctan (0.002 m )
3 m ≈ 0.038 2° (C.21)
假设为均匀分布，由天线相位中心偏移引入的测量不确定度估计为：
u4 = 0.038 2°
3 × 3
≈ 0.007 4° (C.22)
e) 测量结果的重复性引入的测量不确定度u5
某GNSS 定位定向仪3 次定向测量结果为0. 089°、0. 087°和0. 088°，则极差系数为
1. 693，测量重复性为：
s = 0.089° - 0.087°
1.693 = 0.001 2° (C.23)
测量重复性引入的不确定度为：
u5 =
s
1
= 0.001 2° (C.24)
f) 合成标准不确定度
则合成标准不确定度：
uc ( θ )= u21
+ u22
+ u23
+ u24
+ u25
= 0.008° (C.25)
g) 扩展不确定度：
U ( θ )= 2 ⋅ uc ( θ )= 0.016°(k=2) (C.26)
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