Vďaka neustálemu vývoju a zdokonaľovaniu technológie satelitného určovania polohy sa vysoko presná technológia určovania polohy aplikovala na všetky oblasti života v modernom živote, ako je prieskum a mapovanie, presné poľnohospodárstvo, UAV, bezpilotné riadenie a iné oblasti, vysoko presné polohovacie technológie. je možné vidieť všade.Najmä s dokončením siete novej generácie navigačného satelitného systému Beidou a príchodom éry 5G sa očakáva, že neustály vývoj Beidou +5G podporí aplikáciu technológie vysoko presného určovania polohy v oblastiach plánovania letísk. , kontrola robotov, monitorovanie vozidiel, riadenie logistiky a ďalšie oblasti.Realizácia technológie vysoko presného polohovania je neoddeliteľná od podpory vysoko presnej antény, vysoko presného algoritmu a vysoko presnej doskovej karty.Tento článok predstavuje hlavne vývoj a aplikáciu vysoko presných antén, stav technológie atď.

1. Vývoj a aplikácia vysoko presnej antény GNSS

1.1 Vysoko presná anténa

V OBLASTI GNSS je vysoko presná anténa druh antény, ktorý má špeciálne požiadavky na stabilitu fázového stredu antény.Zvyčajne sa kombinuje s vysoko presnou doskou na realizáciu vysoko presného polohovania na úrovni centimetrov alebo milimetrov.Pri konštrukcii vysoko presnej antény sú zvyčajne špeciálne požiadavky na nasledujúce indikátory: šírka lúča antény, nízky výškový zisk, neguľatosť, koeficient poklesu, predný a zadný pomer, anti-multipath schopnosť atď. priamo alebo nepriamo ovplyvňujú stabilitu fázového stredu antény a potom ovplyvňujú presnosť polohovania.

1.2 Aplikácia a klasifikácia vysoko presnej antény

Vysoko presná GNSS anténa sa pôvodne používala v oblasti prieskumu a mapovania na dosiahnutie statickej presnosti určovania polohy na milimetrovej úrovni v procese inžinierskeho loftovania, topografického mapovania a rôznych kontrolných prieskumov.S vyspelejšou technológiou určovania polohy s vysokou presnosťou sa anténa s vysokou presnosťou postupne používa v čoraz väčšom počte oblastí vrátane nepretržitej prevádzky referenčnej stanice, monitorovania deformácií, monitorovania zemetrasení, merania prieskumu a mapovania, bezpilotných lietadiel (UAV), oblastí presnosti. poľnohospodárstvo, automatická jazda, školenie vodičských skúšok, strojárske stroje a iné priemyselné oblasti, v rôznych aplikáciách má požiadavka indexu antény tiež zrejmý rozdiel.

1.2.1 Systém CORS, monitoring deformácií, seizmický monitoring – anténa referenčnej stanice

Vysoko presná anténa používa referenčnú stanicu s nepretržitou prevádzkou, prostredníctvom dlhodobého pozorovania pre presné informácie o polohe a prostredníctvom systému dátovej komunikácie pri prenose údajov pozorovania v reálnom čase do riadiaceho centra, chyba vypočítanej oblasti riadiaceho centra po korekčných parametroch na zlepšenie systém pôdy a hviezda v systéme vylepšenia systému waas atď., na odosielanie chybových hlásení do roveru (klienta), nakoniec môže používateľ získať presné informácie o súradniciach [1].

Pri aplikácii monitorovania deformácií, monitorovania zemetrasení a pod., kvôli potrebe presne sledovať veľkosť deformácií, detekcii malých deformácií, aby sa predpovedal výskyt prírodných katastrof.

Preto pri navrhovaní vysoko presnej antény pre aplikácie, ako je referenčná stanica s nepretržitou prevádzkou, monitorovanie deformácií a seizmické monitorovanie, musí byť prvoradým hľadiskom jej vynikajúca stabilita fázového stredu a schopnosť proti viaccestnému rušeniu, aby sa zabezpečila presnosť v reálnom čase. informácie o polohe pre rôzne vylepšené systémy.Okrem toho, aby bolo možné poskytnúť čo najviac parametrov satelitnej korekcie, musí anténa prijímať čo najviac satelitov, štandardnou konfiguráciou sa stali štyri systémy s plným frekvenčným pásmom.V tomto druhu aplikácie sa ako pozorovacia anténa systému zvyčajne používa anténa referenčnej stanice (anténa referenčnej stanice), ktorá pokrýva celé pásmo štyroch systémov.

1.2.2 Meranie a mapovanie – Vstavaná geodetické antény

V oblasti geodézie a mapovania je potrebné navrhnúť vstavanú meračskú anténu, ktorá sa ľahko integruje.Anténa je zvyčajne zabudovaná do hornej časti prijímača RTK, aby sa v oblasti prieskumu a mapovania dosiahlo určovanie polohy v reálnom čase a vysokej presnosti.

Zabudované meracie pokrytie antény je hlavným hľadiskom pri návrhu frekvenčnej stability, pokrytia lúča, fázového stredu, veľkosti antény atď., najmä pri použití sieťového RTK, integrovaného so 4 g, bluetooth, WiFi všetky vstavané netcom- v meracej anténe postupne zaberá hlavný podiel na trhu, odkedy ju v roku 2016 uviedla na trh väčšina výrobcov RTK prijímačov, je široko používaná a propagovaná.

1.2.3 Jazdná skúška a vodičský výcvik, jazda bez posádky – externá meracia anténa

Tradičný systém jazdných testov má mnoho nevýhod, ako sú veľké vstupné náklady, vysoké náklady na prevádzku a údržbu, veľký vplyv na životné prostredie, nízka presnosť atď. Po použití vysoko presnej antény v systéme jazdných testov sa systém zmení z manuálneho hodnotenia k inteligentnému hodnoteniu a presnosť hodnotenia je vysoká, čo výrazne znižuje ľudské a materiálne náklady na vodičský test.

V posledných rokoch sa rýchlo rozvinul systém bezpilotného riadenia.Pri bezpilotnej jazde sa zvyčajne používa polohovacia technológia vysoko presného polohovania RTK a kombinovaného polohovania s inerciálnou navigáciou, ktorá môže dosiahnuť vysokú presnosť polohovania vo väčšine prostredí.

Pri výcviku vodičských skúšok, ako sú bezpilotné systémy, sa anténa často meria s vonkajšou formou, potreba pracovnej frekvencie, viacfrekvenčná anténa s viacnásobným systémom môže dosiahnuť vysokú presnosť polohovania, viaccestný signál má určitú inhibíciu a dobré prostredie. prispôsobivosť, možno dlhodobo bezporuchovo používať vo vonkajšom prostredí.

1.2.4 UAV — Vysoko presná UAV anténa

V posledných rokoch sa priemysel UAV rýchlo rozvíjal.Uav sa široko používa pri ochrane poľnohospodárskych rastlín, prieskume a mapovaní, hliadkach elektrického vedenia a iných scenároch.V takýchto scenároch môže presnosť, efektívnosť a bezpečnosť rôznych operácií zabezpečiť iba vysoko presná anténa.Vzhľadom na vlastnosti vysokej rýchlosti, nízkej záťaže a krátkej výdrže uav sa dizajn vysokopresnej antény uav zameriava hlavne na hmotnosť, veľkosť, spotrebu energie a ďalšie faktory a realizuje širokopásmový dizajn, pokiaľ je to možné, za predpokladu zabezpečenia hmotnosť a veľkosť.

2, stav technológie antény GNSS doma iv zahraničí

2.1 Aktuálny stav zahraničnej vysoko presnej anténnej techniky

Zahraničný výskum vysoko presnej antény sa začal skoro a bola vyvinutá séria vysoko presných anténnych produktov s dobrým výkonom, ako napríklad tlmivka série GNSS 750 od NoVatel, anténa série Zepryr od Trimble, anténa Leica AR25 atď. ktorých je veľa anténnych foriem s veľkým inovačným významom.Preto bol čínsky trh s vysoko presnými anténami v minulosti po dlhú dobu mimo monopolu zahraničných produktov.Avšak v posledných desiatich rokoch, s nárastom veľkého počtu domácich výrobcov, nemá výkon zahraničnej vysokopresnej antény GNSS v podstate žiadnu výhodu, ale domáci výrobcovia vysoko presných antén začali rozširovať trh do zahraničia.

Okrem toho sa v posledných rokoch vyvinuli aj niektorí noví výrobcovia GNSS antén, ako napríklad Maxtena, Tallysman atď., ktorých produktmi sú hlavne malé GNSS antény používané pre UAV, vozidlá a iné systémy.Forma antény je zvyčajne mikropásiková anténa s vysokou dielektrickou konštantou alebo štvorramenná špirálová anténa.V tomto druhu technológie konštrukcie antén nemajú zahraniční výrobcovia žiadnu výhodu, domáce a zahraničné výrobky vstupujú do obdobia homogénnej konkurencie.

2.2 Súčasný stav domácej vysokopresnej anténnej techniky

V poslednom desaťročí začal rásť a klesať počet domácich výrobcov vysoko presných anténvelop, ako je Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics atď., ktorá vyvinula sériu vysoko presných anténnych produktov s nezávislými právami duševného vlastníctva.

Napríklad v oblasti antény referenčnej stanice a vstavanej meracej antény dosahujú 3D tlmivková anténa HUaxin a kombinovaná anténa full-netcom nielen špičkovú medzinárodnú úroveň výkonu, ale tiež spĺňajú požiadavky rôznych environmentálnych aplikácií s vysokou spoľahlivosťou, dlhá životnosť a veľmi nízka poruchovosť.

V priemysle vozidiel, UAV a iných priemyselných odvetviach je konštrukčná technológia externej meracej antény a štvorramennej špirálovej antény relatívne vyspelá a široko sa používa pri aplikácii jazdného testovacieho systému, bezpilotnej jazdy, UAV a iných priemyselných odvetví, a dosiahol dobré ekonomické a sociálne výhody.

3. Súčasná situácia a perspektíva trhu s GNSS anténami

V roku 2018 celková výstupná hodnota čínskeho odvetvia satelitnej navigácie a lokalizačných služieb dosiahla 301,6 miliárd juanov, čo je o 18,3 % viac v porovnaní s rokom 2017 [2], a v roku 2020 dosiahne 400 miliárd juanov;V roku 2019 bola celková hodnota globálneho trhu satelitnej navigácie 150 miliárd eur a počet používateľov terminálov GNSS dosiahol 6,4 miliardy.Odvetvie GNSS je jedným z mála odvetví, ktoré odolali globálnemu hospodárskemu poklesu.Európska agentúra pre GNSS predpovedá, že svetový trh satelitnej navigácie sa v nasledujúcom desaťročí zdvojnásobí na viac ako 300 miliárd eur, pričom počet terminálov GNSS vzrastie na 9,5 miliardy.

Globálny trh satelitnej navigácie aplikovaný na cestnú premávku, bezpilotné lietadlá v oblastiach, ako sú koncové zariadenia, je v nasledujúcich 10 rokoch najrýchlejšie rastúcim segmentom trhu: inteligencia, bezpilotné vozidlo je hlavným smerom vývoja, budúca schopnosť automatizovaného riadenia cestných vozidiel vozidlo musí byť vybavené GNSS anténou má vysokú presnosť, takže obrovský dopyt na trhu po automatickom riadení GNSS antény.S neustálym rozvojom modernizácie poľnohospodárstva v Číne sa bude používanie uav vybavených vysoko presnou polohovacou anténou, ako je uav na ochranu rastlín, naďalej zvyšovať.

4. Trend vývoja vysoko presnej antény GNSS

Po rokoch vývoja boli rôzne technológie vysoko presnej antény GNSS relatívne vyspelé, ale stále existuje veľa smerov, ktoré treba zlomiť:

1. Miniaturizácia: Miniaturizácia elektronických zariadení je večným vývojovým trendom, najmä v aplikáciách, ako sú UAV a handheld, dopyt po anténe malej veľkosti je naliehavejší.Výkon antény sa však po miniaturizácii zníži.Ako zmenšiť veľkosť antény pri zabezpečení komplexného výkonu je dôležitým smerom výskumu vysoko presnej antény.

2. Anti-multipath technológia: Anti-multipath technológia GNSS antény zahŕňa hlavne technológiu tlmivky [3], technológiu umelých elektromagnetických materiálov [4][5] atď. Všetky však majú nevýhody, ako sú veľké rozmery, úzke pásmo šírka a vysoké náklady a nemôžu dosiahnuť univerzálny dizajn.Preto je potrebné študovať anti-multipath technológiu s charakteristikami miniaturizácie a širokopásmového pripojenia, aby sa splnili rôzne aplikačné požiadavky.

3. Multifunkčnosť: V súčasnosti je v rôznych zariadeniach okrem GNSS antény integrovaná aj viac ako jedna komunikačná anténa.Rôzne komunikačné systémy môžu spôsobiť rôzne rušenie signálu antény GNSS, čo ovplyvňuje normálny satelitný príjem.Preto je integrovaný dizajn GNSS antény a komunikačnej antény realizovaný prostredníctvom multifunkčnej integrácie a pri návrhu sa berie do úvahy efekt rušenia medzi anténami, čo môže zlepšiť stupeň integrácie, zlepšiť charakteristiky elektromagnetickej kompatibility a zlepšiť výkon. celý stroj.