Pastāvīgi attīstot un uzlabojot satelītu pozicionēšanas tehnoloģiju, augstas precizitātes pozicionēšanas tehnoloģija ir izmantota visās mūsdienu dzīves jomās, piemēram, uzmērīšanā un kartēšanā, precīzajā lauksaimniecībā, uav, bezpilota braukšanā un citās jomās, augstas precizitātes pozicionēšanas tehnoloģijās. var redzēt visur.Konkrēti, līdz ar Beidou jaunās paaudzes navigācijas satelītu sistēmas tīkla pabeigšanu un 5G laikmeta iestāšanos, ir paredzams, ka nepārtraukta Beidou +5G attīstība veicinās augstas precizitātes pozicionēšanas tehnoloģiju izmantošanu lidostu plānošanas jomās. , robotu apskate, transportlīdzekļu uzraudzība, loģistikas vadība un citas jomas.Augstas precizitātes pozicionēšanas tehnoloģijas realizācija nav atdalāma no augstas precizitātes antenas, augstas precizitātes algoritma un augstas precizitātes dēļa kartes atbalsta.Šis raksts galvenokārt iepazīstina ar augstas precizitātes antenas izstrādi un pielietošanu, tehnoloģiju statusu un tā tālāk.

1. GNSS augstas precizitātes antenas izstrāde un pielietošana

1.1 Augstas precizitātes antena

GNSS jomā augstas precizitātes antena ir sava veida antena, kurai ir īpašas prasības antenas fāzes centra stabilitātei.To parasti apvieno ar augstas precizitātes plāksni, lai realizētu augstas precizitātes centimetru vai milimetru līmeņa pozicionēšanu.Augstas precizitātes antenas konstrukcijā parasti tiek izvirzītas īpašas prasības šādiem indikatoriem: antenas stara platums, zems pacēluma pastiprinājums, neapaļums, krituma koeficients, priekšējā un aizmugures attiecība, daudzceļu novēršanas spēja utt. tieši vai netieši ietekmēt antenas fāzes centra stabilitāti un pēc tam ietekmēt pozicionēšanas precizitāti.

1.2. Augstas precizitātes antenas pielietojums un klasifikācija

Augstas precizitātes GNSS antena sākotnēji tika izmantota uzmērīšanas un kartēšanas jomā, lai sasniegtu statisku milimetru līmeņa pozicionēšanas precizitāti inženiertehnisko loftinga, topogrāfiskās kartēšanas un dažādu kontroles apsekojumu procesā.Augstas precizitātes pozicionēšanas tehnoloģijai kļūstot arvien nobriedušākai, augstas precizitātes antena pakāpeniski tiek izmantota arvien vairāk jomās, tostarp nepārtrauktas darbības atskaites stacijā, deformācijas uzraudzībā, zemestrīču uzraudzībā, mērīšanas un kartēšanas mērījumos, bezpilota lidaparātos (uavs), precizitātes jomās. lauksaimniecība, automātiskā braukšana, braukšanas eksāmena braukšanas apmācība, inženiertehniskās iekārtas un citās rūpniecības jomās, dažādās lietojumprogrammās antenas indeksa prasībām ir arī acīmredzama atšķirība.

1.2.1. CORS sistēma, deformāciju monitorings, seismiskais monitorings – atskaites stacijas antena

Augstas precizitātes antena izmantoja nepārtrauktas darbības atskaites staciju, izmantojot ilgtermiņa novērošanu, lai iegūtu precīzu informāciju par atrašanās vietu, un izmantojot datu sakaru sistēmu reāllaika novērošanas datu pārraidē uz vadības centru, aprēķinātā vadības centra apgabala kļūda pēc korekcijas parametriem, lai uzlabotu augsnes sistēma un zvaigzne in waas uzlabot sistēmu utt., lai nosūtītu kļūdu ziņojumus roveram (klientam), Visbeidzot, lietotājs var iegūt precīzu koordinātu informāciju [1].

Piemērojot deformācijas uzraudzību, zemestrīču uzraudzību un tā tālāk, jo ir nepieciešams precīzi uzraudzīt deformācijas apjomu, noteikt nelielas deformācijas, lai prognozētu dabas katastrofu rašanos.

Tāpēc, izstrādājot augstas precizitātes antenu tādiem lietojumiem kā nepārtrauktas darbības atskaites stacija, deformācijas uzraudzība un seismiskā uzraudzība, vispirms jāņem vērā tās izcilā fāzes centra stabilitāte un spēja novērst daudzceļu traucējumus, lai nodrošinātu reāllaika precīzu. pozīcijas informācija dažādām uzlabotajām sistēmām.Turklāt, lai nodrošinātu pēc iespējas vairāk satelīta korekcijas parametru, antenai ir jāuztver pēc iespējas vairāk satelītu, četru sistēmu pilna frekvenču josla ir kļuvusi par standarta konfigurāciju.Šādā lietojumprogrammā kā sistēmas novērošanas antena parasti tiek izmantota atskaites stacijas antena (references stacijas antena), kas aptver visu četru sistēmu joslu.

1.2.2. Mērniecība un kartēšana – Iebūvēta uzmērīšanas antena

Mērniecības un kartēšanas jomā ir nepieciešams projektēt iebūvētu mērniecības antenu, kas ir viegli integrējama.Antena parasti ir iebūvēta RTK uztvērēja augšpusē, lai nodrošinātu reāllaika un augstas precizitātes pozicionēšanu uzmērīšanas un kartēšanas jomā.

Iebūvēta mērīšanas antenas pārklājums, kas galvenokārt tiek ņemts vērā, izstrādājot frekvenču stabilitāti, staru kūļa pārklājumu, fāzes centru, antenas izmēru utt., jo īpaši, ja tiek izmantots tīkls RTK, integrēts ar 4 g, Bluetooth, WiFi viss netcom iebūvētais. mērīšanas antenas pakāpeniski ieņem galveno tirgus daļu, jo 2016. gadā to izlaida lielākā daļa RTK uztvērēju ražotāju, tā ir plaši izmantota un popularizēta.

1.2.3. Braukšanas eksāmens un braukšanas apmācība, bezpilota braukšana – ārējā mērīšanas antena

Tradicionālajai braukšanas eksāmenu sistēmai ir daudz trūkumu, piemēram, lielas ieejas izmaksas, augstas ekspluatācijas un apkopes izmaksas, liela ietekme uz vidi, zema precizitāte utt. Pēc augstas precizitātes antenas lietošanas braukšanas pārbaudes sistēmā sistēma mainās no manuālas novērtēšanas. viedajai novērtēšanai, un novērtējuma precizitāte ir augsta, kas ievērojami samazina braukšanas eksāmena cilvēku un materiālu izmaksas.

Pēdējos gados bezpilota braukšanas sistēma ir strauji attīstījusies.Bezpilota braukšanā parasti tiek izmantota RTK augstas precizitātes pozicionēšanas un inerciālās navigācijas kombinētās pozicionēšanas pozicionēšanas tehnoloģija, kas var sasniegt augstu pozicionēšanas precizitāti lielākajā daļā vidi.

Braukšanas eksāmenā braukšanas apmācībā, piemēram, bezpilota sistēmās, antena bieži tiek mērīta ar ārējo formu, nepieciešamība strādāt frekvenci, daudzfrekvenču antena ar vairākām sistēmām var sasniegt augstu pozicionēšanas precizitāti, daudzceļu signālam ir zināms kavējums un laba vide. pielāgošanās spējas, var ilgstoši izmantot āra vidē bez neveiksmēm.

1.2.4. UAV — augstas precizitātes uav antena

Pēdējos gados uav nozare ir strauji attīstījusies.Uav ir plaši izmantots lauksaimniecības augu aizsardzībā, uzmērīšanā un kartēšanā, elektrolīniju patruļā un citos scenārijos.Šādos gadījumos tikai aprīkota ar augstas precizitātes antenu var nodrošināt dažādu darbību precizitāti, efektivitāti un drošību.Pateicoties liela ātruma, vieglas slodzes un uav īsas izturības īpašībām, augstas precizitātes uav antenas dizains galvenokārt koncentrējas uz svaru, izmēru, enerģijas patēriņu un citiem faktoriem, un platjoslas dizains pēc iespējas tiek realizēts, lai nodrošinātu svars un izmērs.

2, GNSS antenas tehnoloģijas statuss mājās un ārzemēs

2.1. Pašreizējais ārvalstu augstas precizitātes antenu tehnoloģijas stāvoklis

Ārvalstu pētījumi par augstas precizitātes antenu sākās agri, un ir izstrādāta virkne augstas precizitātes antenu produktu ar labu veiktspēju, piemēram, GNSS 750 sērijas droseles antena no NoVatel, Zepryr sērijas antena Trimble, Leica AR25 antena utt. kurām ir daudz antenu formu ar lielu novatorisku nozīmi.Tāpēc agrāk Ķīnas augstas precizitātes antenu tirgus jau ilgu laiku bija ārpus ārvalstu produktu monopola.Tomēr pēdējo desmit gadu laikā, pieaugot lielam skaitam vietējo ražotāju, ārvalstu GNSS augstas precizitātes antenas veiktspējai būtībā nav nekādu priekšrocību, bet vietējie augstas precizitātes ražotāji sāka paplašināt tirgu uz ārvalstīm.

Turklāt pēdējos gados ir attīstījušies arī daži jauni GNSS antenu ražotāji, piemēram, Maxtena, Tallysman u.c., kuru produkti galvenokārt ir mazas GNSS antenas, ko izmanto uav, transportlīdzekļu un citām sistēmām.Antenas forma parasti ir mikrosloksnes antena ar augstu dielektrisko konstanti vai četru roku spirālveida antena.Šāda veida antenu projektēšanas tehnoloģijā ārvalstu ražotājiem nav priekšrocību, vietējie un ārvalstu produkti nonāk viendabīgas konkurences periodā.

2.2 Pašreizējā situācija sadzīves augstas precizitātes antenu tehnoloģijā

Pēdējo desmit gadu laikā vairāki vietējie augstas precizitātes antenu ražotāji sāka augt un degradētiesvelop, piemēram, Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics u.c., kas izstrādāja virkni augstas precizitātes antenu produktu ar neatkarīgām intelektuālā īpašuma tiesībām.

Piemēram, atsauces stacijas antenas un iebūvētās mērīšanas antenas jomā HUaxin 3D droseles antena un pilna tīkla kombinētā antena ne tikai sasniedz starptautisko vadošo veiktspējas līmeni, bet arī atbilst dažādu vides lietojumu prasībām ar augstu uzticamību, ilgs kalpošanas laiks un ļoti zems atteices līmenis.

Transportlīdzekļu, uav un citās nozarēs ārējās mērīšanas antenas un četru roku spirālveida antenas projektēšanas tehnoloģija ir bijusi salīdzinoši nobriedusi, un tā ir plaši izmantota braukšanas pārbaudes sistēmas, bezpilota braukšanas, uav un citās nozarēs, un ir guvusi labus ekonomiskos un sociālos ieguvumus.

3. GNSS antenu tirgus pašreizējā situācija un perspektīva

2018. gadā Ķīnas satelītu navigācijas un atrašanās vietas pakalpojumu nozares kopējā produkcijas vērtība sasniedza 301,6 miljardus juaņu, kas ir par 18,3% vairāk nekā 2017. gadā [2], un 2020. gadā sasniegs 400 miljardus juaņu;2019. gadā globālā satelītnavigācijas tirgus kopējā vērtība bija 150 miljardi eiro, un GNSS termināļa lietotāju skaits sasniedza 6,4 miljardus.GNSS nozare ir viena no nedaudzajām nozarēm, kas ir pārvarējusi globālo ekonomikas lejupslīdi.Eiropas GNSS aģentūra prognozē, ka globālais satelītnavigācijas tirgus nākamajā desmitgadē dubultosies līdz vairāk nekā 300 miljardiem eiro, GNSS termināļu skaitam palielinoties līdz 9,5 miljardiem.

Globālais satelītnavigācijas tirgus, ko izmanto ceļu satiksmei, bezpilota lidaparāti tādās jomās kā termināļa iekārtas nākamajos 10 gados ir visstraujāk augošais tirgus segments: intelekts, bezpilota transportlīdzeklis ir galvenais attīstības virziens, nākotnes autotransporta automatizētas braukšanas spējas. no transportlīdzekļa jāaprīko ar GNSS antenu ir augsta precizitāte, tāpēc milzīgs tirgus pieprasījums pēc GNSS antenas automātiskās braukšanas.Nepārtraukti attīstoties Ķīnas lauksaimniecības modernizācijai, turpinās pieaugt ar augstas precizitātes pozicionēšanas antenu aprīkoto uav, piemēram, augu aizsardzības uav, izmantošana.

4. GNSS augstas precizitātes antenas attīstības tendence

Pēc gadiem ilgas izstrādes dažādas GNSS augstas precizitātes antenu tehnoloģijas ir bijušas samērā nobriedušas, taču joprojām ir daudz virzienu, kas jālauž:

1. Miniaturizācija: elektronisko iekārtu miniaturizācija ir mūžīga attīstības tendence, jo īpaši tādās lietojumprogrammās kā uav un rokas, pieprasījums pēc maza izmēra antenām ir steidzamāks.Tomēr pēc miniaturizācijas antenas veiktspēja tiks samazināta.Kā samazināt antenas izmēru, vienlaikus nodrošinot visaptverošu veiktspēju, ir svarīgs augstas precizitātes antenas izpētes virziens.

2. Pretdaudzceļu tehnoloģija: GNSS antenas pretdaudzceļu tehnoloģija galvenokārt ietver droseles spoles tehnoloģiju [3], mākslīgo elektromagnētisko materiālu tehnoloģiju [4][5] utt. Tomēr tām visām ir trūkumi, piemēram, liels izmērs, šaura josla. platums un augstās izmaksas, un nevar sasniegt universālu dizainu.Tāpēc ir jāizpēta anti-multipath tehnoloģija ar miniaturizācijas un platjoslas īpašībām, lai tā atbilstu dažādām lietojumprogrammu prasībām.

3. Daudzfunkcionāls: mūsdienās papildus GNSS antenai dažādās ierīcēs ir integrēta vairāk nekā viena sakaru antena.Dažādas sakaru sistēmas var izraisīt dažādus signālu traucējumus GNSS antenai, kas ietekmē normālu satelīta uztveršanu.Tāpēc GNSS antenas un sakaru antenas integrētais dizains tiek realizēts, izmantojot daudzfunkciju integrāciju, un projektēšanas laikā tiek ņemts vērā traucējumu efekts starp antenām, kas var uzlabot integrācijas pakāpi, uzlabot elektromagnētiskās saderības raksturlielumus un uzlabot antenu veiktspēju. visa mašīna.