Nuolat tobulinant ir tobulinant palydovinės padėties nustatymo technologijas, didelio tikslumo padėties nustatymo technologija buvo pritaikyta visose šiuolaikinio gyvenimo srityse, pavyzdžiui, geodezijos ir žemėlapių sudarymo, tiksliojo žemės ūkio, uav, nepilotuojamo vairavimo ir kitose srityse, didelio tikslumo padėties nustatymo technologijoje. galima pamatyti visur.Visų pirma, baigus kurti naujos kartos Beidou navigacijos palydovinės sistemos tinklą ir atėjus 5G erai, tikimasi, kad nuolatinis Beidou +5G tobulinimas paskatins didelio tikslumo padėties nustatymo technologiją oro uostų tvarkaraščių sudarymo srityse. , robotų patikra, transporto priemonių stebėjimas, logistikos valdymas ir kitose srityse.Didelio tikslumo padėties nustatymo technologijos įgyvendinimas neatsiejamas nuo didelio tikslumo antenos, didelio tikslumo algoritmo ir didelio tikslumo plokštės kortelės palaikymo.Šiame dokumente daugiausia pristatomas didelio tikslumo antenos kūrimas ir taikymas, technologijos būsena ir pan.

1. GNSS didelio tikslumo antenos sukūrimas ir pritaikymas

1.1 Aukšto tikslumo antena

GNSS SRITYJE didelio tikslumo antena yra tam tikra antena, kuriai keliami specialūs antenos fazės centro stabilumo reikalavimai.Paprastai jis derinamas su didelio tikslumo plokšte, kad būtų galima tiksliai nustatyti centimetro arba milimetro lygio padėtį.Projektuojant didelio tikslumo anteną, paprastai yra taikomi specialūs reikalavimai šiems indikatoriams: antenos spindulio plotis, mažas aukščio padidėjimas, neapvalumas, kritimo koeficientas, priekinės ir galinės dalies santykis, atsparumas daugialypėms funkcijoms ir kt. tiesiogiai arba netiesiogiai paveikti antenos fazės centro stabilumą, o vėliau padėties nustatymo tikslumą.

1.2 Didelio tikslumo antenos taikymas ir klasifikavimas

Didelio tikslumo GNSS antena iš pradžių buvo naudojama geodezijos ir žemėlapių sudarymo srityje, siekiant statinio milimetro lygio padėties nustatymo tikslumo atliekant inžinerinius loftingus, topografinius žemėlapius ir įvairius kontrolinius tyrimus.Vis labiau tobulėjant didelio tikslumo padėties nustatymo technologijai, didelio tikslumo antena palaipsniui taikoma vis daugiau ir daugiau sričių, įskaitant nuolatinio veikimo etaloninę stotį, deformacijų stebėjimą, žemės drebėjimų stebėjimą, matavimus ir žemėlapių sudarymą, nepilotuojamus orlaivius (uavs), tikslumo sritis. žemės ūkis, automatinis vairavimas, vairavimo egzaminų vairavimo mokymas, inžinerijos mašinos ir kitos pramonės srityse, įvairiose srityse antenos indekso reikalavimas taip pat turi akivaizdų skirtumą.

1.2.1 CORS sistema, deformacijų stebėjimas, seisminis stebėjimas – etaloninės stoties antena

Didelio tikslumo antena naudojo nuolatinio veikimo etaloninę stotį, ilgą laiką stebint tikslią informaciją apie vietą ir per duomenų perdavimo sistemą realiuoju laiku stebėjimo duomenis perduodant valdymo centrui, apskaičiuoto valdymo centro ploto paklaida po korekcijos parametrų, siekiant pagerinti dirvožemio sistema ir žvaigždutė, sustiprinta sistema ir tt, norint siųsti klaidų pranešimus roveriui (klientui). Galiausiai vartotojas gali gauti tikslią koordinačių informaciją [1].

Taikant deformacijų stebėjimą, žemės drebėjimų stebėjimą ir pan., nes reikia tiksliai stebėti deformacijos dydį, aptikti nedideles deformacijas, kad būtų galima numatyti stichinių nelaimių atsiradimą.

Todėl, projektuojant didelio tikslumo anteną, skirtą tokioms reikmėms kaip nuolatinio veikimo etaloninė stotis, deformacijų stebėjimas ir seisminis stebėjimas, pirmiausia reikia atsižvelgti į puikų fazių centro stabilumą ir atsparumą daugiakrypčiams trukdžiams, kad būtų užtikrintas tikslus realiuoju laiku. padėties informacija įvairioms patobulintoms sistemoms.Be to, norint pateikti kuo daugiau palydovo korekcijos parametrų, antena turi priimti kuo daugiau palydovų, keturių sistemų pilno dažnių juosta tapo standartine konfigūracija.Tokio tipo programoje kaip sistemos stebėjimo antena paprastai naudojama atskaitos stoties antena (atskaitos stoties antena), apimanti visą keturių sistemų juostą.

1.2.2 Geodezijos ir žemėlapių sudarymas – įmontuota geodezinė antena

Matavimo ir kartografavimo srityje būtina suprojektuoti įmontuotą geodezinę anteną, kurią būtų lengva integruoti.Antena paprastai yra įmontuota į RTK imtuvo viršų, kad būtų galima nustatyti realiu laiku ir labai tikslią padėties nustatymo ir žemėlapių sudarymo srityje.

Įmontuota matavimo antenos aprėptis, daugiausia dėmesio skiriant dažnio stabilumui, spindulio aprėpčiai, fazės centrui, antenos dydžiui ir kt., ypač naudojant RTK tinklą, integruotą su 4 g, „Bluetooth“, „WiFi“. matavimo antenos palaipsniui užima pagrindinę rinkos dalį, nes 2016 m., kai ją pristatė dauguma RTK imtuvų gamintojų, ji buvo plačiai taikoma ir reklamuojama.

1.2.3 Vairavimo egzaminas ir vairavimo mokymas, vairavimas be piloto – išorinė matavimo antena

Tradicinė vairavimo egzaminų sistema turi daug trūkumų, tokių kaip didelės sąnaudos, didelės eksploatavimo ir priežiūros sąnaudos, didelis poveikis aplinkai, mažas tikslumas ir kt. Vairavimo egzamino sistemoje pritaikius didelio tikslumo anteną, sistema pasikeičia nuo rankinio vertinimo. į protingą vertinimą, o vertinimo tikslumas yra didelis, o tai labai sumažina vairavimo egzamino žmogiškąsias ir materialines išlaidas.

Pastaraisiais metais bepiločio vairavimo sistema sparčiai vystėsi.Vairuojant bepilotį, dažniausiai naudojama RTK didelio tikslumo padėties nustatymo ir inercinės navigacijos kombinuoto padėties nustatymo technologija, kuri gali pasiekti aukštą padėties nustatymo tikslumą daugelyje aplinkų.

Vairavimo egzamino vairavimo mokymuose, pvz., nepilotuojamose sistemose, antena dažnai matuojama išorine forma, poreikis dirbti dažniu, kelių dažnių antena su keliomis sistemomis gali pasiekti aukštą padėties nustatymo tikslumą, kelių takų signalas turi tam tikrą slopinimą ir gerą aplinką. prisitaikymas, gali būti ilgalaikis naudojimas lauko aplinkoje be gedimų.

1.2.4 UAV – didelio tikslumo uav antena

Pastaraisiais metais uav pramonė sparčiai vystėsi.Uav buvo plačiai naudojamas žemės ūkio augalų apsaugos, tyrimų ir kartografavimo, elektros linijų patruliavimo ir kituose scenarijuose.Tokiais atvejais tik su didelio tikslumo antena gali užtikrinti įvairių operacijų tikslumą, efektyvumą ir saugumą.Dėl didelio greičio, lengvos apkrovos ir trumpo uav patvarumo charakteristikų, didelio tikslumo uav antenos konstrukcijoje daugiausia dėmesio skiriama svoriui, dydžiui, energijos suvartojimui ir kitiems veiksniams, o plačiajuosčio ryšio dizainas kuo labiau įgyvendinamas remiantis prielaida, kad svoris ir dydis.

2, GNSS antenos technologijos būsena namuose ir užsienyje

2.1 Dabartinė užsienio didelio tikslumo antenos technologijos būklė

Užsienio tyrimai dėl didelio tikslumo antenos pradėti anksti, be to, buvo sukurta daugybė didelio tikslumo antenų gaminių, pasižyminčių geru našumu, pavyzdžiui, GNSS 750 serijos droselio antena NoVatel, Zepryr serijos antena Trimble, Leica AR25 antena ir kt. kurių yra daug antenų formų, turinčių didelę naujovišką reikšmę.Todėl ilgą laiką Kinijos didelio tikslumo antenų rinka buvo išėjusi iš užsienio produktų monopolio.Tačiau per pastaruosius dešimt metų, augant daugybei vietinių gamintojų, užsienio didelio tikslumo GNSS antenos iš esmės neturi pranašumo, tačiau vietiniai didelio tikslumo gamintojai pradėjo plėsti rinką į užsienio šalis.

Be to, pastaraisiais metais taip pat sukūrė kai kurie nauji GNSS antenų gamintojai, tokie kaip Maxtena, Tallysman ir kt., kurių produktai daugiausia yra mažos GNSS antenos, naudojamos uav, transporto priemonėms ir kitoms sistemoms.Antenos forma dažniausiai yra mikrojuostelinė antena su didele dielektrine konstanta arba keturių pečių spiralinė antena.Taikant tokią antenos projektavimo technologiją, užsienio gamintojai neturi pranašumo, vidaus ir užsienio gaminiai patenka į homogeniškos konkurencijos laikotarpį.

2.2 Dabartinė buitinės didelio tikslumo antenų technologijos padėtis

Per pastarąjį dešimtmetį daugelis vietinių didelio tikslumo antenų gamintojų pradėjo augti ir sumažėjovelop, pvz., Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics ir kt., kurie sukūrė didelio tikslumo antenų gaminius su nepriklausomomis intelektinės nuosavybės teisėmis.

Pavyzdžiui, atskaitos stoties antenos ir įmontuotos matavimo antenos srityje HUaxin 3D droselio antena ir viso tinklo kombinuota antena ne tik pasiekia aukščiausią tarptautinį našumo lygį, bet ir atitinka įvairių aplinkosaugos programų reikalavimus ir yra labai patikimi. ilgas tarnavimo laikas ir labai mažas gedimų procentas.

Transporto priemonių, uav ir kitų pramonės šakų pramonėje išorinės matavimo antenos ir keturių svirčių spiralinės antenos projektavimo technologija buvo gana brandi ir buvo plačiai naudojama taikant vairavimo egzaminų sistemą, nepilotuojamą vairavimą, uav ir kitose pramonės šakose, ir pasiekė gerą ekonominę ir socialinę naudą.

3. GNSS antenų rinkos dabartinė situacija ir perspektyva

2018 m. bendra Kinijos palydovinės navigacijos ir vietos nustatymo paslaugų pramonės produkcijos vertė pasiekė 301,6 milijardo juanių, ty 18,3 % daugiau nei 2017 m. [2], o 2020 m. pasieks 400 milijardų juanių;2019 metais bendra pasaulinės palydovinės navigacijos rinkos vertė siekė 150 milijardų eurų, o GNSS terminalų vartotojų skaičius siekė 6,4 milijardo.GNSS pramonė yra viena iš nedaugelio pramonės šakų, atlaikiusių pasaulinį ekonomikos nuosmukį.Europos GNSS agentūra prognozuoja, kad per ateinantį dešimtmetį pasaulinė palydovinės navigacijos rinka padvigubės iki daugiau nei 300 milijardų eurų, o GNSS terminalų skaičius padidės iki 9,5 milijardo.

Pasaulinė palydovinės navigacijos rinka, taikoma kelių eismui, nepilotuojami orlaiviai tokiose srityse kaip terminalo įranga per ateinančius 10 metų yra greičiausiai augantis rinkos segmentas: intelektas, nepilotuojama transporto priemonė yra pagrindinė plėtros kryptis, ateities kelių transporto priemonės – automatinio vairavimo galimybės. Automobilyje turi būti įrengta GNSS antena, pasižyminti dideliu tikslumu, todėl GNSS antenos automatinio vairavimo paklausa rinkoje yra didžiulė.Nuolat tobulinant Kinijos žemės ūkio modernizavimą, uav su didelio tikslumo padėties nustatymo antena, pvz., augalų apsaugos uav, naudojimas ir toliau didės.

4. GNSS didelio tikslumo antenos plėtros tendencija

Po daugelio metų plėtros įvairios GNSS didelio tikslumo antenos technologijos buvo gana subrendusios, tačiau vis dar yra daug krypčių, kurias reikia sulaužyti:

1. Miniatiūrizavimas: elektroninės įrangos miniatiūrizavimas yra amžina plėtros tendencija, ypač tokiose programose kaip uav ir delniniai įrenginiai, mažos antenos paklausa yra skubesnė.Tačiau po miniatiūravimo antenos našumas sumažės.Kaip sumažinti antenos dydį ir užtikrinti visapusišką veikimą, yra svarbi didelio tikslumo antenos tyrimų kryptis.

2. Anti-daugiatakė technologija: GNSS antenos anti-daugiatakė technologija daugiausia apima droselio ritės technologiją [3], dirbtinių elektromagnetinių medžiagų technologiją [4][5] ir kt. Tačiau visos jos turi trūkumų, pvz., didelio dydžio, siauros juostos. plotis ir didelė kaina, todėl negali pasiekti universalaus dizaino.Todėl būtina ištirti anti-multipath technologiją su miniatiūrizavimo ir plačiajuosčio ryšio savybėmis, kad atitiktų įvairius taikymo reikalavimus.

3. Daugiafunkcis: šiais laikais, be GNSS antenos, į įvairius įrenginius integruota ne viena ryšio antena.Skirtingos ryšio sistemos gali sukelti įvairius signalo trikdžius GNSS antenai, o tai gali turėti įtakos normaliam palydovų priėmimui.Todėl integruotas GNSS antenos ir ryšio antenos dizainas įgyvendinamas naudojant daugiafunkcinę integraciją, o projektuojant atsižvelgiama į trukdžių poveikį tarp antenų, o tai gali pagerinti integracijos laipsnį, pagerinti elektromagnetinio suderinamumo charakteristikas ir pagerinti visa mašina.