S neustálým vývojem a zlepšováním technologie satelitního určování polohy byla vysoce přesná technologie určování polohy aplikována na všechny oblasti života v moderním životě, jako je průzkum a mapování, přesné zemědělství, UAV, bezpilotní řízení a další obory, vysoce přesné polohovací technologie. je vidět všude.Zejména s dokončením sítě nové generace navigačního satelitního systému Beidou a příchodem éry 5G se očekává, že nepřetržitý vývoj Beidou +5G podpoří aplikaci vysoce přesné polohovací technologie v oblastech plánování letišť. , kontrola robotů, monitorování vozidel, řízení logistiky a další obory.Realizace vysoce přesné polohovací technologie je neoddělitelná od podpory vysoce přesné antény, vysoce přesného algoritmu a vysoce přesné deskové karty.Tento článek představuje především vývoj a aplikaci vysoce přesné antény, stav technologie a tak dále.

1. Vývoj a aplikace vysoce přesné antény GNSS

1.1 Vysoce přesná anténa

V OBLASTI GNSS je vysoce přesná anténa druhem antény, která má speciální požadavky na stabilitu fázového středu antény.Obvykle se kombinuje s vysoce přesnou deskou pro realizaci vysoce přesného polohování na úrovni centimetrů nebo milimetrů.Při návrhu vysoce přesné antény jsou obvykle kladeny speciální požadavky na následující indikátory: šířka paprsku antény, nízký výškový zisk, nekulatost, koeficient náklonu, přední a zadní poměr, anti-multipath schopnost atd. přímo nebo nepřímo ovlivňují stabilitu fázového středu antény a následně ovlivňují přesnost polohování.

1.2 Aplikace a klasifikace vysoce přesné antény

Vysoce přesná GNSS anténa byla zpočátku používána v oblasti zaměřování a mapování k dosažení statické přesnosti polohování na milimetrové úrovni v procesu inženýrského loftingu, topografického mapování a různých kontrolních průzkumů.S vyspělejší technologií vysoce přesného určování polohy se vysoce přesná anténa postupně používá ve více a více oblastech, včetně nepřetržitého provozu referenční stanice, monitorování deformací, monitorování zemětřesení, měření průzkumu a mapování, bezpilotních vzdušných prostředků (UAV), oblastí přesnosti zemědělství, automatické řízení, řidičské zkoušky řidičský výcvik, strojírenské stroje a další průmyslové oblasti, v různých aplikacích na index požadavek antény má také zřejmý rozdíl.

1.2.1 Systém CORS, monitoring deformací, seismický monitoring – anténa referenční stanice

Vysoce přesná anténa používala referenční stanici s nepřetržitým provozem, prostřednictvím dlouhodobého pozorování pro přesné informace o poloze a prostřednictvím systému datové komunikace v reálném čase přenosu pozorovacích dat do řídicího centra, chyba vypočítané oblasti řídicího střediska po korekčních parametrech pro zvýšení systém půdy a hvězda ve vylepšovacím systému, atd., k odesílání chybových zpráv do roveru (klienta), konečně může uživatel získat přesné informace o souřadnicích [1].

Při aplikaci monitorování deformací, monitorování zemětřesení a tak dále, z důvodu potřeby přesně sledovat velikost deformace, detekce malých deformací, aby bylo možné předvídat výskyt přírodních katastrof.

Proto při návrhu vysoce přesné antény pro aplikace, jako je referenční stanice s nepřetržitým provozem, monitorování deformací a seismické monitorování, musí být prvním hlediskem její vynikající stabilita fázového středu a schopnost proti vícecestnému rušení, aby byla zajištěna přesnost v reálném čase. informace o poloze pro různé vylepšené systémy.Kromě toho, aby bylo možné poskytnout co nejvíce parametrů korekce satelitů, musí anténa přijímat co nejvíce satelitů, standardní konfigurací se staly čtyři systémy s plným frekvenčním pásmem.V tomto druhu aplikace se obvykle jako pozorovací anténa systému používá anténa referenční stanice (anténa referenční stanice) pokrývající celé pásmo čtyř systémů.

1.2.2 Měření a mapování – Vestavěná měřická anténa

V oblasti zeměměřictví a mapování je nutné navrhnout vestavěnou zeměměřičskou anténu, která se snadno integruje.Anténa je obvykle zabudována do horní části přijímače RTK, aby bylo dosaženo v reálném čase a vysoce přesné určování polohy v oblasti průzkumu a mapování.

Vestavěné měřící pokrytí antény je hlavním hlediskem při návrhu frekvenční stability, pokrytí paprsku, fázového středu, velikosti antény atd., zejména při použití síťového RTK, integrovaného s 4 g, bluetooth, WiFi všechny vestavěné netcom v měřicí anténě postupně zaujímají hlavní podíl na trhu, od roku 2016, kdy ji uvedla na trh většina výrobců RTK přijímačů, byla široce používána a propagována.

1.2.3 Řidičská zkouška a řidičský výcvik, řízení bez posádky – externí měřicí anténa

Tradiční systém jízdních zkoušek má mnoho nevýhod, jako jsou velké vstupní náklady, vysoké náklady na provoz a údržbu, velký dopad na životní prostředí, nízká přesnost atd. Po aplikaci vysoce přesné antény v systému jízdních zkoušek se systém změní z manuálního vyhodnocení k inteligentnímu vyhodnocení a přesnost vyhodnocení je vysoká, což výrazně snižuje lidské a materiálové náklady na řidičské zkoušky.

V posledních letech se rychle rozvíjí systém bezpilotního řízení.Při řízení bez posádky se obvykle používá technologie určování polohy vysoce přesného určování polohy RTK a kombinovaného určování polohy s inerciální navigací, která může dosáhnout vysoké přesnosti určování polohy ve většině prostředí.

Při výcviku řidičských zkoušek, jako jsou bezpilotní systémy, se často anténa měří s externí formou, potřeba pracovní frekvence, vícefrekvenční anténa s více systémem může dosáhnout vysoké přesnosti polohování, vícecestný signál má určitou inhibici a dobré prostředí přizpůsobivost, lze bezporuchově používat dlouhodobě ve venkovním prostředí.

1.2.4 UAV — Vysoce přesná UAV anténa

V posledních letech se průmysl UAV rychle rozvíjí.Uav byl široce používán v ochraně zemědělských rostlin, průzkumu a mapování, hlídkování elektrického vedení a dalších scénářích.V takových scénářích může přesnost, účinnost a bezpečnost různých operací zajistit pouze vybavená vysoce přesnou anténou.Vzhledem k vlastnostem vysoké rychlosti, nízkého zatížení a krátké výdrže uav se návrh vysoce přesné antény uav zaměřuje především na hmotnost, velikost, spotřebu energie a další faktory a realizuje širokopásmový design pokud možno za předpokladu zajištění hmotnost a velikost.

2, stav technologie antény GNSS doma iv zahraničí

2.1 Současný stav zahraniční vysoce přesné anténní techniky

Zahraniční výzkum vysoce přesné antény začal brzy a byla vyvinuta řada vysoce přesných anténních produktů s dobrým výkonem, jako je tlumivka řady GNSS 750 od společnosti NoVatel, anténa řady Zepryr od společnosti Trimble, anténa Leica AR25 atd. kterých existuje mnoho anténních forem s velkým inovačním významem.Proto byl čínský trh s vysoce přesnými anténami v minulosti po dlouhou dobu mimo monopol zahraničních produktů.V posledních deseti letech, s nástupem velkého počtu domácích výrobců, však výkon zahraničních vysoce přesných antén GNSS v podstatě nemá žádnou výhodu, ale domácí výrobci vysoce přesných antén začali rozšiřovat trh do zahraničí.

Kromě toho se v posledních letech vyvinuli i někteří noví výrobci GNSS antén, např. Maxtena, Tallysman atd., jejichž produkty jsou především malé GNSS antény používané pro UAV, vozidla a další systémy.Forma antény je obvykle mikropásková anténa s vysokou dielektrickou konstantou nebo čtyřramenná spirálová anténa.V tomto druhu technologie anténního designu nemají zahraniční výrobci žádnou výhodu, domácí i zahraniční výrobky vstupují do období homogenní konkurence.

2.2 Současný stav domácí vysoce přesné anténní techniky

V uplynulém desetiletí se začala rozrůstat řada domácích výrobců vysoce přesných anténvelop, jako je Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics atd., která vyvinula řadu vysoce přesných anténních produktů s nezávislými právy duševního vlastnictví.

Například v oblasti antény referenční stanice a vestavěné měřicí antény dosahují 3D tlumivka HUaxin a kombinovaná anténa full-netcom nejen mezinárodní špičkové úrovně výkonu, ale také splňují požadavky různých ekologických aplikací s vysokou spolehlivostí, dlouhá životnost a velmi nízká poruchovost.

V průmyslu vozidel, UAV a dalších průmyslových odvětvích je konstrukční technologie externí měřicí antény a čtyřramenné spirálové antény poměrně vyspělá a je široce používána při aplikaci jízdního testovacího systému, bezpilotního řízení, UAV a dalších průmyslových odvětvích, a dosáhla dobrých ekonomických a sociálních přínosů.

3. Současná situace a perspektivy trhu s GNSS anténami

V roce 2018 dosáhla celková výstupní hodnota čínského odvětví satelitní navigace a lokalizačních služeb 301,6 miliard juanů, což je o 18,3 % více ve srovnání s rokem 2017 [2], a v roce 2020 dosáhne 400 miliard juanů;V roce 2019 činila celková hodnota globálního trhu družicové navigace 150 miliard eur a počet uživatelů terminálů GNSS dosáhl 6,4 miliardy.Odvětví GNSS je jedním z mála odvětví, které se vypořádalo s globálním hospodářským poklesem.Evropská agentura pro GNSS předpovídá, že se globální trh družicové navigace v příštím desetiletí zdvojnásobí na více než 300 miliard eur, přičemž počet terminálů GNSS vzroste na 9,5 miliardy.

Globální trh satelitní navigace, aplikovaný na silniční provoz, bezpilotní vzdušná vozidla v oblastech, jako jsou koncová zařízení, je v příštích 10 letech nejrychleji rostoucím segmentem trhu: inteligence, bezpilotní vozidlo je hlavním směrem vývoje, budoucí schopnost automatizovaného řízení silničních vozidel vozidlo musí být vybaveno GNSS anténou má vysokou přesnost, takže obrovská poptávka trhu po automatickém řízení GNSS antény.S neustálým rozvojem modernizace zemědělství v Číně se bude používání uav vybavených vysoce přesnou polohovací anténou, jako je uav na ochranu rostlin, nadále zvyšovat.

4. Vývojový trend GNSS vysoce přesné antény

Po letech vývoje byly různé technologie vysoce přesné antény GNSS relativně vyspělé, ale stále existuje mnoho směrů, které je třeba prolomit:

1. Miniaturizace: Miniaturizace elektronických zařízení je věčným vývojovým trendem, zejména v aplikacích, jako je UAV a handheld, je poptávka po anténách malých rozměrů naléhavější.Výkon antény se však po miniaturizaci sníží.Jak snížit velikost antény a současně zajistit komplexní výkon je důležitým směrem výzkumu vysoce přesné antény.

2. Anti-multipath technologie: Anti-multipath technologie GNSS antény zahrnuje především technologii tlumivky [3], technologii umělých elektromagnetických materiálů [4][5] atd. Všechny však mají nevýhody, jako jsou velké rozměry, úzké pásmo šířka a vysoká cena a nelze dosáhnout univerzálního designu.Proto je nutné studovat anti-multipath technologii s charakteristikami miniaturizace a širokopásmového připojení, aby byly splněny různé aplikační požadavky.

3. Multifunkční: V dnešní době je kromě GNSS antény integrována do různých zařízení více než jedna komunikační anténa.Různé komunikační systémy mohou způsobovat různé rušení signálu GNSS antény, což ovlivňuje normální satelitní příjem.Proto je integrovaný návrh antény GNSS a komunikační antény realizován prostřednictvím multifunkční integrace a během návrhu je zohledněn interferenční efekt mezi anténami, což může zlepšit stupeň integrace, zlepšit charakteristiky elektromagnetické kompatibility a zlepšit výkon celý stroj.