Satelliittipaikannustekniikan jatkuvan kehityksen ja parantamisen myötä korkean tarkkuuden paikannustekniikkaa on sovellettu kaikilla elämänaloilla nykyelämässä, kuten maanmittauksessa ja kartoituksessa, tarkkuusmaataloudessa, uav-tekniikassa, miehittämättömässä ajossa ja muilla aloilla, korkean tarkkuuden paikannustekniikka näkyy kaikkialla.Erityisesti uuden sukupolven Beidou-navigointisatelliittijärjestelmän verkon valmistuttua ja 5G-aikakauden tultua Beidou +5G:n jatkuvan kehityksen odotetaan edistävän korkean tarkkuuden paikannusteknologian käyttöä lentokenttien aikatauluissa. , robottitarkastus, ajoneuvojen valvonta, logistiikan hallinta ja muut alat.Erittäin tarkan paikannustekniikan toteuttaminen on erottamaton korkean tarkkuuden antennin, erittäin tarkan algoritmin ja erittäin tarkan korttikortin tuesta.Tämä artikkeli esittelee pääasiassa korkean tarkkuuden antennin kehittämisen ja soveltamisen, tekniikan tilan ja niin edelleen.

1. Korkean tarkkuuden GNSS-antennin kehittäminen ja soveltaminen

1.1 Erittäin tarkka antenni

GNSS-ALUELLA korkean tarkkuuden antenni on eräänlainen antenni, jolla on erityisiä vaatimuksia antennin vaihekeskuksen stabiiliudelle.Se yhdistetään yleensä korkean tarkkuuden piirilevyyn, jotta saavutetaan senttimetritason tai millimetrin tason tarkka paikannus.Erittäin tarkkoja antenneja suunniteltaessa on yleensä erityisvaatimuksia seuraaville indikaattoreille: antennin säteen leveys, alhainen korkeusvahvistus, epäpyöreys, putoamiskerroin, etu- ja takasuhde, monitie-esto jne. vaikuttaa suoraan tai epäsuorasti antennin vaihekeskuksen vakauteen ja sitten paikannustarkkuuteen.

1.2 Korkean tarkkuuden antennin sovellus ja luokittelu

Erittäin tarkkaa GNSS-antennia käytettiin alun perin maanmittauksen ja kartoituksen alalla staattisen millimetritason paikannustarkkuuden saavuttamiseksi suunnittelun lofting-, topografisten kartoitusten ja erilaisten ohjausmittausten prosessissa.Korkean tarkkuuden paikannustekniikan kypsyessä korkean tarkkuuden antennia käytetään vähitellen yhä useammalla alalla, mukaan lukien jatkuvan toiminnan vertailuasema, muodonmuutosten seuranta, maanjäristysten seuranta, mittaus- ja kartoitusmittaus, miehittämättömät ilma-alukset (uavs), tarkkuusalueet. Maatalous, automaattinen ajo, ajokoe ajokoulutus, tekniikan koneet ja muut teollisuusalueet, eri sovelluksissa indeksin vaatimus antenni on myös ilmeinen ero.

1.2.1 CORS-järjestelmä, muodonmuutosvalvonta, seisminen valvonta – referenssiaseman antenni

Korkean tarkkuuden antennissa käytettiin jatkuvan toiminnan viiteasemaa, pitkän aikavälin tarkkailun avulla tarkan sijaintitiedon saamiseksi ja tietoliikennejärjestelmän kautta reaaliaikaisessa havainnointitiedonsiirrossa ohjauskeskukseen, lasketun ohjauskeskuksen alueen virhe korjauksen jälkeen parametrien parantamiseksi. järjestelmä maaperän, ja tähti waas parantaa järjestelmää, jne., lähettää virheilmoituksia rover (asiakas), Lopuksi käyttäjä voi saada tarkat koordinaattitiedot [1].

Sovellettaessa muodonmuutosvalvontaa, maanjäristysten seurantaa ja niin edelleen, koska muodonmuutosten määrää on tarkkailtava tarkasti, pienten muodonmuutosten havaitseminen, jotta voidaan ennustaa luonnonkatastrofien esiintyminen.

Siksi suunniteltaessa erittäin tarkkaa antennia sellaisiin sovelluksiin kuin jatkuvan toiminnan vertailuasema, muodonmuutosvalvonta ja seisminen valvonta, on ensisijaisesti otettava huomioon sen erinomainen vaihekeskuksen vakaus ja monitiehäiriöiden estokyky, jotta saadaan aikaan reaaliaikainen tarkka. paikkatiedot eri parannetuille järjestelmille.Lisäksi, jotta saataisiin mahdollisimman monta satelliittikorjausparametria, antennin on vastaanotettava mahdollisimman monta satelliittia, neljästä järjestelmän täydestä taajuuskaistasta on tullut vakiokonfiguraatio.Tällaisessa sovelluksessa järjestelmän havaintoantennina käytetään yleensä neljän järjestelmän koko kaistan kattavaa vertailuasema-antennia (reference station antenna).

1.2.2 Maanmittaus ja kartoitus – Sisäänrakennettu mittausantenni

Maanmittaus- ja kartoitusalalla on tarpeen suunnitella sisäänrakennettu mittausantenni, joka on helppo integroida.Antenni on yleensä sisäänrakennettu RTK-vastaanottimen yläosaan, jotta saavutetaan reaaliaikainen ja erittäin tarkka paikannus mittauksen ja kartoituksen alalla.

Sisäänrakennettu mittausantennin peitto on pääasiallinen näkökohta suunniteltaessa taajuuden vakautta, säteen peittoa, vaihekeskiötä, antennin kokoa jne., erityisesti käytettäessä verkko-RTK-verkkoa, integroitu 4 g, bluetooth, WiFi kaikki netcom sisäänrakennettu- mittausantenni vähitellen miehittää päämarkkinaosuuden, koska suurin osa RTK-vastaanottimien valmistajista lanseerasi sen vuonna 2016, sitä on käytetty ja mainostettu laajasti.

1.2.3 Ajokoe ja ajokoulutus, miehittämätön ajo – ulkoinen mittausantenni

Perinteisellä ajokoejärjestelmällä on monia haittoja, kuten suuret syöttökustannukset, korkeat käyttö- ja ylläpitokustannukset, suuri ympäristövaikutus, alhainen tarkkuus jne. Kun ajokoejärjestelmässä on käytetty erittäin tarkkaa antennia, järjestelmä muuttuu manuaalisesta arvioinnista. älykkääseen arviointiin, ja arvioinnin tarkkuus on korkea, mikä vähentää huomattavasti ajokokeen henkilö- ja materiaalikustannuksia.

Viime vuosina miehittämätön ajojärjestelmä on kehittynyt nopeasti.Miehittämättömässä ajossa käytetään yleensä RTK:n korkean tarkkuuden paikannus- ja inertianavigointiyhdistelmän paikannustekniikkaa, jolla voidaan saavuttaa suuri paikannustarkkuus useimmissa ympäristöissä.

Ajokokeessa ajokoulutuksessa, kuten miehittämättömät järjestelmät, usein antenni mitataan ulkoisella muodolla, työtaajuuden tarve, monitaajuinen antenni usealla järjestelmällä voi saavuttaa korkean paikannustarkkuuden, monitiesignaalilla on tietty esto ja hyvä ympäristö sopeutumiskyky, voidaan käyttää pitkään ulkoympäristössä ilman vikaa.

1.2.4 UAV – Erittäin tarkka uav-antenni

Viime vuosina uav-teollisuus on kehittynyt nopeasti.Uavia on käytetty laajalti maatalouden kasvinsuojelussa, kartoituksessa ja kartoituksessa, voimalinjojen vartioinnissa ja muissa skenaarioissa.Tällaisissa skenaarioissa vain erittäin tarkalla antennilla varustettu voi varmistaa eri toimintojen tarkkuuden, tehokkuuden ja turvallisuuden.Uav:n suuren nopeuden, kevyen kuormituksen ja lyhyen kestävyyden vuoksi uav-tarkkuuden antennin suunnittelu keskittyy pääasiassa painoon, kokoon, virrankulutukseen ja muihin tekijöihin ja toteuttaa laajakaistasuunnittelun mahdollisimman pitkälle sillä edellytyksellä, että varmistetaan. paino ja koko.

2, GNSS-antennitekniikan tila kotona ja ulkomailla

2.1 Ulkomaisen korkean tarkkuuden antennitekniikan nykytila

Ulkomainen tutkimus korkean tarkkuuden antennista alkoi varhain, ja on kehitetty sarja erittäin suorituskykyisiä erittäin tarkkoja antennituotteita, kuten NoVatelin GNSS 750 -sarjan kuristinantenni, Trimblen Zepryr-sarjan antenni, Leica AR25 -antenni jne. joita on monia antennimuotoja, joilla on suuri innovatiivinen merkitys.Siksi aiemmin pitkään Kiinan korkean tarkkuuden antennimarkkinat ovat poissa ulkomaisten tuotteiden monopolista.Kuitenkin viimeisten kymmenen vuoden aikana, kun suuri määrä kotimaisia ​​valmistajia on kasvanut, ulkomaisten GNSS-tarkkuuden antennien suorituskyvyllä ei ole periaatteessa mitään etua, mutta kotimaiset korkean tarkkuuden valmistajat alkoivat laajentaa markkinoita ulkomaille.

Lisäksi viime vuosina on kehittynyt myös uusia GNSS-antennien valmistajia, kuten Maxtena, Tallysman jne., joiden tuotteet ovat pääasiassa pieniä GNSS-antenneja, joita käytetään uav-, ajoneuvo- ja muissa järjestelmissä.Antennimuoto on yleensä mikroliuska-antenni suurella dielektrisyysvakiolla tai nelihaarainen spiraaliantenni.Tällaisessa antennisuunnittelutekniikassa ulkomaisilla valmistajilla ei ole etua, kotimaiset ja ulkomaiset tuotteet ovat tulossa tasaisen kilpailun aikaan.

2.2 Kotimaisen tarkkuusantennitekniikan nykytilanne

Viime vuosikymmenen aikana useat kotimaiset korkean tarkkuuden antennivalmistajat alkoivat kasvaa ja hävitävelop, kuten Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics jne., joka on kehittänyt sarjan korkean tarkkuuden antennituotteita, joilla on itsenäiset immateriaalioikeudet.

Esimerkiksi vertailuasema-antennin ja sisäänrakennetun mittausantennin alalla HUaxinin 3D-kuristinantenni ja full-netcom-yhdistelmäantenni eivät vain saavuta kansainvälisesti johtavaa suorituskykyä, vaan myös täyttävät erilaisten ympäristösovellusten vaatimukset erittäin luotettavasti, pitkä käyttöikä ja erittäin alhainen vika.

Ajoneuvoteollisuudessa, uav-teollisuudessa ja muilla teollisuudenaloilla ulkoisen mittausantennin ja nelihaaraisen spiraaliantennin suunnittelutekniikka on ollut suhteellisen kypsä, ja sitä on käytetty laajalti ajokoejärjestelmän, miehittämättömän ajon, uav:n ja muilla teollisuudenaloilla, ja on saavuttanut hyviä taloudellisia ja sosiaalisia etuja.

3. GNSS-antennimarkkinoiden nykytilanne ja tulevaisuudennäkymät

Vuonna 2018 Kiinan satelliittinavigointi- ja paikannuspalveluteollisuuden kokonaistuotannon arvo oli 301,6 miljardia yuania, mikä on 18,3 % enemmän kuin vuonna 2017 [2], ja vuonna 2020 se nousee 400 miljardiin juaniin.Vuonna 2019 maailmanlaajuisten satelliittinavigointimarkkinoiden kokonaisarvo oli 150 miljardia euroa ja GNSS-päätelaitteiden käyttäjien määrä 6,4 miljardia.GNSS-teollisuus on yksi harvoista teollisuudenaloista, joka on kestänyt maailmanlaajuisen talouden taantuman.Euroopan GNSS-virasto ennustaa, että maailmanlaajuiset satelliittinavigointimarkkinat kaksinkertaistuu yli 300 miljardiin euroon seuraavan vuosikymmenen aikana ja GNSS-päätelaitteiden määrä kasvaa 9,5 miljardiin.

Globaalit satelliittinavigointimarkkinat, joita sovelletaan tieliikenteeseen, miehittämättömät ilma-ajoneuvot sellaisilla alueilla kuin päätelaitteet ovat seuraavan 10 vuoden aikana markkinoiden nopeimmin kasvava segmentti: älykkyys, miehittämätön ajoneuvo on tärkein kehityssuunta, tulevaisuuden maantieajoneuvon automatisoitu ajokyky Ajoneuvon on oltava varustettu GNSS-antennilla on korkea tarkkuus, joten GNSS-antennin automaattisen ajon valtava kysyntä markkinoilla.Kiinan maatalouden nykyaikaistamisen jatkuvan kehityksen myötä korkean tarkkuuden paikannusantennilla varustettujen uav-laitteiden, kuten kasvinsuojelulaitteiden, käyttö lisääntyy edelleen.

4. Korkean tarkkuuden GNSS-antennin kehityssuunta

Vuosien kehitystyön jälkeen GNSS-tarkkuuden antennien erilaiset tekniikat ovat olleet suhteellisen kypsiä, mutta rikottavana on vielä monia suuntauksia:

1. Miniatyrisointi: Elektronisten laitteiden pienentäminen on ikuinen kehitystrendi, erityisesti sovelluksissa, kuten uav ja handheld, pienikokoisten antennien kysyntä on kiireellisempi.Antennin suorituskyky kuitenkin heikkenee pienentämisen jälkeen.Kuinka pienentää antennin kokoa samalla kun varmistetaan kokonaisvaltainen suorituskyky, on tärkeä tutkimussuunta korkean tarkkuuden antennille.

2. Monitietekniikka: GNSS-antennin monitietekniikkaan kuuluu pääasiassa kuristinkelatekniikka [3], keinotekoinen sähkömagneettinen materiaalitekniikka [4][5] jne. Niillä kaikilla on kuitenkin haittoja, kuten suuri koko, kapea kaista leveys ja korkeat kustannukset, eivätkä voi saavuttaa yleistä muotoilua.Siksi on tarpeen tutkia monitie-tekniikkaa, jolla on miniatyrisoinnin ja laajakaistan ominaisuudet, jotta se täyttää erilaiset sovellusvaatimukset.

3. Monitoiminen: Nykyään GNSS-antennin lisäksi useisiin laitteisiin on integroitu useampi kuin yksi viestintäantenni.Erilaiset viestintäjärjestelmät voivat aiheuttaa erilaisia ​​signaalihäiriöitä GNSS-antennille, mikä vaikuttaa normaaliin satelliittivastaanottoon.Siksi GNSS-antennin ja viestintäantennin integroitu suunnittelu toteutetaan monitoimiintegroinnilla, ja antennien välinen häiriövaikutus otetaan huomioon suunnittelussa, mikä voi parantaa integrointiastetta, parantaa sähkömagneettisen yhteensopivuuden ominaisuuksia ja parantaa antennin suorituskykyä. koko kone.