Odată cu dezvoltarea și îmbunătățirea continuă a tehnologiei de poziționare prin satelit, tehnologia de poziționare de înaltă precizie a fost aplicată în toate domeniile vieții moderne, cum ar fi topografie și cartografiere, agricultura de precizie, uav, conducere fără pilot și alte domenii, tehnologie de poziționare de înaltă precizie poate fi văzut peste tot.În special, odată cu finalizarea rețelei noii generații de sistem de navigație prin satelit Beidou și apariția erei 5G, se așteaptă ca dezvoltarea continuă a Beidou +5G să promoveze aplicarea tehnologiei de poziționare de înaltă precizie în domeniile programării aeroportuare. , inspecția robotului, monitorizarea vehiculelor, managementul logisticii și alte domenii.Realizarea tehnologiei de poziționare de înaltă precizie este inseparabilă de suportul antenei de înaltă precizie, algoritm de înaltă precizie și placă de înaltă precizie.Această lucrare prezintă în principal dezvoltarea și aplicarea antenei de înaltă precizie, starea tehnologiei și așa mai departe.

1. Dezvoltarea și aplicarea antenei GNSS de înaltă precizie

1.1 Antenă de înaltă precizie

În domeniul GNSS, antena de înaltă precizie este un fel de antenă care are cerințe speciale pentru stabilitatea centrului de fază al antenei.De obicei, este combinat cu o placă de înaltă precizie pentru a realiza poziționarea de înaltă precizie a nivelului de centimetru sau milimetru.În proiectarea antenei de înaltă precizie, există, de obicei, cerințe speciale pentru următorii indicatori: lățimea fasciculului antenei, creșterea scăzută a cotei, non-rotunzimea, coeficientul de cădere de rulare, raportul față și spate, capacitatea anti-multipath etc. Acești indicatori vor afectează direct sau indirect stabilitatea centrului de fază a antenei și apoi afectează precizia de poziționare.

1.2 Aplicarea și clasificarea antenei de înaltă precizie

Antena GNSS de înaltă precizie a fost utilizată inițial în domeniul topografiei și cartografierii pentru a obține o precizie de poziționare statică la nivel de milimetri în procesul de inginerie lofting, cartografiere topografică și diverse studii de control.Odată cu dezvoltarea tehnologiei de poziționare de înaltă precizie, antena de înaltă precizie este aplicată treptat în tot mai multe domenii, inclusiv stația de referință pentru funcționare continuă, monitorizarea deformării, monitorizarea cutremurelor, măsurarea topografiei și cartografierea, vehiculele aeriene fără pilot (UAV), zonele de precizie. agricultura, conducerea automată, formarea de conducere a testului de conducere, mașini de inginerie și alte zone industriale, în diferite aplicații la cerința de index a antenei are, de asemenea, diferența evidentă.

1.2.1 Sistem CORS, monitorizare deformare, monitorizare seismică – antenă stație de referință

Antena de înaltă precizie a folosit stația de referință de funcționare continuă, prin observarea pe termen lung pentru informații exacte despre locație și prin sistemul de comunicare de date în transmisia de date de observare în timp real către centrul de control, eroarea zonei calculate a centrului de control după parametrii de corecție pentru a îmbunătăți sistem de sol, și stea în waas îmbunătăți sistemul, etc, pentru a trimite mesaje de eroare la rover (client), în cele din urmă, utilizatorul poate obține informații precise de coordonate [1].

În aplicarea monitorizării deformării, monitorizării cutremurelor și așa mai departe, din cauza necesității de a monitoriza cu precizie cantitatea de deformare, detectarea deformațiilor mici, astfel încât să prezică apariția dezastrelor naturale.

Prin urmare, în proiectarea antenei de înaltă precizie pentru aplicații precum stația de referință de funcționare continuă, monitorizarea deformării și monitorizarea seismică, primul aspect trebuie să fie stabilitatea excelentă a centrului de fază și capacitatea de interferență anti-multipath, astfel încât să ofere o precizie în timp real. informații de poziție pentru diferite sisteme îmbunătățite.În plus, pentru a oferi cât mai mulți parametri de corecție a satelitului, antena trebuie să primească cât mai mulți sateliți, banda de frecvență completă a patru sistem a devenit configurație standard.În acest tip de aplicație, antena stației de referință (antena stației de referință) care acoperă întreaga bandă de patru sisteme este de obicei folosită ca antenă de observare a sistemului.

1.2.2 Topografie și cartografiere – Antenă de topografie încorporată

În domeniul topografiei și cartografierii, este necesară proiectarea unei antene de topografie încorporate care să fie ușor de integrat.Antena este de obicei încorporată în partea superioară a receptorului RTK pentru a obține o poziționare în timp real și de înaltă precizie în domeniul topografiei și cartografierii.

Acoperirea antenei de măsurare încorporată în principal în proiectarea stabilității frecvenței, acoperirea fasciculului, centrul de fază, dimensiunea antenei etc., în special cu aplicarea rețelei RTK, integrată cu 4 g, bluetooth, WiFi all netcom built- în antena de măsurare ocupă treptat cota de piață principală, de când a fost lansată în 2016 de către majoritatea producătorilor de receptoare RTK, a fost aplicată și promovată pe scară largă.

1.2.3 Test de conducere și antrenament de conducere, conducere fără pilot – antenă externă de măsurare

Sistemul tradițional de testare a condusului are multe dezavantaje, cum ar fi costul mare de intrare, costul ridicat de operare și întreținere, impact mare asupra mediului, precizie scăzută etc. După aplicarea antenei de înaltă precizie în sistemul de testare a condusului, sistemul se schimbă de la evaluarea manuală. la o evaluare inteligentă, iar precizia evaluării este mare, ceea ce reduce foarte mult costurile umane și materiale ale testului de conducere.

În ultimii ani, sistemul de conducere fără pilot s-a dezvoltat rapid.În conducerea fără pilot, tehnologia de poziționare a poziționării de înaltă precizie RTK și a poziționării combinate de navigație inerțială este de obicei adoptată, ceea ce poate obține o precizie ridicată de poziționare în majoritatea mediilor.

În cadrul testului de conducere, antrenamentul de conducere, cum ar fi sistemele fără pilot, de multe ori antena sunt măsurate cu forma externă, necesitatea de a lucra cu frecvența, antena cu mai multe frecvențe cu sistem multiplu poate obține o precizie ridicată de poziționare, semnalul multipath are o anumită inhibiție și un mediu bun. adaptabilitate, poate fi utilizată pe termen lung în mediul exterior fără eșec.

1.2.4 UAV — Antenă uav de înaltă precizie

În ultimii ani, industria UAV s-a dezvoltat rapid.Uav a fost utilizat pe scară largă în protecția plantelor agricole, topografie și cartografiere, patrulare a liniilor electrice și alte scenarii.În astfel de scenarii, doar echipat cu antenă de înaltă precizie poate asigura acuratețea, eficiența și siguranța diferitelor operațiuni.Datorită caracteristicilor de mare viteză, sarcină ușoară și rezistență scurtă a uav-ului, proiectarea antenei de înaltă precizie a uav-ului se concentrează în principal pe greutate, dimensiune, consum de energie și alți factori și realizează un design în bandă largă pe cât posibil pe premisa asigurării greutate și dimensiune.

2, starea tehnologiei antenei GNSS în țară și în străinătate

2.1 Starea actuală a tehnologiei străine de antene de înaltă precizie

Cercetările străine asupra antenei de înaltă precizie au început devreme și au fost dezvoltate o serie de produse de antenă de înaltă precizie cu performanțe bune, cum ar fi antena de sufocare seria GNSS 750 de la NoVatel, antena din seria Zepryr de la Trimble, antena Leica AR25 etc., printre care există multe forme de antenă cu o mare semnificație inovatoare.Prin urmare, în trecut pentru o perioadă lungă de timp, piața de antene de înaltă precizie a Chinei este în afara monopolului produselor străine.Cu toate acestea, în ultimii zece ani, odată cu creșterea unui număr mare de producători interni, performanța antenei GNSS străine de înaltă precizie nu are practic niciun avantaj, dar producătorii interni de înaltă precizie au început să extindă piața în țări străine.

În plus, în ultimii ani s-au dezvoltat și unii noi producători de antene GNSS, precum Maxtena, Tallysman etc., ale căror produse sunt în principal antene GNSS mici utilizate pentru uav, vehicule și alte sisteme.Forma de antenă este de obicei antenă microstrip cu constantă dielectrică ridicată sau antenă spirală cu patru brațe.În acest tip de tehnologie de proiectare a antenei, producătorii străini nu au niciun avantaj, produsele interne și străine intră în perioada de concurență omogenă.

2.2 Situația actuală a tehnologiei antenei interne de înaltă precizie

În ultimul deceniu, un număr de producători autohtoni de antene de înaltă precizie au început să crească și să dezvoltevelop, cum ar fi Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics etc., care a dezvoltat o serie de produse de antenă de înaltă precizie cu drepturi independente de proprietate intelectuală.

De exemplu, în domeniul antenei stației de referință și al antenei de măsurare încorporate, antena de sufocare 3D și antena combinată full-netcom de la HUaxin nu numai că ating nivelul de performanță lider internațional, ci și îndeplinesc cerințele diverselor aplicații de mediu cu fiabilitate ridicată, durată lungă de viață și rata de eșec foarte scăzută.

În industria vehiculelor, a UAV și a altor industrii, tehnologia de proiectare a antenei de măsurare externe și a antenei spiralate cu patru brațe a fost relativ matură și a fost utilizată pe scară largă în aplicarea sistemului de testare a condusului, conducere fără pilot, uav și alte industrii, și a obținut beneficii economice și sociale bune.

3. Situația actuală și perspectiva pieței antenelor GNSS

În 2018, valoarea totală a producției industriei de navigație prin satelit și servicii de localizare din China a atins 301,6 miliarde de yuani, în creștere cu 18,3% față de 2017 [2], și va ajunge la 400 de miliarde de yuani în 2020;În 2019, valoarea totală a pieței globale de navigație prin satelit a fost de 150 de miliarde de euro, iar numărul utilizatorilor de terminale GNSS a ajuns la 6,4 miliarde.Industria GNSS este una dintre puținele industrii care a renunțat la recesiunea economică globală.Agenția Europeană GNSS estimează că piața globală de navigație prin satelit se va dubla la peste 300 de miliarde de euro în următorul deceniu, numărul de terminale GNSS crescând la 9,5 miliarde.

Piața globală de navigație prin satelit, aplicată traficului rutier, vehiculele aeriene fără pilot în domenii precum echipamentele terminale este în următorii 10 ani segmentul de piață cu cea mai rapidă creștere: inteligența, vehiculul fără pilot este principala direcție de dezvoltare, viitorul vehicul rutier capacitatea de conducere automată a vehiculului trebuie să fie echipat cu antenă GNSS are o precizie ridicată, astfel încât cererea uriașă a pieței pentru conducerea automată a antenei GNSS.Odată cu dezvoltarea continuă a modernizării agricole a Chinei, utilizarea uav-urilor echipate cu antenă de poziționare de înaltă precizie, cum ar fi uav-ul de protecție a plantelor, va continua să crească.

4. Tendința de dezvoltare a antenei GNSS de înaltă precizie

După ani de dezvoltare, diverse tehnologii de antenă GNSS de înaltă precizie au fost relativ mature, dar mai sunt multe direcții de spart:

1. Miniaturizare: Miniaturizarea echipamentelor electronice este o tendință de dezvoltare eternă, în special în aplicații precum uav și handheld, cererea de antenă de dimensiuni mici este mai urgentă.Performanța antenei va fi însă redusă după miniaturizare.Cum să reduceți dimensiunea antenei, asigurând în același timp performanța cuprinzătoare este o direcție importantă de cercetare a antenei de înaltă precizie.

2. Tehnologia anti-multipath: tehnologia anti-multipath a antenei GNSS include în principal tehnologia bobinei de sufocare [3], tehnologia materialelor electromagnetice artificiale [4][5] etc. Cu toate acestea, toate au dezavantaje, cum ar fi dimensiunea mare, bandă îngustă lățime și cost ridicat și nu poate realiza un design universal.Prin urmare, este necesar să se studieze tehnologia anti-multipath cu caracteristicile de miniaturizare și bandă largă pentru a îndeplini diverse cerințe ale aplicației.

3. Multifuncțional: În prezent, pe lângă antena GNSS, mai mult de o antenă de comunicație este integrată în diferite dispozitive.Diferite sisteme de comunicații pot cauza diverse interferențe de semnal la antena GNSS, afectând recepția normală a satelitului.Prin urmare, designul integrat al antenei GNSS și al antenei de comunicație este realizat prin integrare multifuncțională, iar efectul de interferență dintre antene este luat în considerare în timpul proiectării, ceea ce poate îmbunătăți gradul de integrare, îmbunătățirea caracteristicilor de compatibilitate electromagnetică și îmbunătățirea performanței întreaga mașină.