С непрекъснатото развитие и усъвършенстване на технологията за сателитно позициониране, технологията за високо прецизно позициониране се прилага във всички сфери на съвременния живот, като геодезия и картографиране, прецизно земеделие, UAV, безпилотно шофиране и други области, технология за високо прецизно позициониране може да се види навсякъде.По-специално, със завършването на мрежата от новото поколение на сателитна навигационна система Beidou и настъпването на 5G ерата, непрекъснатото развитие на Beidou +5G се очаква да насърчи прилагането на технология за високо прецизно позициониране в областта на планирането на летищата , инспекция на роботи, наблюдение на превозни средства, управление на логистиката и други области.Реализацията на технология за високо прецизно позициониране е неделима от поддръжката на високо прецизна антена, високо прецизен алгоритъм и висока прецизна платка.Този документ представя основно разработването и прилагането на високопрецизна антена, състоянието на технологията и т.н.

1. Разработване и приложение на високопрецизна ГНСС антена

1.1 Високопрецизна антена

В ОБЛАСТТА на GNSS високопрецизната антена е вид антена, която има специални изисквания за стабилността на фазовия център на антената.Обикновено се комбинира с високопрецизна дъска, за да се реализира високопрецизното позициониране на ниво сантиметър или милиметър.При проектирането на високопрецизна антена обикновено има специални изисквания за следните индикатори: ширина на лъча на антената, ниско усилване на височината, незакръгленост, коефициент на падане при накланяне, съотношение на предната и задната част, способност за предотвратяване на многоизлъчване и др. Тези индикатори ще пряко или косвено влияят на стабилността на фазовия център на антената и след това влияят на точността на позициониране.

1.2 Приложение и класификация на високопрецизна антена

Високопрецизната GNSS антена първоначално се използва в областта на геодезията и картографирането за постигане на статична точност на позициониране на милиметрово ниво в процеса на инженерно издигане, топографско картографиране и различни контролни проучвания.Тъй като технологията за позициониране с висока точност става все по-зряла, антената с висока точност постепенно се прилага във все повече и повече области, включително референтна станция с непрекъсната работа, мониторинг на деформации, мониторинг на земетресения, измерване на геодезия и картографиране, безпилотни летателни апарати (UAV), области на прецизност селско стопанство, автоматично шофиране, шофьорски изпит, обучение по шофиране, инженерни машини и други промишлени области, в различни приложения на изискването за индекс на антената също има очевидна разлика.

1.2.1 Система CORS, мониторинг на деформациите, сеизмичен мониторинг – антена на референтна станция

Антена с висока точност използва референтна станция за непрекъсната работа, чрез дългосрочно наблюдение за точна информация за местоположението и чрез системата за комуникация на данни в предаване на данни за наблюдение в реално време към контролния център, грешката на изчислената област на контролния център след коригиращи параметри за подобряване на система за почва и звезда в система за подобряване на waas и т.н., за изпращане на съобщения за грешка до марсохода (клиента), Накрая потребителят може да получи точна информация за координатите [1].

При прилагането на мониторинг на деформация, мониторинг на земетресения и т.н., поради необходимостта от точно наблюдение на размера на деформацията, откриването на малка деформация, така че да се предвиди появата на природни бедствия.

Следователно, при проектирането на високопрецизна антена за приложения като референтна станция с непрекъсната работа, мониторинг на деформации и сеизмичен мониторинг, първото съображение трябва да бъде нейната отлична стабилност на фазовия център и способност за анти-многопътна интерференция, така че да се осигури точност в реално време информация за позицията за различни подобрени системи.В допълнение, за да осигури възможно най-много параметри за сателитна корекция, антената трябва да приема възможно най-много сателити, четири системни пълни честотни ленти се превърнаха в стандартна конфигурация.В този вид приложение антената на референтната станция (антената на референтната станция), покриваща цялата лента от четири системи, обикновено се използва като антена за наблюдение на системата.

1.2.2 Геодезия и картографиране – Вградена геодезическа антена

В областта на геодезията и картографирането е необходимо да се проектира вградена геодезическа антена, която е лесна за интегриране.Антената обикновено е вградена в горната част на RTK приемника, за да се постигне високо прецизно позициониране в реално време в областта на геодезията и картографирането.

Вградено измерване на покритието на антената в основното съображение при проектирането на стабилност на честотата, покритие на лъча, фазов център, размер на антената и т.н., особено с прилагането на мрежова RTK, интегрирана с 4 g, bluetooth, WiFi всички вградени мрежи в измервателната антена постепенно заема основния пазарен дял, тъй като стартира през 2016 г. от повечето производители на RTK приемници, Тя е широко прилагана и популяризирана.

1.2.3 Шофьорски изпит и обучение по кормуване, безпилотно управление – външна измервателна антена

Традиционната система за шофьорски изпити има много недостатъци, като големи входни разходи, високи разходи за експлоатация и поддръжка, голямо въздействие върху околната среда, ниска точност и т.н. След прилагането на високопрецизна антена в системата за шофьорски изпити, системата се променя от ръчна оценка до интелигентна оценка и точността на оценката е висока, което значително намалява човешките и материалните разходи за шофьорския изпит.

През последните години системата за безпилотно управление се развива бързо.При безпилотно шофиране обикновено се приема технологията за позициониране на високо прецизно позициониране RTK и комбинирано позициониране с инерционна навигация, което може да постигне висока точност на позициониране в повечето среди.

В обучението по шофиране на шофьорски изпит, като например безпилотни системи, често антената се измерва с външната форма, необходимостта от работна честота, многочестотната антена с множествена система може да постигне висока точност на позициониране, многопътният сигнал има известно инхибиране и добра околната среда адаптивност, може да бъде дългосрочна употреба във външна среда без повреда.

1.2.4 UAV — Високопрецизна антена на UAV

През последните години индустрията на UAV се развива бързо.БЛА се използва широко в защита на селскостопански растения, геодезия и картографиране, патрулиране на електропроводи и други сценарии.В такива сценарии, само оборудвани с високо прецизна антена могат да гарантират точността, ефективността и безопасността на различни операции.Поради характеристиките на висока скорост, леко натоварване и кратка издръжливост на UAV, дизайнът на високопрецизната антена на UAV се фокусира главно върху теглото, размера, консумацията на енергия и други фактори и реализира широколентов дизайн, доколкото е възможно, с предпоставката за осигуряване на тегло и размер.

2, състояние на GNSS антената в страната и чужбина

2.1 Текущо състояние на чуждестранната високопрецизна антенна технология

Чуждестранните изследвания на високопрецизна антена започнаха рано и бяха разработени серия от високопрецизни антенни продукти с добра производителност, като например дроселна антена от серия GNSS 750 на NoVatel, антена от серия Zepryr на Trimble, антена Leica AR25 и др. които има много форми на антена с голямо новаторско значение.Следователно, в миналото за дълъг период от време, китайският пазар на високопрецизна антена е извън монопола на чуждестранни продукти.Въпреки това, през последните десет години, с нарастването на голям брой местни производители, производителността на чуждестранната високопрецизна антена за GNSS по същество няма предимство, но местните производители с висока точност започнаха да разширяват пазара към чужди страни.

Освен това през последните години се появиха и някои нови производители на GNSS антени, като Maxtena, Tallysman и др., чиито продукти са предимно малки GNSS антени, използвани за UAV, превозни средства и други системи.Формата на антената обикновено е микролентова антена с висока диелектрична константа или спирална антена с четири рамена.В този вид технология за проектиране на антени чуждестранните производители нямат предимство, местните и чуждестранните продукти навлизат в периода на хомогенна конкуренция.

2.2 Текущо състояние на вътрешната високопрецизна антенна технология

През последното десетилетие редица местни производители на високопрецизни антени започнаха да растат и деvelop, като Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics и др., които разработиха серия високопрецизни антенни продукти с независими права върху интелектуалната собственост.

Например, в областта на антената за референтна станция и вградената антена за измерване, 3D дроселната антена на HUaxin и комбинираната антена за пълна мрежа не само достигат международно водещо ниво на производителност, но също така отговарят на изискванията на различни екологични приложения с висока надеждност, дълъг експлоатационен живот и много нисък процент на повреда.

В индустрията на превозните средства, UAV и други индустрии, технологията за проектиране на външна измервателна антена и спирална антена с четири рамена е сравнително зряла и се използва широко в прилагането на системи за шофьорски изпити, безпилотно шофиране, UAV и други индустрии, и е постигнал добри икономически и социални ползи.

3. Текуща ситуация и перспективи на пазара на GNSS антени

През 2018 г. общата стойност на продукцията на китайската индустрия за сателитна навигация и услуги за местоположение достигна 301,6 милиарда юана, което е с 18,3% повече в сравнение с 2017 г. [2] и ще достигне 400 милиарда юана през 2020 г.;През 2019 г. общата стойност на глобалния пазар за сателитна навигация беше 150 милиарда евро, а броят на потребителите на GNSS терминал достигна 6,4 милиарда.Индустрията на GNSS е една от малкото индустрии, които се противопоставиха на глобалния икономически спад.Европейската агенция за GNSS прогнозира, че глобалният пазар на сателитна навигация ще се удвои до повече от 300 милиарда евро през следващото десетилетие, като броят на GNSS терминалите ще се увеличи до 9,5 милиарда.

Глобалният пазар на сателитна навигация, приложен към пътния трафик, безпилотните летателни апарати в области като терминално оборудване, ще бъде най-бързо развиващият се сегмент на пазара през следващите 10 години: интелигентността, безпилотното превозно средство е основната посока на развитие, бъдещата способност за автоматизирано шофиране на пътни превозни средства на превозното средство трябва да бъде оборудвано с GNSS антена с висока точност, така че огромното пазарно търсене на GNSS антена автоматично шофиране.С непрекъснатото развитие на модернизацията на селското стопанство в Китай, използването на UAV, оборудвани с антена за високо прецизно позициониране, като UAV за защита на растенията, ще продължи да се увеличава.

4. Тенденция на развитие на GNSS високопрецизна антена

След години на развитие, различните технологии за GNSS високопрецизна антена са относително зрели, но все още има много посоки, които трябва да бъдат разбити:

1. Миниатюризация: Миниатюризацията на електронното оборудване е вечна тенденция на развитие, особено в приложения като UAV и ръчни, търсенето на антена с малък размер е по-спешно.Въпреки това, производителността на антената ще бъде намалена след миниатюризацията.Как да се намали размерът на антената, като същевременно се осигури цялостна производителност, е важна изследователска насока на високопрецизната антена.

2. Анти-многопътна технология: Анти-многопътната технология на GNSS антената включва основно технология с дроселна намотка [3], технология с изкуствени електромагнитни материали [4][5] и т.н. Въпреки това, всички те имат недостатъци като голям размер, тясна лента ширина и висока цена и не могат да постигнат универсален дизайн.Следователно е необходимо да се проучи технологията против многопътност с характеристиките на миниатюризация и широколентова връзка, за да се отговори на изискванията на различни приложения.

3. Многофункционалност: В днешно време, в допълнение към GNSS антената, повече от една комуникационна антена е интегрирана в различни устройства.Различните комуникационни системи могат да причинят различни смущения в сигнала на GNSS антената, което да повлияе на нормалното сателитно приемане.Следователно интегрираният дизайн на GNSS антената и комуникационната антена се реализира чрез многофункционална интеграция и ефектът на смущението между антените се взема предвид по време на проектирането, което може да подобри степента на интеграция, да подобри характеристиките на електромагнитната съвместимост и да подобри производителността на цялата машина.