Co continuo desenvolvemento e mellora da tecnoloxía de posicionamento por satélite, a tecnoloxía de posicionamento de alta precisión aplicouse a todos os ámbitos da vida moderna, como topografía e cartografía, agricultura de precisión, uav, condución non tripulada e outros campos, tecnoloxía de posicionamento de alta precisión. pódese ver en todas partes.En particular, coa finalización da rede da nova xeración do sistema de navegación por satélite Beidou e a chegada da era 5G, espérase que o desenvolvemento continuo de Beidou + 5G promova a aplicación de tecnoloxía de posicionamento de alta precisión nos campos da programación aeroportuaria. , inspección de robots, seguimento de vehículos, xestión loxística e outros campos.A realización da tecnoloxía de posicionamento de alta precisión é inseparable do soporte de antenas de alta precisión, algoritmos de alta precisión e tarxetas de alta precisión.Este documento presenta principalmente o desenvolvemento e aplicación de antenas de alta precisión, o estado da tecnoloxía, etc.

1. Desenvolvemento e aplicación de antena GNSS de alta precisión

1.1 Antena de alta precisión

No CAMPO do GNSS, a antena de alta precisión é un tipo de antena que ten requisitos especiais para a estabilidade do centro de fase da antena.Normalmente combínase cunha placa de alta precisión para realizar o posicionamento de alta precisión de nivel centímetro ou milímetro.No deseño de antenas de alta precisión, adoitan existir requisitos especiais para os seguintes indicadores: ancho do feixe da antena, ganancia de elevación baixa, non redondez, coeficiente de caída de rolamento, relación frontal e traseira, capacidade anti-multipath, etc. Estes indicadores serán afecta directa ou indirectamente a estabilidade do centro de fase da antena e, a continuación, afecta a precisión de posicionamento.

1.2 Aplicación e clasificación da antena de alta precisión

A antena GNSS de alta precisión utilizouse inicialmente no campo da topografía e da cartografía para lograr unha precisión de posicionamento estático a nivel milímetro no proceso de enxeñería de elevación, cartografía topográfico e varios levantamentos de control.Coa tecnoloxía de posicionamento de alta precisión cada vez máis madura, a antena de alta precisión aplícase gradualmente en cada vez máis campos, incluíndo estación de referencia de operación continua, seguimento de deformacións, seguimento de terremotos, medición de topografía e cartografía, vehículos aéreos non tripulados (UAV), áreas de precisión. A agricultura, a condución automática, a formación de condución de probas de condución, a maquinaria de enxeñería e outras áreas industriais, en diferentes aplicacións para o requisito de índice da antena tamén ten a diferenza obvia.

1.2.1 Sistema CORS, vixilancia da deformación, vixilancia sísmica – antena da estación de referencia

A antena de alta precisión utilizou a estación de referencia de operación continua, a través da observación a longo prazo para obter información de localización precisa, e a través do sistema de comunicación de datos en tempo real de transmisión de datos de observación ao centro de control, o erro da área calculada do centro de control despois dos parámetros de corrección para mellorar o sistema de solo, e estrela en waas mellorar o sistema, etc., para enviar mensaxes de erro ao rover (cliente), Finalmente, o usuario pode obter información de coordenadas precisa [1].

Na aplicación de seguimento de deformación, seguimento de terremotos e así por diante, debido á necesidade de controlar con precisión a cantidade de deformación, a detección de pequenas deformacións, para prever a aparición de desastres naturais.

Polo tanto, no deseño de antenas de alta precisión para aplicacións como estación de referencia de operación continua, seguimento da deformación e vixilancia sísmica, a primeira consideración debe ser a súa excelente estabilidade do centro de fase e capacidade de interferencia anti-multipath, para proporcionar unha precisión precisa en tempo real. información de posición para varios sistemas mejorados.Ademais, a fin de proporcionar tantos parámetros de corrección de satélite como sexa posible, a antena debe recibir tantos satélites como sexa posible, a banda de frecuencia completa do sistema converteuse nunha configuración estándar.Neste tipo de aplicacións, a antena da estación de referencia (antena da estación de referencia) que cobre toda a banda de catro sistemas adoita utilizarse como antena de observación do sistema.

1.2.2 Topografía e cartografía – Antena de topografía integrada

No campo da topografía e da cartografía, é necesario deseñar unha antena de topografía integrada que sexa fácil de integrar.A antena adoita incorporarse na parte superior do receptor RTK para conseguir un posicionamento en tempo real e de alta precisión no campo da topografía e da cartografía.

Cobertura da antena de medición integrada na principal consideración no deseño da estabilidade de frecuencia, cobertura do feixe, centro de fase, tamaño da antena, etc., especialmente coa aplicación da rede RTK, integrada con 4 g, bluetooth, WiFi todo netcom construído- na antena de medición ocupan gradualmente a principal cota de mercado, xa que foi lanzado en 2016 pola maioría dos fabricantes de receptores RTK, foi amplamente aplicado e promovido.

1.2.3 Proba de condución e adestramento de condución, condución non tripulada - antena de medición externa

O sistema tradicional de proba de condución ten moitas desvantaxes, como un gran custo de entrada, alto custo de operación e mantemento, gran impacto ambiental, pouca precisión, etc. Despois da aplicación dunha antena de alta precisión no sistema de proba de condución, o sistema cambia desde a avaliación manual. a avaliación intelixente e a precisión da avaliación é alta, o que reduce moito os custos humanos e materiais da proba de condución.

Nos últimos anos, o sistema de condución non tripulada desenvolveuse rapidamente.Na condución non tripulada, adoita adoptarse a tecnoloxía de posicionamento de posicionamento de alta precisión RTK e posicionamento combinado de navegación inercial, que pode acadar unha alta precisión de posicionamento na maioría dos ambientes.

Na proba de condución, o adestramento de condución, como os sistemas non tripulados, moitas veces a antena mídese coa forma externa, a necesidade de traballar a frecuencia, a antena multifrecuencia con múltiples sistemas pode acadar unha alta precisión de posicionamento, o sinal de rutas múltiples ten certa inhibición e un bo ambiente. adaptabilidade, pódese usar a longo prazo en ambientes exteriores sen falla.

1.2.4 UAV — Antena uav de alta precisión

Nos últimos anos, a industria de uav desenvolveuse rapidamente.Uav foi amplamente utilizado na protección de plantas agrícolas, levantamento e cartografía, patrulla de liñas eléctricas e outros escenarios.En tales escenarios, só equipado con antena de alta precisión pode garantir a precisión, eficiencia e seguridade de varias operacións.Debido ás características de alta velocidade, carga lixeira e curta resistencia do uav, o deseño da antena de alta precisión do uav céntrase principalmente no peso, tamaño, consumo de enerxía e outros factores, e realiza o deseño de banda ancha na medida do posible baixo a premisa de garantir peso e tamaño.

2, estado da tecnoloxía da antena GNSS na casa e no estranxeiro

2.1 Estado actual da tecnoloxía estranxeira de antenas de alta precisión

A investigación estranxeira sobre antenas de alta precisión comezou cedo e desenvolvéronse unha serie de produtos de antenas de alta precisión con bo rendemento, como a antena de estrangulamento da serie GNSS 750 de NoVatel, a antena da serie Zepryr de Trimble, a antena Leica AR25, etc. que hai moitas formas de antena con gran significado innovador.Polo tanto, no pasado durante un longo período de tempo, o mercado de antenas de alta precisión de China está fóra do monopolio dos produtos estranxeiros.Non obstante, nos últimos dez anos, co aumento dun gran número de fabricantes nacionais, o rendemento da antena de alta precisión GNSS estranxeira non ten basicamente ningunha vantaxe, pero os fabricantes nacionais de alta precisión comezaron a expandir o mercado a países estranxeiros.

Ademais, tamén se desenvolveron nos últimos anos algúns novos fabricantes de antenas GNSS, como Maxtena, Tallysman, etc., cuxos produtos son principalmente pequenas antenas GNSS utilizadas para uav, vehículos e outros sistemas.A forma da antena adoita ser unha antena microstrip con alta constante dieléctrica ou antena espiral de catro brazos.Neste tipo de tecnoloxía de deseño de antenas, os fabricantes estranxeiros non teñen vantaxe, os produtos nacionais e estranxeiros están entrando no período de competencia homoxénea.

2.2 Situación actual da tecnoloxía doméstica de antenas de alta precisión

Na última década, unha serie de fabricantes nacionais de antenas de alta precisión comezaron a crecer e desaparecervelop, como Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, etc., que desenvolveu unha serie de produtos de antena de alta precisión con dereitos de propiedade intelectual independentes.

Por exemplo, no campo da antena da estación de referencia e da antena de medición integrada, a antena de estrangulamento 3D de HUaxin e a antena combinada full-netcom non só alcanzan o nivel de rendemento líder internacional, senón que tamén cumpren os requisitos de varias aplicacións ambientais con alta fiabilidade, longa vida útil e taxa de fallo moi baixa.

Na industria de vehículos, uav e outras industrias, a tecnoloxía de deseño da antena de medición externa e da antena espiral de catro brazos foi relativamente madura e foi amplamente utilizada na aplicación de sistemas de proba de condución, condución non tripulada, uav e outras industrias, e conseguiu bos beneficios económicos e sociais.

3. Situación actual e perspectivas do mercado de antenas GNSS

En 2018, o valor total da produción da industria de servizos de localización e navegación por satélite de China alcanzou os 301.600 millóns de yuans, un 18,3% máis en comparación con 2017 [2], e alcanzará os 400.000 millóns de yuans en 2020;En 2019, o valor total do mercado mundial de navegación por satélite foi de 150.000 millóns de euros e o número de usuarios de terminais GNSS alcanzou os 6.400 millóns.A industria GNSS é unha das poucas industrias que resistiu a recesión económica mundial.A Axencia Europea do GNSS prevé que o mercado mundial de navegación por satélite duplicarase a máis de 300.000 millóns de euros na próxima década, co número de terminais GNSS aumentando ata os 9.500 millóns.

O mercado global de navegación por satélite, aplicado ao tráfico por estrada, os vehículos aéreos non tripulados en áreas como os equipos terminais é nos próximos 10 anos o segmento de máis rápido crecemento do mercado: a intelixencia, o vehículo non tripulado é a principal dirección de desenvolvemento, a capacidade de condución automatizada do futuro vehículo de estrada. do vehículo debe estar equipado con antena GNSS ten alta precisión, polo que a gran demanda do mercado para a condución automática de antenas GNSS.Co desenvolvemento continuo da modernización agrícola de China, o uso de uav equipados con antena de posicionamento de alta precisión, como o uav de protección vexetal, seguirá aumentando.

4. Tendencia de desenvolvemento da antena GNSS de alta precisión

Despois de anos de desenvolvemento, varias tecnoloxías de antena GNSS de alta precisión foron relativamente maduras, pero aínda quedan moitas direccións por romper:

1. Miniaturización: a miniaturización de equipos electrónicos é unha tendencia de desenvolvemento eterno, especialmente en aplicacións como uav e portátil, a demanda de antenas de pequeno tamaño é máis urxente.Non obstante, o rendemento da antena reducirase despois da miniaturización.Como reducir o tamaño da antena ao tempo que se garante o rendemento completo é unha importante dirección de investigación da antena de alta precisión.

2. Tecnoloxía anti-multipath: a tecnoloxía anti-multipath da antena GNSS inclúe principalmente tecnoloxía de bobina de estrangulamento [3], tecnoloxía de materiais electromagnéticos artificiais [4][5], etc. Non obstante, todos teñen desvantaxes como o tamaño grande e a banda estreita. ancho e alto custo, e non pode conseguir un deseño universal.Polo tanto, é necesario estudar a tecnoloxía anti-multipath coas características de miniaturización e banda ancha para satisfacer diversos requisitos de aplicación.

3. Multifunción: hoxe en día, ademais da antena GNSS, máis dunha antena de comunicación está integrada en varios dispositivos.Diferentes sistemas de comunicación poden causar varias interferencias de sinal á antena GNSS, afectando á recepción normal do satélite.Polo tanto, o deseño integrado da antena GNSS e da antena de comunicación realízase a través da integración multifunción, e o efecto de interferencia entre as antenas tense en conta durante o deseño, o que pode mellorar o grao de integración, mellorar as características de compatibilidade electromagnética e mellorar o rendemento de toda a máquina.