Dzięki ciągłemu rozwojowi i udoskonalaniu technologii pozycjonowania satelitarnego, technologia precyzyjnego pozycjonowania została zastosowana we wszystkich dziedzinach współczesnego życia, takich jak geodezja i kartowanie, rolnictwo precyzyjne, UAV, jazda bezzałogowa i inne dziedziny, technologia precyzyjnego pozycjonowania można zobaczyć wszędzie.W szczególności, wraz z ukończeniem sieci nowej generacji systemu nawigacji satelitarnej Beidou i nadejściem ery 5G, oczekuje się, że ciągły rozwój Beidou +5G będzie promował zastosowanie technologii precyzyjnego pozycjonowania w obszarach planowania rozkładów lotów na lotniskach , inspekcja robotów, monitorowanie pojazdów, zarządzanie logistyką i inne dziedziny.Realizacja technologii pozycjonowania o wysokiej precyzji jest nierozerwalnie związana ze wsparciem anteny o wysokiej precyzji, algorytmu o wysokiej precyzji i karty o wysokiej precyzji.W artykule przedstawiono głównie rozwój i zastosowanie anten o wysokiej precyzji, stan technologii i tak dalej.

1. Opracowanie i zastosowanie anteny precyzyjnej GNSS

1.1 Antena o wysokiej precyzji

W DZIEDZINIE GNSS antena o wysokiej precyzji jest rodzajem anteny, która ma specjalne wymagania dotyczące stabilności środka fazowego anteny.Zwykle łączy się go z płytą o wysokiej precyzji, aby uzyskać precyzyjne pozycjonowanie na poziomie centymetra lub milimetra.Podczas projektowania anteny o wysokiej precyzji zwykle istnieją specjalne wymagania dotyczące następujących wskaźników: szerokość wiązki anteny, niski zysk wzniesienia, nieokrągłość, współczynnik opadania przechyłu, stosunek przodu do tyłu, zdolność przeciwdziałania wielodrożności itp. Wskaźniki te będą bezpośrednio lub pośrednio wpływają na stabilność środka fazowego anteny, a następnie wpływają na dokładność pozycjonowania.

1.2 Zastosowanie i klasyfikacja anten precyzyjnych

Antena GNSS o wysokiej precyzji była początkowo stosowana w dziedzinie geodezji i mapowania, aby osiągnąć statyczną dokładność pozycjonowania na poziomie milimetra w procesie inżynieryjnego wyciągania, mapowania topograficznego i różnych badań kontrolnych.W miarę jak technologia pozycjonowania o wysokiej precyzji staje się coraz bardziej dojrzała, antena o wysokiej dokładności jest stopniowo stosowana w coraz większej liczbie dziedzin, w tym w stacjach referencyjnych pracy ciągłej, monitorowaniu deformacji, monitorowaniu trzęsień ziemi, pomiarach geodezyjnych i mapowaniu, bezzałogowych statkach powietrznych (UAV), obszarach precyzyjnych rolnictwo, jazda automatyczna, szkolenie na prawo jazdy, maszyny inżynieryjne i inne obszary przemysłowe, w różnych zastosowaniach w stosunku do wymagań indeksu anteny również ma oczywistą różnicę.

1.2.1 System CORS, monitoring deformacji, monitoring sejsmiczny – antena stacji referencyjnej

Antena o wysokiej dokładności wykorzystuje stację referencyjną do pracy ciągłej, poprzez długoterminową obserwację w celu uzyskania dokładnych informacji o lokalizacji oraz poprzez system transmisji danych w transmisji danych obserwacyjnych w czasie rzeczywistym do centrum kontroli, błąd obliczonego obszaru centrum kontroli po korekcji parametrów w celu poprawy system gleby i gwiazda w systemie ulepszeń itp., aby wysyłać komunikaty o błędach do łazika (klienta). Wreszcie użytkownik może uzyskać dokładne informacje o współrzędnych [1].

W zastosowaniu monitorowania deformacji, monitorowania trzęsień ziemi i tak dalej, ze względu na potrzebę dokładnego monitorowania wielkości deformacji, wykrywania małych deformacji, aby przewidzieć wystąpienie klęsk żywiołowych.

Dlatego przy projektowaniu anteny o wysokiej precyzji do zastosowań takich jak stacja referencyjna pracy ciągłej, monitorowanie deformacji i monitorowanie sejsmiczne, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę jej doskonałą stabilność środka fazowego i zdolność przeciwdziałania zakłóceniom wielodrożnym, aby zapewnić dokładność w czasie rzeczywistym informacje o pozycji dla różnych ulepszonych systemów.Dodatkowo, aby zapewnić jak najwięcej parametrów korekcji satelitów, antena musi odbierać jak najwięcej satelitów, standardową konfiguracją stało się pełne pasmo częstotliwości czterech systemów.W tego typu zastosowaniach jako antena obserwacyjna systemu stosowana jest zwykle antena stacji referencyjnej (antena stacji referencyjnej) obejmująca całe pasmo czterech systemów.

1.2.2 Pomiary i mapowanie – Wbudowana antena geodezyjna

W dziedzinie geodezji i kartografii konieczne jest zaprojektowanie wbudowanej anteny geodezyjnej, która będzie łatwa w integracji.Antena jest zwykle wbudowana w górną część odbiornika RTK, aby zapewnić precyzyjne pozycjonowanie w czasie rzeczywistym w obszarze geodezji i mapowania.

Wbudowane pokrycie anteny pomiarowej, które jest głównym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu stabilności częstotliwości, pokrycia wiązki, środka fazowego, rozmiaru anteny itp., szczególnie w przypadku zastosowania sieci RTK, zintegrowanej z 4 g, Bluetooth, WiFi, wszystkie wbudowane sieci Netcom w antenach pomiarowych stopniowo zajmują główny udział w rynku, ponieważ zostały wprowadzone na rynek w 2016 roku przez większość producentów odbiorników RTK, były szeroko stosowane i promowane.

1.2.3 Egzamin na prawo jazdy i szkolenie na prawo jazdy, jazda bezzałogowa – zewnętrzna antena pomiarowa

Tradycyjny system egzaminu na prawo jazdy ma wiele wad, takich jak duży koszt wejściowy, wysokie koszty eksploatacji i konserwacji, duży wpływ na środowisko, niska dokładność itp. Po zastosowaniu w systemie egzaminu na prawo jazdy precyzyjnej anteny system zmienia się z oceny ręcznej do inteligentnej oceny, a dokładność oceny jest wysoka, co znacznie zmniejsza koszty ludzkie i materialne egzaminu na prawo jazdy.

W ostatnich latach nastąpił szybki rozwój systemów bezzałogowych.W przypadku jazdy bezzałogowej zwykle stosuje się technologię pozycjonowania o wysokiej precyzji pozycjonowania RTK i połączonego pozycjonowania nawigacji inercyjnej, która może osiągnąć wysoką dokładność pozycjonowania w większości środowisk.

Podczas egzaminu na prawo jazdy, takiego jak systemy bezzałogowe, często antena jest mierzona za pomocą formy zewnętrznej, potrzeba częstotliwości pracy, antena wieloczęstotliwościowa z wieloma systemami może osiągnąć wysoką dokładność pozycjonowania, sygnał wielościeżkowy ma pewne hamowanie i jest dobry dla środowiska zdolność adaptacji, może być długotrwale używana w środowisku zewnętrznym bez awarii.

1.2.4 UAV — Bardzo precyzyjna antena UAV

W ostatnich latach branża uav szybko się rozwinęła.Uav jest szeroko stosowany w ochronie roślin rolniczych, geodezji i mapowaniu, patrolowaniu linii energetycznych i innych scenariuszach.W takich scenariuszach jedynie wyposażenie w antenę o wysokiej precyzji może zapewnić dokładność, wydajność i bezpieczeństwo różnych operacji.Ze względu na cechy dużej prędkości, niewielkiego obciążenia i krótkiej wytrzymałości UAV, konstrukcja precyzyjnej anteny UAV skupia się głównie na wadze, rozmiarze, zużyciu energii i innych czynnikach oraz realizuje projekt szerokopasmowy w miarę możliwości w założeniu zapewnienia waga i rozmiar.

2, stan technologii anteny GNSS w kraju i za granicą

2.1 Obecny stan zagranicznej technologii anten precyzyjnych

Zagraniczne badania nad anteną o wysokiej precyzji rozpoczęły się wcześnie i opracowano szereg produktów antenowych o wysokiej precyzji i dobrych parametrach, takich jak antena dławikowa serii GNSS 750 firmy NoVatel, antena serii Zepryr firmy Trimble, antena Leica AR25 itp. istnieje wiele form anten o dużym znaczeniu innowacyjnym.Dlatego w przeszłości przez długi czas chiński rynek precyzyjnych anten był poza monopolem produktów zagranicznych.Jednak w ciągu ostatnich dziesięciu lat, wraz ze wzrostem liczby krajowych producentów, wydajność zagranicznych anten GNSS o wysokiej precyzji w zasadzie nie ma żadnej przewagi, ale krajowi producenci precyzyjnych anten zaczęli rozszerzać rynek na inne kraje.

Ponadto w ostatnich latach rozwinęło się również kilku nowych producentów anten GNSS, takich jak Maxtena, Tallysman itp., których produktami są głównie małe anteny GNSS stosowane w systemach UAV, pojazdach i innych.Antena ma zazwyczaj postać anteny mikropaskowej o wysokiej stałej dielektrycznej lub czteroramiennej anteny spiralnej.W tego rodzaju technologii projektowania anten producenci zagraniczni nie mają przewagi, produkty krajowe i zagraniczne wkraczają w okres jednorodnej konkurencji.

2.2 Obecna sytuacja krajowej technologii anten precyzyjnych

W ostatniej dekadzie wielu krajowych producentów anten o wysokiej precyzji zaczęło się rozwijać i dewaluowaćvelop, takich jak Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics itp., które opracowały serię precyzyjnych produktów antenowych objętych niezależnymi prawami własności intelektualnej.

Na przykład w dziedzinie anten stacji referencyjnej i wbudowanej anteny pomiarowej, antena dławikowa 3D firmy HUaxin i antena kombinowana Full-Netcom nie tylko osiągają wiodący na świecie poziom wydajności, ale także spełniają wymagania różnych zastosowań środowiskowych z wysoką niezawodnością, długa żywotność i bardzo niska awaryjność.

W przemyśle pojazdów, uav i innych gałęziach przemysłu technologia projektowania zewnętrznej anteny pomiarowej i czteroramiennej anteny spiralnej jest stosunkowo dojrzała i jest szeroko stosowana w systemach egzaminacyjnych na prawo jazdy, pojazdach bezzałogowych, uav i innych gałęziach przemysłu, i osiągnął dobre korzyści gospodarcze i społeczne.

3. Obecna sytuacja i perspektywy rynku anten GNSS

W 2018 r. całkowita wartość produkcji chińskiej branży nawigacji satelitarnej i usług lokalizacyjnych osiągnęła 301,6 miliarda juanów, co oznacza wzrost o 18,3% w porównaniu z 2017 r. [2], a w 2020 r. osiągnie 400 miliardów juanów;W 2019 roku łączna wartość światowego rynku nawigacji satelitarnej wyniosła 150 miliardów euro, a liczba użytkowników terminali GNSS sięgnęła 6,4 miliarda.Branża GNSS jest jedną z niewielu branż, która przezwyciężyła światowe pogorszenie koniunktury gospodarczej.Agencja Europejskiego GNSS prognozuje, że w ciągu następnej dekady światowy rynek nawigacji satelitarnej podwoi się do ponad 300 miliardów euro, a liczba terminali GNSS wzrośnie do 9,5 miliarda.

Światowy rynek nawigacji satelitarnej, stosowanej w ruchu drogowym, bezzałogowych statkach powietrznych w obszarach takich jak urządzenia końcowe, to w ciągu najbliższych 10 lat najszybciej rozwijający się segment rynku: inteligencja, pojazdy bezzałogowe to główny kierunek rozwoju, przyszłe możliwości zautomatyzowanego kierowania pojazdami drogowymi pojazdu musi być wyposażona w antenę GNSS, charakteryzuje się dużą precyzją, stąd ogromne zapotrzebowanie rynku na automatyczną jazdę z anteną GNSS.Wraz z ciągłym rozwojem modernizacji rolnictwa w Chinach, zastosowanie UAV wyposażonych w anteny pozycjonujące o wysokiej precyzji, takich jak UAV do ochrony roślin, będzie nadal rosło.

4. Trend rozwojowy anten precyzyjnych GNSS

Po latach rozwoju różne technologie precyzyjnych anten GNSS są stosunkowo dojrzałe, jednak nadal istnieje wiele kierunków do przełamania:

1. Miniaturyzacja: Miniaturyzacja sprzętu elektronicznego jest odwiecznym trendem rozwojowym, szczególnie w zastosowaniach takich jak UAV i urządzenia przenośne, zapotrzebowanie na anteny o małych rozmiarach jest pilniejsze.Jednakże po miniaturyzacji wydajność anteny ulegnie pogorszeniu.Ważnym kierunkiem badań nad anteną o wysokiej precyzji jest zmniejszenie rozmiaru anteny przy jednoczesnym zapewnieniu wszechstronnej wydajności.

2. Technologia antywielodrożna: Technologia antywielodrożna anteny GNSS obejmuje głównie technologię cewek dławikowych [3], technologię sztucznych materiałów elektromagnetycznych [4] [5] itp. Jednak wszystkie one mają wady, takie jak duży rozmiar, wąskie pasmo szerokość i wysoki koszt i nie można osiągnąć uniwersalnego projektu.Dlatego konieczne jest zbadanie technologii antywielościeżkowej o cechach miniaturyzacji i łączy szerokopasmowych, aby spełnić różne wymagania aplikacji.

3. Wielofunkcyjność: obecnie oprócz anteny GNSS w różnych urządzeniach zintegrowana jest więcej niż jedna antena komunikacyjna.Różne systemy komunikacji mogą powodować różne zakłócenia sygnału docierającego do anteny GNSS, wpływając na normalny odbiór satelitarny.Dlatego zintegrowana konstrukcja anteny GNSS i anteny komunikacyjnej jest realizowana poprzez integrację wielofunkcyjną, a podczas projektowania brany jest pod uwagę efekt interferencji między antenami, co może poprawić stopień integracji, poprawić charakterystykę kompatybilności elektromagnetycznej i poprawić wydajność całą maszynę.