Uz kontinuirani razvoj i poboljšanje tehnologije satelitskog pozicioniranja, tehnologija pozicioniranja visoke preciznosti je primijenjena na sve sfere života u suvremenom životu, kao što su geodetska istraživanja i mapiranje, precizna poljoprivreda, bespilotna letjelica, bespilotna vožnja i druga polja, tehnologija pozicioniranja visoke preciznosti može se videti svuda.Konkretno, sa završetkom mreže nove generacije Beidou navigacionog satelitskog sistema i dolaskom 5G ere, očekuje se da će kontinuirani razvoj Beidou +5G promovirati primjenu tehnologije visoke preciznosti pozicioniranja u oblastima planiranja aerodroma. , pregled robota, nadzor vozila, upravljanje logistikom i druga polja.Realizacija tehnologije pozicioniranja visoke preciznosti neodvojiva je od podrške visokoprecizne antene, algoritma visoke preciznosti i visoko precizne kartice.Ovaj rad uglavnom predstavlja razvoj i primjenu antena visoke preciznosti, status tehnologije i tako dalje.

1. Razvoj i primjena GNSS antene visoke preciznosti

1.1 Antena visoke preciznosti

U OBLASTI GNSS-a, antena visoke preciznosti je vrsta antene koja ima posebne zahtjeve za stabilnost faznog centra antene.Obično se kombinuje sa visokopreciznom pločom kako bi se ostvarilo visoko precizno pozicioniranje centimetarskog ili milimetarskog nivoa.U dizajnu antene visoke preciznosti obično postoje posebni zahtjevi za sljedeće indikatore: širina snopa antene, mala elevacija, nezaobljenost, koeficijent pada nagiba, prednji i stražnji omjer, anti-multipath sposobnost, itd. Ovi indikatori će direktno ili indirektno utiču na stabilnost faznog centra antene, a zatim utiču na tačnost pozicioniranja.

1.2 Primjena i klasifikacija antena visoke preciznosti

Visoko precizna GNSS antena je prvobitno korišćena u oblasti geodetskog snimanja i mapiranja kako bi se postigla statička tačnost pozicioniranja na nivou milimetra u procesu inženjerskog loftinga, topografskog mapiranja i raznih kontrolnih snimanja.Kako tehnologija pozicioniranja visoke preciznosti postaje sve zrelija, antena visoke preciznosti se postepeno primjenjuje u sve više i više polja, uključujući kontinuirani rad referentne stanice, praćenje deformacija, praćenje potresa, mjerenje geodezije i mapiranja, bespilotne letjelice (UAV), područja preciznosti Poljoprivreda, automatska vožnja, obuka za vozački ispit, inženjerske mašine i druga industrijska područja, u različitim primjenama na zahtjevu indeksa antene također ima očiglednu razliku.

1.2.1 CORS sistem, monitoring deformacija, seizmički monitoring – antena referentne stanice

Antena visoke preciznosti koristi referentnu stanicu za kontinuirani rad, kroz dugotrajno posmatranje za tačne informacije o lokaciji, i putem komunikacijskog sistema podataka u realnom vremenu, prijenos podataka posmatranja do kontrolnog centra, greška izračunate površine kontrolnog centra nakon korekcijskih parametara za poboljšanje sistem tla, i zvijezda u waas poboljšani sistem, itd., za slanje poruka o grešci roveru (klijentu). Konačno, korisnik može dobiti tačne informacije o koordinatama [1].

U primjeni monitoringa deformacija, praćenja potresa i sl., zbog potrebe preciznog praćenja količine deformacija, detekcije malih deformacija, kako bi se predvidio nastanak elementarnih nepogoda.

Stoga, u dizajnu visoko precizne antene za aplikacije kao što su referentna stanica za kontinuirani rad, praćenje deformacija i seizmičko praćenje, prva pažnja mora biti njena odlična stabilnost faznog centra i sposobnost protiv višestrukih smetnji, kako bi se u realnom vremenu pružila precizna informacije o položaju za različite poboljšane sisteme.Osim toga, da bi se obezbijedilo što više parametara satelitske korekcije, antena mora primiti što više satelita, četiri sistemska puna frekvencijska opsega su postala standardna konfiguracija.U ovoj vrsti primjene, antena referentne stanice (referentna antena stanice) koja pokriva cijeli opseg od četiri sistema obično se koristi kao posmatračka antena sistema.

1.2.2 Snimanje i mapiranje – Ugrađena geodetska antena

U oblasti geodetskog i kartografskog rada potrebno je dizajnirati ugrađenu geodetsku antenu koja se lako integriše.Antena je obično ugrađena u gornji dio RTK prijemnika kako bi se postiglo u realnom vremenu i visoko precizno pozicioniranje u oblasti geodetskog snimanja i mapiranja.

Ugrađena mjerna antenska pokrivenost u glavnom uzimanju u obzir pri projektovanju stabilnosti frekvencije, pokrivenosti snopa, faznog centra, veličine antene itd., posebno uz primjenu mreže RTK, integrirana sa 4g, bluetooth, WiFi all netcom ugrađeni- u mernim antenama postepeno zauzimaju glavni tržišni udeo, od kada su ga 2016. godine lansirali većina proizvođača RTK prijemnika, široko se primenjuje i promoviše.

1.2.3 Vozački ispit i obuka vožnje, vožnja bez posade – eksterna mjerna antena

Tradicionalni sistem ispita vožnje ima mnogo nedostataka, kao što su veliki ulazni troškovi, visoki troškovi rada i održavanja, veliki uticaj na životnu sredinu, niska tačnost, itd. Nakon primene visokoprecizne antene u sistemu za vozački ispit, sistem prelazi sa ručne evaluacije. na inteligentnu evaluaciju, a tačnost evaluacije je visoka, što uvelike smanjuje ljudske i materijalne troškove vozačkog ispita.

Poslednjih godina, sistem vožnje bez posade se brzo razvijao.U vožnji bez posade obično se usvaja tehnologija pozicioniranja RTK pozicioniranja visoke preciznosti i kombinovanog pozicioniranja inercijalne navigacije, što može postići visoku preciznost pozicioniranja u većini okruženja.

U obuci vožnje vozačkog ispita, kao što su bespilotni sistemi, često se antena mjeri s vanjskim oblikom, potreba za radnom frekvencijom, višefrekventna antena s višestrukim sistemom može postići visoku preciznost pozicioniranja, višeputni signal ima određenu inhibiciju i dobro okruženje prilagodljivost, može se dugotrajno koristiti u vanjskom okruženju bez greške.

1.2.4 UAV — Visoko precizna UAV antena

Posljednjih godina industrija bespilotnih letjelica se brzo razvija.Bespilotna letjelica se naširoko koristi u zaštiti poljoprivrednih biljaka, geodetskim pregledima i mapiranju, patroli dalekovoda i drugim scenarijima.U takvim scenarijima, samo opremljena visokopreciznom antenom može osigurati tačnost, efikasnost i sigurnost različitih operacija.Zbog karakteristika velike brzine, malog opterećenja i kratke izdržljivosti bespilotne letjelice, dizajn bespilotne antene visoke preciznosti uglavnom se fokusira na težinu, veličinu, potrošnju energije i druge faktore, te realizuje dizajn širokopojasnog pristupa koliko god je to moguće na premisi osiguravanja težina i veličina.

2, status tehnologije GNSS antene u zemlji i inostranstvu

2.1 Trenutni status strane visokoprecizne antenske tehnologije

Strano istraživanje visokopreciznih antena počelo je rano, a razvijen je niz visokopreciznih antenskih proizvoda sa dobrim performansama, kao što su GNSS 750 serije prigušne antene NoVatela, Zepryr serije antene Trimble, Leica AR25 antene, itd. za koje postoje mnogi oblici antena sa velikim inovativnim značajem.Stoga je kinesko tržište antena visoke preciznosti u prošlosti dugo vremena bilo izvan monopola stranih proizvoda.Međutim, posljednjih deset godina, s porastom velikog broja domaćih proizvođača, performanse stranih GNSS visokopreciznih antena u osnovi nemaju nikakve prednosti, ali su domaći proizvođači visoke preciznosti počeli širiti tržište na strane zemlje.

Osim toga, posljednjih godina razvili su se i neki novi proizvođači GNSS antena, kao što su Maxtena, Tallysman, itd., čiji su proizvodi uglavnom male GNSS antene koje se koriste za bespilotnu letjelicu, vozila i druge sisteme.Oblik antene je obično mikrotrakasta antena sa visokom dielektričnom konstantom ili spiralna antena sa četiri kraka.U ovakvoj tehnologiji projektovanja antena strani proizvođači nemaju prednost, domaći i strani proizvodi ulaze u period homogene konkurencije.

2.2 Trenutna situacija domaće visokoprecizne antenske tehnologije

U protekloj deceniji broj domaćih proizvođača visokopreciznih antena počeo je da raste i develop, kao što su Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, itd., koji su razvili niz visoko preciznih antenskih proizvoda sa nezavisnim pravima intelektualnog vlasništva.

Na primjer, u području antene referentne stanice i ugrađene mjerne antene, HUaxin-ova 3D choke antena i full-netcom kombinovana antena ne samo da dostižu međunarodni vodeći nivo performansi, već i ispunjavaju zahtjeve različitih ekoloških aplikacija s visokom pouzdanošću, dug radni vek i vrlo niska stopa kvarova.

U industriji vozila, bespilotnih letjelica i drugim industrijama, tehnologija dizajna vanjske mjerne antene i četverokrake spiralne antene je relativno zrela i naširoko se koristi u primjeni sistema za testiranje vožnje, bespilotne vožnje, bespilotne letjelice i drugih industrija, i ostvario je dobre ekonomske i socijalne koristi.

3. Trenutna situacija i izgledi tržišta GNSS antena

U 2018., ukupna vrijednost proizvodnje kineske industrije satelitske navigacije i lokacijskih usluga dostigla je 301,6 milijardi juana, što je povećanje od 18,3% u odnosu na 2017. [2], a dostići će 400 milijardi juana 2020. godine;U 2019. godini ukupna vrijednost globalnog tržišta satelitske navigacije iznosila je 150 milijardi eura, a broj korisnika GNSS terminala dostigao je 6,4 milijarde.GNSS industrija je jedna od rijetkih industrija koja se borila protiv globalne ekonomske krize.Evropska GNSS agencija predviđa da će se globalno tržište satelitske navigacije udvostručiti na više od 300 milijardi eura u narednoj deceniji, uz povećanje broja GNSS terminala na 9,5 milijardi.

Globalno tržište satelitske navigacije, primijenjeno na drumski saobraćaj, bespilotne letjelice u oblastima kao što je terminalna oprema je u sljedećih 10 godina najbrže rastući segment tržišta: inteligencija, bespilotno vozilo je glavni pravac razvoja, budućnost cestovnih vozila automatizirana sposobnost vožnje Vozilo mora biti opremljeno GNSS antenom visoke preciznosti, tako da je ogromna potražnja tržišta za GNSS antenom za automatsku vožnju.Uz kontinuirani razvoj kineske poljoprivredne modernizacije, upotreba bespilotnih letjelica opremljenih antenom za pozicioniranje visoke preciznosti, kao što je bespilotna letjelica za zaštitu bilja, nastavit će se povećavati.

4. Trend razvoja GNSS antene visoke preciznosti

Nakon godina razvoja, različite tehnologije GNSS visoko preciznih antena su relativno zrele, ali još uvijek ima mnogo pravaca koje treba razbiti:

1. Minijaturizacija: Minijaturizacija elektronske opreme je vječni trend razvoja, posebno u aplikacijama kao što su bespilotna letjelica i ručni uređaji, potražnja za malim antenama je hitnija.Međutim, performanse antene će biti smanjene nakon minijaturizacije.Kako smanjiti veličinu antene uz obezbeđivanje sveobuhvatnih performansi važan je pravac istraživanja antene visoke preciznosti.

2. Anti-multipath tehnologija: Anti-multipath tehnologija GNSS antene uglavnom uključuje tehnologiju choke coil [3], tehnologiju umjetnih elektromagnetnih materijala [4][5], itd. Međutim, svi oni imaju nedostatke kao što su velika veličina, uski pojas širine i visoke cijene, te ne može postići univerzalni dizajn.Stoga je neophodno proučiti anti-multipath tehnologiju sa karakteristikama minijaturizacije i širokopojasnog pristupa kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi primjene.

3. Multifunkcionalnost: Danas je, pored GNSS antene, više od jedne komunikacijske antene integrisano u različite uređaje.Različiti komunikacioni sistemi mogu uzrokovati različite smetnje signala GNSS anteni, utičući na normalan prijem satelita.Zbog toga je integrisani dizajn GNSS antene i komunikacijske antene realizovan kroz multifunkcionalnu integraciju, a efekat interferencije između antena se uzima u obzir tokom projektovanja, što može poboljšati stepen integracije, poboljšati karakteristike elektromagnetne kompatibilnosti i poboljšati performanse cela mašina.