Med den kontinuerlige utviklingen og forbedringen av satellittposisjoneringsteknologi, har høypresisjonsposisjoneringsteknologi blitt brukt på alle samfunnslag i det moderne livet, for eksempel kartlegging og kartlegging, presisjonslandbruk, uav, ubemannet kjøring og andre felt, høypresisjonsposisjoneringsteknologi kan sees overalt.Spesielt, med fullføringen av nettverket til den nye generasjonen av Beidou navigasjonssatellittsystem og fremveksten av 5G-æra, forventes den kontinuerlige utviklingen av Beidou +5G å fremme bruken av høypresisjonsposisjoneringsteknologi innen flyplassplanlegging , robotinspeksjon, kjøretøyovervåking, logistikkstyring og andre felt.Realiseringen av høypresisjonsposisjoneringsteknologi er uatskillelig fra støtten til høypresisjonsantenne, høypresisjonsalgoritme og høypresisjonskortkort.Denne artikkelen introduserer hovedsakelig utvikling og bruk av høypresisjonsantenner, teknologistatus og så videre.

1. Utvikling og bruk av GNSS høypresisjonsantenne

1.1 Høypresisjonsantenne

Innenfor GNSS-feltet er høypresisjonsantenne en slags antenne som har spesielle krav til stabiliteten til antennefasesenteret.Det er vanligvis kombinert med høypresisjonskort for å realisere høypresisjonsposisjonering av centimeter-nivå eller millimeter-nivå.Ved utforming av høypresisjonsantenne stilles det vanligvis spesielle krav til følgende indikatorer: antennestrålebredde, lav høydeforsterkning, ikke-rundhet, rullefallskoeffisient, front- og bakforhold, anti-multipath-evne osv. Disse indikatorene vil direkte eller indirekte påvirke fasesenterstabiliteten til antennen, og deretter påvirke posisjoneringsnøyaktigheten.

1.2 Anvendelse og klassifisering av høypresisjonsantenne

GNSS-antennen med høy presisjon ble opprinnelig brukt innen kartlegging og kartlegging for å oppnå statisk posisjoneringsnøyaktighet på millimeternivå i prosessen med konstruksjon av lofting, topografisk kartlegging og forskjellige kontrollundersøkelser.Med høypresisjonsposisjoneringsteknologi som blir mer moden, blir antennen med høy nøyaktighet gradvis brukt i flere og flere felt, inkludert referansestasjon for kontinuerlig drift, deformasjonsovervåking, jordskjelvovervåking, måling av kartlegging og kartlegging, ubemannede luftfartøyer (uavs), områder med presisjon landbruk, automatisk kjøring, kjøreprøve kjøreopplæring, engineering maskiner og andre industrielle områder, i ulike applikasjoner til indekskravet til antennen har også den åpenbare forskjellen.

1.2.1 CORS-system, deformasjonsovervåking, seismisk overvåking – referansestasjonsantenne

Høy nøyaktighet antenne brukt kontinuerlig drift referansestasjon, gjennom langsiktig observasjon for nøyaktig stedsinformasjon, og gjennom datakommunikasjonssystemet i sanntid observasjonsdataoverføring til kontrollsenteret, feilen i det beregnede kontrollsenterområdet etter korreksjonsparametere for å forbedre system av jord, og star in waas enhance system, etc., for å sende feilmeldinger til rover (klient), Endelig kan brukeren få nøyaktig koordinatinformasjon [1].

Ved anvendelse av deformasjonsovervåking, jordskjelvovervåking og så videre, på grunn av behovet for å nøyaktig overvåke mengden deformasjon, påvisning av liten deformasjon, for å forutsi forekomsten av naturkatastrofer.

Derfor, i utformingen av høypresisjonsantenne for applikasjoner som referansestasjon for kontinuerlig drift, deformasjonsovervåking og seismisk overvåking, må den første vurderingen være dens utmerkede fasesenterstabilitet og anti-multipath interferens evne, for å gi sanntids nøyaktighet posisjonsinformasjon for ulike forbedrede systemer.I tillegg, for å gi så mange satellittkorreksjonsparametere som mulig, må antennen motta så mange satellitter som mulig, fire system fullfrekvensbånd har blitt standardkonfigurasjon.I denne typen applikasjoner brukes vanligvis referansestasjonsantenne (referansestasjonsantenne) som dekker hele båndet av fire systemer som observasjonsantenne til systemet.

1.2.2 Oppmåling og kartlegging – Innebygd oppmålingsantenne

Innenfor oppmåling og kartlegging er det nødvendig å designe en innebygd oppmålingsantenne som er enkel å integrere.Antennen er vanligvis innebygd i toppen av RTK-mottakeren for å oppnå sanntids- og høypresisjonsposisjonering innen kartlegging og kartlegging.

Innebygd måling av antennedekning i hovedhensynet i utformingen av frekvensstabilitet, stråledekning, fasesenter, antennestørrelsen, etc., spesielt med bruk av nettverk RTK, integrert med 4 g, bluetooth, WiFi all netcom bygget- i måling av antenner gradvis okkupere den viktigste markedsandelen, siden den ble lansert i 2016 av flertallet av RTK-mottakerprodusenter, har den blitt mye brukt og promotert.

1.2.3 Førerprøve og kjøreopplæring, ubemannet kjøring – ekstern måleantenne

Det tradisjonelle førerprøvesystemet har mange ulemper, som store inngangskostnader, høye drifts- og vedlikeholdskostnader, stor miljøpåvirkning, lav nøyaktighet osv. Etter bruk av høypresisjonsantenne i førerprøvesystemet, endres systemet fra manuell evaluering til intelligent evaluering, og evalueringsnøyaktigheten er høy, noe som i stor grad reduserer de menneskelige og materielle kostnadene ved førerprøven.

De siste årene har ubemannet kjøresystem utviklet seg raskt.Ved ubemannet kjøring brukes vanligvis posisjoneringsteknologien til RTK høypresisjonsposisjonering og treghetsnavigasjon kombinert posisjonering, noe som kan oppnå høy posisjoneringsnøyaktighet i de fleste miljøer.

I førerprøven kjøreopplæring, for eksempel ubemannede systemer, måles ofte antennen med den eksterne formen, behovet for å jobbe frekvens, multifrekvensantenne med flere system kan oppnå høy posisjoneringsnøyaktighet, flerveissignalet har en viss hemning og godt miljø tilpasningsevne, kan være langvarig bruk i utendørs miljø uten feil.

1.2.4 UAV — UAV-antenne med høy presisjon

De siste årene har uav-industrien utviklet seg raskt.Uav har vært mye brukt i landbrukets plantevern, kartlegging og kartlegging, kraftledningspatruljering og andre scenarier.I slike scenarier kan kun utstyrt med høypresisjonsantenne sikre nøyaktigheten, effektiviteten og sikkerheten til ulike operasjoner.På grunn av egenskapene til høy hastighet, lett belastning og kort utholdenhet til uav, fokuserer utformingen av uav høypresisjonsantenne hovedsakelig på vekt, størrelse, strømforbruk og andre faktorer, og realiserer bredbåndsdesign så langt som mulig på forutsetningen om å sikre vekt og størrelse.

2, GNSS-antenneteknologistatus i inn-og utland

2.1 Nåværende status for utenlandsk høypresisjonsantenneteknologi

Utenlandsk forskning på høypresisjonsantenner startet tidlig, og det er utviklet en serie høypresisjonsantenneprodukter med god ytelse, slik som GNSS 750-serien chokeantenne fra NoVatel, Zepryr-seriens antenne fra Trimble, Leica AR25-antenne, etc., blant annet som det finnes mange antenneformer med stor innovativ betydning.Derfor, i det siste i en lang periode, er Kinas høypresisjonsantennemarked ute av monopolet på utenlandske produkter.Men de siste ti årene, med fremveksten av et stort antall innenlandske produsenter, har utenlandske GNSS høypresisjonsantenneytelse i utgangspunktet ingen fordel, men de innenlandske høypresisjonsprodusentene begynte å utvide markedet til utlandet.

I tillegg har det også utviklet seg noen nye GNSS-antenneprodusenter de siste årene, som Maxtena, Tallysman, etc., hvis produkter hovedsakelig er små GNSS-antenner som brukes til uav, kjøretøy og andre systemer.Antenneformen er vanligvis mikrostripantenne med høy dielektrisk konstant eller firearms spiralantenne.I denne typen antennedesignteknologi har utenlandske produsenter ingen fordel, innenlandske og utenlandske produkter går inn i perioden med homogen konkurranse.

2.2 Nåværende situasjon for innenlandsk høypresisjonsantenneteknologi

I løpet av det siste tiåret begynte en rekke innenlandske produsenter av høypresisjonsantenne å vokse og avtavelop, som Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, etc., som utviklet en serie høypresisjonsantenneprodukter med uavhengige immaterielle rettigheter.

For eksempel, innen referansestasjonsantenne og innebygd måleantenne, når HUaxins 3D choke-antenne og full-netcom kombinerte antenne ikke bare det internasjonale ledende ytelsesnivået, men oppfyller også kravene til ulike miljøapplikasjoner med høy pålitelighet, lang levetid og svært lav feilrate.

I industrien for kjøretøy, uav og andre næringer har designteknologien til ekstern måleantenne og firearms spiralantenne vært relativt moden, og har blitt mye brukt i bruken av kjøretestsystem, ubemannet kjøring, uav og andre industrier, og har oppnådd gode økonomiske og sosiale fordeler.

3. Nåværende situasjon og utsikter for GNSS-antennemarkedet

I 2018 nådde den totale produksjonsverdien av Kinas satellittnavigasjons- og lokaliseringstjenesteindustri 301,6 milliarder YUAN, opp 18,3 % sammenlignet med 2017 [2], og vil nå 400 milliarder yuan i 2020;I 2019 var den totale verdien av det globale satellittnavigasjonsmarkedet 150 milliarder euro, og antallet GNSS-terminalbrukere nådde 6,4 milliarder.GNSS-industrien er en av få næringer som har motarbeidet den globale økonomiske nedgangen.Det europeiske GNSS-byrået anslår at det globale satellittnavigasjonsmarkedet vil dobles til mer enn 300 milliarder euro i løpet av det neste tiåret, med antallet GNSS-terminaler økende til 9,5 milliarder.

Globalt satellittnavigasjonsmarked, brukt på veitrafikk, ubemannede luftfartøyer i områder som terminalutstyr er i løpet av de neste 10 årene det raskest voksende segmentet av markedet: intelligens, ubemannet kjøretøy er hovedutviklingsretningen, fremtidens automatiserte kjøreevne for veikjøretøyer av kjøretøyet må være utstyrt med GNSS-antenne har høy presisjon, så det store markedet etterspørsel etter GNSS-antenne automatisk kjøring.Med den kontinuerlige utviklingen av Kinas landbruksmodernisering, vil bruken av uav utstyrt med høypresisjons posisjoneringsantenne, for eksempel plantevern uav, fortsette å øke.

4. Utviklingstrend for GNSS høypresisjonsantenne

Etter år med utvikling har ulike teknologier for GNSS høypresisjonsantenner vært relativt modne, men det er fortsatt mange retninger som skal brytes:

1. Miniatyrisering: Miniatyrisering av elektronisk utstyr er en evig utviklingstrend, spesielt i applikasjoner som uav og håndholdt, er etterspørselen etter små antenner mer presserende.Imidlertid vil ytelsen til antennen reduseres etter miniatyriseringen.Hvordan man reduserer antennestørrelsen samtidig som man sikrer omfattende ytelse er en viktig forskningsretning for høypresisjonsantennen.

2. Anti-multipath-teknologi: Anti-multipath-teknologien til GNSS-antenne inkluderer hovedsakelig choke coil-teknologi [3], kunstig elektromagnetisk materialteknologi [4][5], etc. De har imidlertid alle ulemper som stor størrelse, smalt bånd bredde og høy kostnad, og kan ikke oppnå universell utforming.Derfor er det nødvendig å studere anti-multipath-teknologien med egenskapene til miniatyrisering og bredbånd for å møte ulike applikasjonskrav.

3. Multifunksjon: I dag, i tillegg til GNSS-antenne, er mer enn én kommunikasjonsantenne integrert i ulike enheter.Ulike kommunikasjonssystemer kan forårsake forskjellig signalforstyrrelse på GNSS-antenne, som påvirker normalt satellittmottak.Derfor realiseres den integrerte utformingen av GNSS-antenne og kommunikasjonsantenne gjennom multifunksjonsintegrasjon, og interferenseffekten mellom antenner tas i betraktning under utformingen, noe som kan forbedre integrasjonsgraden, forbedre de elektromagnetiske kompatibilitetsegenskapene og forbedre ytelsen til hele maskinen.