Dengan pembangunan berterusan dan penambahbaikan teknologi penentududukan satelit, teknologi penentududukan ketepatan tinggi telah digunakan untuk semua lapisan masyarakat dalam kehidupan moden, seperti ukur dan pemetaan, pertanian ketepatan, uav, pemanduan tanpa pemandu dan bidang lain, teknologi penentududukan ketepatan tinggi boleh dilihat di mana-mana.Khususnya, dengan penyiapan rangkaian generasi baharu sistem satelit navigasi Beidou dan kemunculan era 5G, pembangunan berterusan Beidou +5G dijangka menggalakkan penerapan teknologi penentududukan berketepatan tinggi dalam bidang penjadualan lapangan terbang. , pemeriksaan robot, pemantauan kenderaan, pengurusan logistik dan bidang lain.Realisasi teknologi penentududukan ketepatan tinggi tidak dapat dipisahkan daripada sokongan antena ketepatan tinggi, algoritma ketepatan tinggi dan kad papan ketepatan tinggi.Kertas kerja ini terutamanya memperkenalkan pembangunan dan aplikasi antena berketepatan tinggi, status teknologi dan sebagainya.

1. Pembangunan dan penggunaan antena berketepatan tinggi GNSS

1.1 Antena berketepatan tinggi

Dalam BIDANG GNSS, antena berketepatan tinggi ialah sejenis antena yang mempunyai keperluan khas untuk kestabilan pusat fasa antena.Ia biasanya digabungkan dengan papan ketepatan tinggi untuk merealisasikan kedudukan ketepatan tinggi peringkat sentimeter atau peringkat milimeter.Dalam reka bentuk antena berketepatan tinggi, biasanya terdapat keperluan khas untuk penunjuk berikut: lebar rasuk antena, keuntungan ketinggian rendah, tidak bulat, pekali jatuh gulung, nisbah depan dan belakang, keupayaan anti-multipath, dll. Penunjuk ini akan secara langsung atau tidak langsung menjejaskan kestabilan pusat fasa antena, dan kemudian menjejaskan ketepatan kedudukan.

1.2 Aplikasi dan klasifikasi antena berketepatan tinggi

Antena GNSS berketepatan tinggi pada mulanya digunakan dalam bidang ukur dan pemetaan untuk mencapai ketepatan kedudukan peringkat milimeter statik dalam proses loteng kejuruteraan, pemetaan topografi dan pelbagai tinjauan kawalan.Dengan teknologi penentududukan ketepatan tinggi menjadi lebih matang, antena ketepatan tinggi digunakan secara beransur-ansur dalam lebih banyak bidang, termasuk stesen rujukan operasi berterusan, pemantauan ubah bentuk, pemantauan gempa bumi, pengukuran ukur dan pemetaan, kenderaan udara tanpa pemandu (uavs), kawasan ketepatan pertanian, pemanduan automatik, latihan memandu ujian memandu, jentera kejuruteraan dan kawasan perindustrian lain, dalam aplikasi yang berbeza kepada keperluan indeks antena juga mempunyai perbezaan yang jelas.

1.2.1 Sistem CORS, pemantauan ubah bentuk, pemantauan seismik – antena stesen rujukan

Antena ketepatan tinggi menggunakan stesen rujukan operasi berterusan, melalui pemerhatian jangka panjang untuk maklumat lokasi yang tepat, dan melalui sistem komunikasi data dalam penghantaran data pemerhatian masa nyata ke pusat kawalan, ralat kawasan pusat kawalan yang dikira selepas parameter pembetulan untuk meningkatkan sistem tanah, dan bintang dalam sistem meningkatkan waas, dsb., untuk menghantar mesej ralat kepada rover (klien), Akhirnya, pengguna boleh mendapatkan maklumat koordinat yang tepat [1].

Dalam aplikasi pemantauan ubah bentuk, pemantauan gempa bumi dan sebagainya, kerana keperluan untuk memantau dengan tepat jumlah ubah bentuk, pengesanan ubah bentuk kecil, untuk meramalkan berlakunya bencana alam.

Oleh itu, dalam reka bentuk antena berketepatan tinggi untuk aplikasi seperti stesen rujukan operasi berterusan, pemantauan ubah bentuk dan pemantauan seismik, pertimbangan pertama mestilah kestabilan pusat fasa yang sangat baik dan keupayaan gangguan anti-multipath, untuk memberikan ketepatan masa nyata. maklumat kedudukan untuk pelbagai sistem yang dipertingkatkan.Di samping itu, untuk menyediakan seberapa banyak parameter pembetulan satelit yang mungkin, antena mesti menerima seberapa banyak satelit yang mungkin, empat jalur frekuensi penuh sistem telah menjadi konfigurasi standard.Dalam aplikasi jenis ini, antena stesen rujukan (antena stesen rujukan) yang meliputi keseluruhan jalur empat sistem biasanya digunakan sebagai antena pemerhatian sistem.

1.2.2 Ukur dan pemetaan – Antena ukur terbina dalam

Dalam bidang ukur dan pemetaan, adalah perlu untuk mereka bentuk antena ukur terbina dalam yang mudah diintegrasikan.Antena biasanya dibina di bahagian atas penerima RTK untuk mencapai kedudukan masa nyata dan ketepatan tinggi dalam bidang ukur dan pemetaan.

Liputan antena pengukur terbina dalam dalam pertimbangan utama dalam reka bentuk kestabilan frekuensi, liputan rasuk, pusat fasa, saiz antena, dll., terutamanya dengan aplikasi RTK rangkaian, disepadukan dengan 4 g, bluetooth, WiFi semua terbina-netcom. dalam mengukur antena secara beransur-ansur menduduki bahagian pasaran utama, sejak ia dilancarkan pada 2016 oleh majoriti pengeluar penerima RTK, Ia telah digunakan dan dipromosikan secara meluas.

1.2.3 Ujian memandu dan latihan memandu, pemanduan tanpa pemandu – antena pengukur luaran

Sistem ujian pemanduan tradisional mempunyai banyak kelemahan, seperti kos input yang besar, kos operasi dan penyelenggaraan yang tinggi, kesan alam sekitar yang hebat, ketepatan yang rendah, dan lain-lain. Selepas penggunaan antena berketepatan tinggi dalam sistem ujian memandu, sistem berubah daripada penilaian manual kepada penilaian pintar, dan ketepatan penilaian adalah tinggi, yang sangat mengurangkan kos manusia dan material ujian memandu.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sistem pemanduan tanpa pemandu telah berkembang pesat.Dalam pemanduan tanpa pemandu, teknologi penentududukan penentududukan berketepatan tinggi RTK dan penentududukan gabungan navigasi inersia biasanya diguna pakai, yang boleh mencapai ketepatan kedudukan tinggi dalam kebanyakan persekitaran.

Dalam latihan memandu ujian memandu, seperti sistem tanpa pemandu, selalunya antena diukur dengan bentuk luaran, keperluan untuk kekerapan kerja, antena berbilang frekuensi dengan sistem berbilang boleh mencapai ketepatan kedudukan yang tinggi, isyarat berbilang laluan mempunyai perencatan tertentu, dan persekitaran yang baik. kebolehsuaian, boleh digunakan jangka panjang dalam persekitaran luar tanpa kegagalan.

1.2.4 UAV — Antena uav berketepatan tinggi

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, industri uav telah berkembang pesat.Uav telah digunakan secara meluas dalam perlindungan tumbuhan pertanian, ukur dan pemetaan, rondaan talian kuasa dan senario lain.Dalam senario sedemikian, hanya dilengkapi dengan antena berketepatan tinggi boleh memastikan ketepatan, kecekapan dan keselamatan pelbagai operasi.Disebabkan oleh ciri-ciri kelajuan tinggi, beban ringan dan ketahanan pendek uav, reka bentuk antena ketepatan tinggi uav tertumpu terutamanya pada berat, saiz, penggunaan kuasa dan faktor lain, dan merealisasikan reka bentuk jalur lebar sejauh mungkin pada premis memastikan berat dan saiz.

2, status teknologi antena GNSS di dalam dan luar negara

2.1 Status semasa teknologi antena berketepatan tinggi asing

Penyelidikan asing mengenai antena berketepatan tinggi bermula lebih awal, dan satu siri produk antena berketepatan tinggi dengan prestasi yang baik telah dibangunkan, seperti antena pencekik siri GNSS 750 NoVatel, antena siri Zepryr Trimble, antena Leica AR25, dsb., antara yang terdapat banyak bentuk antena dengan kepentingan inovatif yang hebat.Oleh itu, pada masa lalu untuk jangka masa yang panjang, pasaran antena berketepatan tinggi China berada di luar monopoli produk asing.Walau bagaimanapun, dalam sepuluh tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan sejumlah besar pengeluar domestik, prestasi antena berketepatan tinggi GNSS asing pada dasarnya tidak mempunyai kelebihan, tetapi pengeluar berketepatan tinggi domestik mula mengembangkan pasaran ke negara asing.

Di samping itu, beberapa pengeluar antena GNSS baharu juga telah dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, seperti Maxtena, Tallysman, dsb., yang produknya kebanyakannya adalah antena GNSS kecil yang digunakan untuk uav, kenderaan dan sistem lain.Bentuk antena biasanya antena jalur mikro dengan pemalar dielektrik tinggi atau antena lingkaran empat lengan.Dalam teknologi reka bentuk antena jenis ini, pengeluar asing tidak mempunyai kelebihan, produk domestik dan asing memasuki tempoh persaingan homogen.

2.2 Keadaan semasa teknologi antena berketepatan tinggi domestik

Dalam dekad yang lalu, beberapa pengeluar antena berketepatan tinggi domestik mula berkembang dan develop, seperti Antena Huaxin, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, dsb., yang membangunkan satu siri produk antena berketepatan tinggi dengan hak harta intelek bebas.

Sebagai contoh, dalam bidang antena stesen rujukan dan antena pengukuran terbina dalam, antena pencekik 3D HUaxin dan antena gabungan full-netcom bukan sahaja mencapai tahap prestasi terkemuka antarabangsa, tetapi juga memenuhi keperluan pelbagai aplikasi alam sekitar dengan kebolehpercayaan yang tinggi, hayat perkhidmatan yang panjang dan kadar kegagalan yang sangat rendah.

Dalam industri kenderaan, uav dan industri lain, teknologi reka bentuk antena pengukur luaran dan antena lingkaran empat lengan telah agak matang, dan telah digunakan secara meluas dalam aplikasi sistem ujian memandu, pemanduan tanpa pemandu, uav dan industri lain, dan telah mencapai faedah ekonomi dan sosial yang baik.

3. Keadaan semasa dan prospek pasaran antena GNSS

Pada 2018, jumlah nilai keluaran industri navigasi satelit dan perkhidmatan lokasi China mencapai 301.6 bilion YUAN, meningkat 18.3% berbanding 2017 [2], dan akan mencapai 400 bilion yuan pada 2020;Pada 2019, jumlah nilai pasaran navigasi satelit global ialah 150 bilion euro, dan bilangan pengguna terminal GNSS mencecah 6.4 bilion.Industri GNSS adalah salah satu daripada beberapa industri yang telah mengatasi kemelesetan ekonomi global.Agensi GNSS Eropah meramalkan bahawa pasaran navigasi satelit global akan berganda kepada lebih daripada 300 bilion euro dalam dekad akan datang, dengan bilangan terminal GNSS meningkat kepada 9.5 bilion.

Pasaran navigasi satelit global, digunakan untuk lalu lintas jalan raya, kenderaan udara tanpa pemandu di kawasan seperti peralatan terminal adalah dalam 10 tahun akan datang segmen pasaran yang paling pesat berkembang: kecerdasan, kenderaan tanpa pemandu adalah arah pembangunan utama, kenderaan jalan raya masa depan keupayaan memandu automatik kenderaan mesti dilengkapi dengan antena GNSS mempunyai ketepatan yang tinggi, jadi permintaan pasaran yang besar untuk pemanduan automatik antena GNSS.Dengan perkembangan berterusan pemodenan pertanian China, penggunaan uav yang dilengkapi dengan antena penentududukan berketepatan tinggi, seperti uav perlindungan tumbuhan, akan terus meningkat.

4. Trend pembangunan antena berketepatan tinggi GNSS

Selepas bertahun-tahun pembangunan, pelbagai teknologi antena berketepatan tinggi GNSS telah agak matang, tetapi masih terdapat banyak arah yang perlu dipecahkan:

1. Pengecilan: Pengecilan peralatan elektronik adalah trend pembangunan yang kekal, terutamanya dalam aplikasi seperti uav dan pegang tangan, permintaan untuk antena bersaiz kecil adalah lebih mendesak.Walau bagaimanapun, prestasi antena akan dikurangkan selepas pengecilan.Bagaimana untuk mengurangkan saiz antena sambil memastikan prestasi komprehensif adalah hala tuju penyelidikan penting antena berketepatan tinggi.

2. Teknologi anti-multipath: Teknologi anti-multipath antena GNSS terutamanya termasuk teknologi choke coil [3], teknologi bahan elektromagnet tiruan [4][5], dsb. Walau bagaimanapun, kesemuanya mempunyai kelemahan seperti saiz besar, jalur sempit lebar dan kos yang tinggi, dan tidak dapat mencapai reka bentuk universal.Oleh itu, adalah perlu untuk mengkaji teknologi anti-multipath dengan ciri-ciri pengecilan dan jalur lebar untuk memenuhi pelbagai keperluan aplikasi.

3. Pelbagai fungsi: Pada masa kini, sebagai tambahan kepada antena GNSS, lebih daripada satu antena komunikasi disepadukan dalam pelbagai peranti.Sistem komunikasi yang berbeza boleh menyebabkan pelbagai gangguan isyarat kepada antena GNSS, menjejaskan penerimaan satelit biasa.Oleh itu, reka bentuk bersepadu antena GNSS dan antena komunikasi direalisasikan melalui penyepaduan pelbagai fungsi, dan kesan gangguan antara antena diambil kira semasa reka bentuk, yang boleh meningkatkan tahap integrasi, meningkatkan ciri keserasian elektromagnet dan meningkatkan prestasi keseluruhan mesin.