Met de voortdurende ontwikkeling en verbetering van satellietpositioneringstechnologie is uiterst nauwkeurige positioneringstechnologie toegepast op alle lagen van de bevolking in het moderne leven, zoals landmeetkunde en kartering, precisielandbouw, uav, onbemand rijden en andere gebieden, uiterst nauwkeurige positioneringstechnologie overal te zien.Met name met de voltooiing van het netwerk van de nieuwe generatie Beidou-navigatiesatellietsystemen en de komst van het 5G-tijdperk zal de voortdurende ontwikkeling van Beidou +5G naar verwachting de toepassing van uiterst nauwkeurige positioneringstechnologie op het gebied van luchthavenplanning bevorderen. , robotinspectie, voertuigmonitoring, logistiek management en andere gebieden.De realisatie van zeer nauwkeurige positioneringstechnologie is onlosmakelijk verbonden met de ondersteuning van een zeer nauwkeurige antenne, een zeer nauwkeurig algoritme en een zeer nauwkeurige bordkaart.Dit artikel introduceert voornamelijk de ontwikkeling en toepassing van zeer nauwkeurige antennes, de technologische status enzovoort.

1. Ontwikkeling en toepassing van een zeer nauwkeurige GNSS-antenne

1.1 Zeer nauwkeurige antenne

Op het gebied van GNSS is een uiterst nauwkeurige antenne een soort antenne die speciale eisen stelt aan de stabiliteit van het fasecentrum van de antenne.Het wordt meestal gecombineerd met zeer nauwkeurig karton om de zeer nauwkeurige positionering op centimeter- of millimeterniveau te realiseren.Bij het ontwerp van uiterst nauwkeurige antennes worden doorgaans speciale eisen gesteld aan de volgende indicatoren: bundelbreedte van de antenne, lage elevatiewinst, niet-rondheid, rolvalcoëfficiënt, voor- en achterverhouding, anti-multipath-vermogen, enz. Deze indicatoren zullen heeft direct of indirect invloed op de fasecentrumstabiliteit van de antenne en beïnvloedt vervolgens de positioneringsnauwkeurigheid.

1.2 Toepassing en classificatie van zeer nauwkeurige antenne

De zeer nauwkeurige GNSS-antenne werd aanvankelijk gebruikt op het gebied van landmeten en karteren om statische positioneringsnauwkeurigheid op millimeterniveau te bereiken tijdens het proces van technische lofting, topografische kartering en diverse controleonderzoeken.Nu de positioneringstechnologie met hoge precisie steeds volwassener wordt, wordt de zeer nauwkeurige antenne geleidelijk op steeds meer gebieden toegepast, waaronder referentiestations voor continu gebruik, monitoring van vervormingen, monitoring van aardbevingen, meting van landmeetkunde en kartering, onbemande luchtvaartuigen (UAV's), precisiegebieden landbouw, automatisch rijden, rijexamen rijopleiding, machinebouw en andere industriële gebieden, in verschillende toepassingen heeft de indexvereiste van de antenne ook een duidelijk verschil.

1.2.1 CORS-systeem, vervormingsmonitoring, seismische monitoring – referentiestationantenne

Hoge nauwkeurigheid antenne gebruikt referentiestation voor continu gebruik, door langetermijnobservatie voor nauwkeurige locatie-informatie, en via het datacommunicatiesysteem in real-time observatiegegevensoverdracht naar het controlecentrum, de fout van het berekende controlecentrumgebied na correctieparameters om de systeem van bodem, en ster in waas-verbeteringssysteem, enz., om foutmeldingen naar rover (klant) te sturen. Ten slotte kan de gebruiker nauwkeurige coördinaatinformatie krijgen [1].

Bij de toepassing van vervormingsmonitoring, aardbevingsmonitoring enzovoort, vanwege de noodzaak om de hoeveelheid vervorming nauwkeurig te monitoren, de detectie van kleine vervormingen, om het optreden van natuurrampen te voorspellen.

Daarom moet bij het ontwerp van een zeer nauwkeurige antenne voor toepassingen zoals een referentiestation met continue werking, vervormingsmonitoring en seismische monitoring de eerste overweging de uitstekende fasecentrumstabiliteit en anti-multipath-interferentievermogen zijn, om realtime nauwkeurige antennes te bieden. positie-informatie voor verschillende verbeterde systemen.Om zoveel mogelijk satellietcorrectieparameters te bieden, moet de antenne bovendien zoveel mogelijk satellieten ontvangen; de volledige frequentieband van vier systemen is de standaardconfiguratie geworden.Bij dit soort toepassingen wordt gewoonlijk een referentiestationantenne (referentiestationantenne) die de hele band van vier systemen beslaat, gebruikt als observatieantenne van het systeem.

1.2.2 Inmeten en in kaart brengen – Ingebouwde landmeetantenne

Op het gebied van landmeten en karteren is het noodzakelijk om een ​​ingebouwde landmeetantenne te ontwerpen die eenvoudig te integreren is.De antenne wordt meestal in de bovenkant van de RTK-ontvanger ingebouwd om real-time en uiterst nauwkeurige positionering op het gebied van landmeten en karteren te bereiken.

Ingebouwde meetantennedekking is de belangrijkste overweging bij het ontwerp van frequentiestabiliteit, straaldekking, fasecentrum, de antennegrootte, enz., vooral met de toepassing van netwerk RTK, geïntegreerd met 4 g, Bluetooth, WiFi alle ingebouwde Netcom- bij het meten van de antenne neemt geleidelijk het grootste marktaandeel in beslag, sinds de lancering in 2016 door de meerderheid van de fabrikanten van RTK-ontvangers. Het is op grote schaal toegepast en gepromoot.

1.2.3 Rijexamen en rijopleiding onbemand rijden – externe meetantenne

Het traditionele rijtestsysteem heeft veel nadelen, zoals hoge inputkosten, hoge exploitatie- en onderhoudskosten, grote impact op het milieu, lage nauwkeurigheid, enz. Na de toepassing van een uiterst nauwkeurige antenne in het rijtestsysteem verandert het systeem van handmatige evaluatie tot intelligente evaluatie, en de evaluatienauwkeurigheid is hoog, wat de menselijke en materiële kosten van rijexamens aanzienlijk vermindert.

De afgelopen jaren heeft het onbemande aandrijfsysteem zich snel ontwikkeld.Bij onbemand rijden wordt meestal de positioneringstechnologie van RTK-positionering met hoge precisie en gecombineerde positionering met traagheidsnavigatie toegepast, waardoor in de meeste omgevingen een hoge positioneringsnauwkeurigheid kan worden bereikt.

In de rijexamen-rijtraining, zoals onbemande systemen, wordt de antenne vaak gemeten met de externe vorm, de noodzaak om op frequentie te werken, een multi-frequentie antenne met meerdere systemen kan een hoge positioneringsnauwkeurigheid bereiken, het multipath-signaal heeft een bepaalde remming en een goede omgeving aanpassingsvermogen, kan zonder problemen langdurig in de buitenomgeving worden gebruikt.

1.2.4 UAV — Zeer nauwkeurige uav-antenne

De afgelopen jaren heeft de uav-industrie zich snel ontwikkeld.Uav wordt veel gebruikt bij de bescherming van landbouwgewassen, landmeetkunde en kartering, patrouilles op elektriciteitsleidingen en andere scenario's.In dergelijke scenario's kan alleen een uiterst nauwkeurige antenne de nauwkeurigheid, efficiëntie en veiligheid van verschillende operaties garanderen.Vanwege de kenmerken van hoge snelheid, lichte belasting en korte uithoudingsvermogen van uav, richt het ontwerp van uav-hogeprecisie-antenne zich voornamelijk op gewicht, grootte, energieverbruik en andere factoren, en realiseert het breedbandontwerp voor zover mogelijk met als uitgangspunt het garanderen gewicht en maat.

2, GNSS-antennetechnologiestatus in binnen- en buitenland

2.1 Huidige status van buitenlandse hoge-precisie antennetechnologie

Buitenlands onderzoek naar zeer nauwkeurige antennes begon al vroeg en er is een reeks zeer nauwkeurige antenneproducten met goede prestaties ontwikkeld, zoals de GNSS 750-serie choke-antenne van NoVatel, de Zepryr-serie antenne van Trimble, Leica AR25-antenne, enz., Er zijn veel antennevormen met een grote innovatieve betekenis.Daarom was de Chinese markt voor hoge-precisieantennes in het verleden lange tijd buiten het monopolie van buitenlandse producten.Echter, in de afgelopen tien jaar, met de opkomst van een groot aantal binnenlandse fabrikanten, hebben de prestaties van buitenlandse GNSS hoge-precisie antennes in principe geen voordeel gehad, maar de binnenlandse hoge-precisie fabrikanten begonnen de markt uit te breiden naar het buitenland.

Bovendien hebben zich de afgelopen jaren ook enkele nieuwe GNSS-antennefabrikanten ontwikkeld, zoals Maxtena, Tallysman, enz., waarvan de producten voornamelijk kleine GNSS-antennes zijn die worden gebruikt voor uav-, voertuig- en andere systemen.De antennevorm is meestal een microstripantenne met een hoge diëlektrische constante of een vierarmige spiraalantenne.Bij dit soort antenne-ontwerptechnologie hebben buitenlandse fabrikanten geen voordeel, binnenlandse en buitenlandse producten gaan de periode van homogene concurrentie in.

2.2 Huidige situatie van binnenlandse uiterst nauwkeurige antennetechnologie

In het afgelopen decennium begon een aantal binnenlandse fabrikanten van hoge-precisie antennes te groeien en af ​​te nemenvelop, zoals Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, enz., die een reeks uiterst nauwkeurige antenneproducten met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten ontwikkelden.

Op het gebied van de referentiestationantenne en de ingebouwde meetantenne bereiken de 3D-smoorspoelantenne en de volledige netcom-gecombineerde antenne van HUaxin bijvoorbeeld niet alleen het internationaal toonaangevende prestatieniveau, maar voldoen ze ook met hoge betrouwbaarheid aan de eisen van verschillende milieutoepassingen, lange levensduur en zeer laag uitvalpercentage.

In de voertuig-, UAV- en andere industrieën is de ontwerptechnologie van externe meetantennes en vierarmige spiraalantennes relatief volwassen en wordt deze op grote schaal gebruikt bij de toepassing van rijtestsystemen, onbemand rijden, UAV en andere industrieën. en heeft goede economische en sociale voordelen opgeleverd.

3. Huidige situatie en vooruitzichten van de GNSS-antennemarkt

In 2018 bedroeg de totale productiewaarde van de Chinese satellietnavigatie- en locatiedienstensector 301,6 miljard yuan, een stijging van 18,3% vergeleken met 2017 [2], en zal in 2020 400 miljard yuan bereiken;In 2019 bedroeg de totale waarde van de mondiale satellietnavigatiemarkt 150 miljard euro, en het aantal GNSS-terminalgebruikers bereikte 6,4 miljard.De GNSS-industrie is een van de weinige industrieën die de mondiale economische neergang heeft weten te doorstaan.Het Europees GNSS-Agentschap voorspelt dat de mondiale markt voor satellietnavigatie de komende tien jaar zal verdubbelen tot ruim 300 miljard euro, waarbij het aantal GNSS-terminals zal toenemen tot 9,5 miljard.

De mondiale satellietnavigatiemarkt, toegepast op het wegverkeer, onbemande luchtvaartuigen op gebieden zoals eindapparatuur is de komende tien jaar het snelst groeiende segment van de markt: intelligentie, onbemand voertuig is de belangrijkste ontwikkelingsrichting, het toekomstige geautomatiseerde rijvermogen van wegvoertuigen van het voertuig moet zijn uitgerust met een GNSS-antenne met een hoge precisie, dus de enorme marktvraag naar automatisch rijden met GNSS-antennes.Met de voortdurende ontwikkeling van de Chinese landbouwmodernisering zal het gebruik van uav uitgerust met uiterst nauwkeurige positioneringsantennes, zoals uav voor gewasbescherming, blijven toenemen.

4. Ontwikkelingstrend van GNSS-hogeprecisieantenne

Na jaren van ontwikkeling zijn verschillende technologieën voor de zeer nauwkeurige GNSS-antenne relatief volwassen geworden, maar er zijn nog veel richtingen die moeten worden doorbroken:

1. Miniaturisatie: De miniaturisatie van elektronische apparatuur is een eeuwige ontwikkelingstrend, vooral in toepassingen zoals uav en handheld is de vraag naar kleine antennes urgenter.De prestaties van de antenne zullen na de miniaturisatie echter afnemen.Hoe de antennegrootte kan worden verkleind en tegelijkertijd de uitgebreide prestaties kunnen worden gewaarborgd, is een belangrijke onderzoeksrichting van de uiterst nauwkeurige antenne.

2. Anti-multipath-technologie: De anti-multipath-technologie van de GNSS-antenne omvat voornamelijk smoorspoeltechnologie [3], kunstmatige elektromagnetische materiaaltechnologie [4][5], enz. Ze hebben echter allemaal nadelen, zoals grote afmetingen en smalle band breedte en hoge kosten, en kan geen universeel ontwerp bereiken.Daarom is het noodzakelijk om de anti-multipath-technologie met de kenmerken van miniaturisatie en breedband te bestuderen om aan verschillende toepassingsvereisten te voldoen.

3. Multifunctioneel: tegenwoordig is naast de GNSS-antenne meer dan één communicatieantenne in verschillende apparaten geïntegreerd.Verschillende communicatiesystemen kunnen verschillende signaalinterferenties veroorzaken op de GNSS-antenne, waardoor de normale satellietontvangst wordt beïnvloed.Daarom wordt het geïntegreerde ontwerp van de GNSS-antenne en communicatieantenne gerealiseerd door multifunctionele integratie, en wordt tijdens het ontwerp rekening gehouden met het interferentie-effect tussen antennes, wat de integratiegraad kan verbeteren, de elektromagnetische compatibiliteitskenmerken kan verbeteren en de prestaties van de antenne kan verbeteren. de hele machine.