Με τη συνεχή ανάπτυξη και βελτίωση της τεχνολογίας εντοπισμού θέσης μέσω δορυφόρου, η τεχνολογία εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας έχει εφαρμοστεί σε όλα τα κοινωνικά στρώματα της σύγχρονης ζωής, όπως τοπογραφία και χαρτογράφηση, γεωργία ακριβείας, uav, μη επανδρωμένη οδήγηση και άλλα πεδία, τεχνολογία εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας μπορεί να δει παντού.Ειδικότερα, με την ολοκλήρωση του δικτύου της νέας γενιάς του δορυφορικού συστήματος πλοήγησης Beidou και την έλευση της εποχής 5G, η συνεχής ανάπτυξη του Beidou +5G αναμένεται να προωθήσει την εφαρμογή τεχνολογίας εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας στους τομείς του προγραμματισμού αεροδρομίων. , επιθεώρηση ρομπότ, παρακολούθηση οχημάτων, διαχείριση logistics και άλλα πεδία.Η υλοποίηση της τεχνολογίας εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας είναι αδιαχώριστη από την υποστήριξη κεραίας υψηλής ακρίβειας, αλγόριθμου υψηλής ακρίβειας και κάρτας πλακέτας υψηλής ακρίβειας.Αυτή η εργασία εισάγει κυρίως την ανάπτυξη και την εφαρμογή κεραίας υψηλής ακρίβειας, την κατάσταση της τεχνολογίας και ούτω καθεξής.

1. Ανάπτυξη και εφαρμογή κεραίας υψηλής ακρίβειας GNSS

1.1 Κεραία υψηλής ακρίβειας

Στον τομέα του GNSS, η κεραία υψηλής ακρίβειας είναι ένα είδος κεραίας που έχει ειδικές απαιτήσεις για τη σταθερότητα του κέντρου φάσης της κεραίας.Συνήθως συνδυάζεται με πλακέτα υψηλής ακρίβειας για να πραγματοποιηθεί η τοποθέτηση υψηλής ακρίβειας σε επίπεδο εκατοστών ή χιλιοστών.Στο σχεδιασμό κεραίας υψηλής ακρίβειας, υπάρχουν συνήθως ειδικές απαιτήσεις για τους ακόλουθους δείκτες: πλάτος δέσμης κεραίας, χαμηλό κέρδος ανύψωσης, μη στρογγυλότητα, συντελεστής πτώσης κύλισης, αναλογία εμπρός και πίσω, ικανότητα κατά πολλαπλών διαδρομών, κ.λπ. επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τη σταθερότητα του κέντρου φάσης της κεραίας και στη συνέχεια επηρεάζουν την ακρίβεια τοποθέτησης.

1.2 Εφαρμογή και ταξινόμηση κεραίας υψηλής ακρίβειας

Η κεραία GNSS υψηλής ακρίβειας χρησιμοποιήθηκε αρχικά στον τομέα της τοπογραφίας και της χαρτογράφησης για την επίτευξη στατικής ακρίβειας θέσης σε επίπεδο χιλιοστού στη διαδικασία μηχανικής διαμόρφωσης lofting, τοπογραφικής χαρτογράφησης και διαφόρων ερευνών ελέγχου.Καθώς η τεχνολογία εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας γίνεται πιο ώριμη, η κεραία υψηλής ακρίβειας εφαρμόζεται σταδιακά σε ολοένα και περισσότερα πεδία, όπως σταθμό αναφοράς συνεχούς λειτουργίας, παρακολούθηση παραμορφώσεων, παρακολούθηση σεισμών, μέτρηση τοπογραφίας και χαρτογράφησης, μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (uavs), περιοχές ακριβείας η γεωργία, η αυτόματη οδήγηση, η εκπαίδευση οδήγησης δοκιμής οδήγησης, τα μηχανήματα μηχανικής και άλλες βιομηχανικές περιοχές, σε διαφορετικές εφαρμογές στην απαίτηση δείκτη της κεραίας έχει επίσης την προφανή διαφορά.

1.2.1 Σύστημα CORS, παρακολούθηση παραμορφώσεων, σεισμική παρακολούθηση – κεραία σταθμού αναφοράς

Κεραία υψηλής ακρίβειας που χρησιμοποίησε σταθμό αναφοράς συνεχούς λειτουργίας, μέσω μακροχρόνιας παρατήρησης για ακριβείς πληροφορίες τοποθεσίας και μέσω του συστήματος επικοινωνίας δεδομένων σε πραγματικό χρόνο μετάδοση δεδομένων παρατήρησης στο κέντρο ελέγχου, το σφάλμα της υπολογισμένης περιοχής του κέντρου ελέγχου μετά τις παραμέτρους διόρθωσης για τη βελτίωση της σύστημα εδάφους, και αστέρι στο σύστημα ενίσχυσης waas, κ.λπ., για αποστολή μηνυμάτων σφάλματος στο rover (πελάτη), Τέλος, ο χρήστης μπορεί να λάβει ακριβείς πληροφορίες συντεταγμένων [1].

Στην εφαρμογή της παρακολούθησης παραμόρφωσης, παρακολούθησης σεισμών και ούτω καθεξής, λόγω της ανάγκης να παρακολουθείται με ακρίβεια η ποσότητα της παραμόρφωσης, η ανίχνευση μικρών παραμορφώσεων, έτσι ώστε να προβλεφθεί η εμφάνιση φυσικών καταστροφών.

Ως εκ τούτου, στη σχεδίαση κεραίας υψηλής ακρίβειας για εφαρμογές όπως σταθμός αναφοράς συνεχούς λειτουργίας, παρακολούθηση παραμορφώσεων και σεισμική παρακολούθηση, η πρώτη σκέψη πρέπει να είναι η εξαιρετική σταθερότητα του κέντρου φάσης και η ικανότητα παρεμβολής κατά πολλαπλών διαδρομών, έτσι ώστε να παρέχεται ακριβής σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες θέσης για διάφορα βελτιωμένα συστήματα.Επιπλέον, για να παρέχει όσο το δυνατόν περισσότερες παραμέτρους διόρθωσης δορυφόρου, η κεραία πρέπει να λαμβάνει όσο το δυνατόν περισσότερους δορυφόρους, τέσσερα συστήματα πλήρους ζώνης συχνοτήτων έχουν γίνει τυπική διαμόρφωση.Σε αυτό το είδος εφαρμογής, η κεραία σταθμού αναφοράς (κεραία σταθμού αναφοράς) που καλύπτει ολόκληρη τη ζώνη τεσσάρων συστημάτων χρησιμοποιείται συνήθως ως κεραία παρατήρησης του συστήματος.

1.2.2 Τοπογράφος και χαρτογράφηση – Ενσωματωμένη τοπογραφική κεραία

Στον τομέα της τοπογραφίας και της χαρτογράφησης, είναι απαραίτητο να σχεδιαστεί μια ενσωματωμένη τοπογραφική κεραία που να ενσωματώνεται εύκολα.Η κεραία είναι συνήθως ενσωματωμένη στο επάνω μέρος του δέκτη RTK για την επίτευξη εντοπισμού θέσης σε πραγματικό χρόνο και υψηλής ακρίβειας στον τομέα της τοπογραφίας και της χαρτογράφησης.

Η ενσωματωμένη κάλυψη κεραίας μέτρησης είναι το κύριο θέμα στο σχεδιασμό της σταθερότητας συχνότητας, της κάλυψης δέσμης, του κέντρου φάσης, του μεγέθους της κεραίας κ.λπ., ειδικά με την εφαρμογή δικτύου RTK, ενσωματωμένο με 4 g, bluetooth, WiFi all netcom στην κεραία μέτρησης καταλαμβάνει σταδιακά το κύριο μερίδιο αγοράς, δεδομένου ότι κυκλοφόρησε το 2016 από την πλειοψηφία των κατασκευαστών δεκτών RTK, έχει εφαρμοστεί και προωθηθεί ευρέως.

1.2.3 Δοκιμές οδήγησης και εκπαίδευση οδήγησης, μη επανδρωμένη οδήγηση – εξωτερική κεραία μέτρησης

Το παραδοσιακό σύστημα δοκιμής οδήγησης έχει πολλά μειονεκτήματα, όπως μεγάλο κόστος εισόδου, υψηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης, μεγάλες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, χαμηλή ακρίβεια κ.λπ. Μετά την εφαρμογή κεραίας υψηλής ακρίβειας στο σύστημα δοκιμής οδήγησης, το σύστημα αλλάζει από τη χειροκίνητη αξιολόγηση στην έξυπνη αξιολόγηση και η ακρίβεια της αξιολόγησης είναι υψηλή, γεγονός που μειώνει σημαντικά το ανθρώπινο και υλικό κόστος της εξέτασης οδήγησης.

Τα τελευταία χρόνια, το σύστημα μη επανδρωμένης οδήγησης έχει αναπτυχθεί ραγδαία.Στη μη επανδρωμένη οδήγηση, υιοθετείται συνήθως η τεχνολογία εντοπισμού θέσης της RTK εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας και συνδυασμένου εντοπισμού θέσης αδρανειακής πλοήγησης, η οποία μπορεί να επιτύχει υψηλή ακρίβεια εντοπισμού θέσης στα περισσότερα περιβάλλοντα.

Στην εκπαίδευση οδήγησης στη δοκιμασία οδήγησης, όπως τα μη επανδρωμένα συστήματα, συχνά η κεραία μετριέται με την εξωτερική μορφή, η ανάγκη για συχνότητα εργασίας, η κεραία πολλαπλών συχνοτήτων με πολλαπλό σύστημα μπορεί να επιτύχει υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης, το σήμα πολλαπλών διαδρομών έχει ορισμένη αναστολή και καλό περιβάλλον προσαρμοστικότητα, μπορεί να είναι μακροχρόνια χρήση σε εξωτερικό περιβάλλον χωρίς αποτυχία.

1.2.4 UAV — Κεραία UAV υψηλής ακρίβειας

Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία uav έχει αναπτυχθεί ραγδαία.Το Uav έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη γεωργική φυτοπροστασία, την τοπογραφία και τη χαρτογράφηση, την περιπολία γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και άλλα σενάρια.Σε τέτοια σενάρια, μόνο εξοπλισμένα με κεραία υψηλής ακρίβειας μπορούν να διασφαλίσουν την ακρίβεια, την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια των διαφόρων λειτουργιών.Λόγω των χαρακτηριστικών της υψηλής ταχύτητας, του ελαφρού φορτίου και της σύντομης αντοχής του uav, ο σχεδιασμός της κεραίας υψηλής ακρίβειας uav εστιάζει κυρίως στο βάρος, το μέγεθος, την κατανάλωση ενέργειας και άλλους παράγοντες και πραγματοποιεί το σχεδιασμό ευρυζωνικότητας όσο το δυνατόν περισσότερο με την προϋπόθεση της εξασφάλισης βάρος και μέγεθος.

2, κατάσταση τεχνολογίας κεραίας GNSS στο εσωτερικό και στο εξωτερικό

2.1 Τρέχουσα κατάσταση ξένης τεχνολογίας κεραιών υψηλής ακρίβειας

Η ξένη έρευνα για κεραίες υψηλής ακρίβειας ξεκίνησε νωρίς και έχει αναπτυχθεί μια σειρά προϊόντων κεραίας υψηλής ακρίβειας με καλή απόδοση, όπως η κεραία τσοκ σειράς GNSS 750 της NoVatel, η κεραία σειράς Zepryr της Trimble, η κεραία Leica AR25 κ.λπ. που υπάρχουν πολλές φόρμες κεραίας με μεγάλη καινοτόμο σημασία.Ως εκ τούτου, στο παρελθόν για μεγάλο χρονικό διάστημα, η αγορά κεραιών υψηλής ακρίβειας της Κίνας βρίσκεται εκτός του μονοπωλίου των ξένων προϊόντων.Ωστόσο, τα τελευταία δέκα χρόνια, με την άνοδο μεγάλου αριθμού εγχώριων κατασκευαστών, οι ξένες επιδόσεις κεραίας υψηλής ακρίβειας GNSS δεν έχουν ουσιαστικά κανένα πλεονέκτημα, αλλά οι εγχώριοι κατασκευαστές υψηλής ακρίβειας άρχισαν να επεκτείνουν την αγορά σε ξένες χώρες.

Επιπλέον, ορισμένοι νέοι κατασκευαστές κεραιών GNSS έχουν επίσης αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια, όπως οι Maxtena, Tallysman κ.λπ., των οποίων τα προϊόντα είναι κυρίως μικρές κεραίες GNSS που χρησιμοποιούνται για συστήματα uav, οχημάτων και άλλων συστημάτων.Η μορφή της κεραίας είναι συνήθως μια κεραία μικροταινίας με υψηλή διηλεκτρική σταθερά ή σπειροειδή κεραία τεσσάρων βραχιόνων.Σε αυτό το είδος τεχνολογίας σχεδιασμού κεραιών, οι ξένοι κατασκευαστές δεν έχουν κανένα πλεονέκτημα, τα εγχώρια και ξένα προϊόντα εισέρχονται στην περίοδο του ομοιογενούς ανταγωνισμού.

2.2 Τρέχουσα κατάσταση της εγχώριας τεχνολογίας κεραιών υψηλής ακρίβειας

Την περασμένη δεκαετία, αρκετοί εγχώριοι κατασκευαστές κεραιών υψηλής ακρίβειας άρχισαν να αναπτύσσονταιvelop, όπως η Huaxin Antenna, η Zhonghaida, η Dingyao, η Jiali Electronics κ.λπ., η οποία ανέπτυξε μια σειρά προϊόντων κεραιών υψηλής ακρίβειας με ανεξάρτητα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας.

Για παράδειγμα, στον τομέα της κεραίας σταθμού αναφοράς και της ενσωματωμένης κεραίας μέτρησης, η κεραία choke 3D της HUaxin και η συνδυασμένη κεραία full-netcom όχι μόνο φτάνουν στο διεθνές κορυφαίο επίπεδο απόδοσης, αλλά πληρούν και τις απαιτήσεις διαφόρων περιβαλλοντικών εφαρμογών με υψηλή αξιοπιστία. μεγάλη διάρκεια ζωής και πολύ χαμηλό ποσοστό αστοχίας.

Στη βιομηχανία οχημάτων, uav και άλλων βιομηχανιών, η τεχνολογία σχεδιασμού της εξωτερικής κεραίας μέτρησης και της σπειροειδούς κεραίας τεσσάρων βραχιόνων είναι σχετικά ώριμη και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην εφαρμογή συστήματος δοκιμής οδήγησης, μη επανδρωμένης οδήγησης, uav και άλλων βιομηχανιών, και έχει επιτύχει καλά οικονομικά και κοινωνικά οφέλη.

3. Τρέχουσα κατάσταση και προοπτική της αγοράς κεραιών GNSS

Το 2018, η συνολική αξία παραγωγής του κλάδου δορυφορικής πλοήγησης και τοποθεσίας της Κίνας έφτασε τα 301,6 δισεκατομμύρια γιουάν, αυξημένη κατά 18,3% σε σύγκριση με το 2017 [2] και θα φτάσει τα 400 δισεκατομμύρια γιουάν το 2020.Το 2019, η συνολική αξία της παγκόσμιας αγοράς δορυφορικής πλοήγησης ήταν 150 δισεκατομμύρια ευρώ και ο αριθμός των χρηστών τερματικού GNSS έφτασε τα 6,4 δισεκατομμύρια.Ο κλάδος GNSS είναι ένας από τους λίγους κλάδους που έχει αντισταθμίσει την παγκόσμια οικονομική ύφεση.Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός GNSS προβλέπει ότι η παγκόσμια αγορά δορυφορικής πλοήγησης θα διπλασιαστεί σε περισσότερα από 300 δισεκατομμύρια ευρώ την επόμενη δεκαετία, με τον αριθμό των τερματικών GNSS να αυξάνεται στα 9,5 δισεκατομμύρια.

Η παγκόσμια αγορά δορυφορικής πλοήγησης, που εφαρμόζεται στην οδική κυκλοφορία, τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα σε τομείς όπως ο τερματικός εξοπλισμός είναι τα επόμενα 10 χρόνια το ταχύτερα αναπτυσσόμενο τμήμα της αγοράς: ευφυΐα, μη επανδρωμένο όχημα είναι η κύρια κατεύθυνση ανάπτυξης, η μελλοντική ικανότητα αυτοματοποιημένης οδήγησης οδικών οχημάτων του οχήματος πρέπει να είναι εξοπλισμένο με κεραία GNSS έχει υψηλή ακρίβεια, έτσι η τεράστια ζήτηση της αγοράς για κεραία GNSS αυτόματη οδήγηση.Με τη συνεχή ανάπτυξη του αγροτικού εκσυγχρονισμού της Κίνας, η χρήση uav εξοπλισμένων με κεραία εντοπισμού θέσης υψηλής ακρίβειας, όπως η φυτοπροστατευτική uav, θα συνεχίσει να αυξάνεται.

4. Τάση ανάπτυξης κεραίας υψηλής ακρίβειας GNSS

Μετά από χρόνια ανάπτυξης, διάφορες τεχνολογίες κεραίας υψηλής ακρίβειας GNSS είναι σχετικά ώριμες, αλλά υπάρχουν ακόμα πολλές κατευθύνσεις που πρέπει να παραβιαστούν:

1. Μικρογραφία: Η μικρογραφία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού είναι μια αιώνια τάση ανάπτυξης, ειδικά σε εφαρμογές όπως το uav και το φορητό, η ζήτηση για κεραία μικρού μεγέθους είναι πιο επείγουσα.Ωστόσο, η απόδοση της κεραίας θα μειωθεί μετά τη σμίκρυνση.Το πώς να μειώσετε το μέγεθος της κεραίας με παράλληλη διασφάλιση της ολοκληρωμένης απόδοσης είναι μια σημαντική ερευνητική κατεύθυνση της κεραίας υψηλής ακρίβειας.

2. Τεχνολογία Anti-multipath: Η τεχνολογία anti-multipath της κεραίας GNSS περιλαμβάνει κυρίως τεχνολογία πηνίου τσοκ [3], τεχνολογία τεχνητού ηλεκτρομαγνητικού υλικού [4][5], κ.λπ. Ωστόσο, όλα έχουν μειονεκτήματα όπως μεγάλο μέγεθος, στενή ζώνη πλάτος και υψηλό κόστος και δεν μπορεί να επιτύχει καθολικό σχεδιασμό.Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να μελετηθεί η τεχνολογία anti-multipath με τα χαρακτηριστικά της σμίκρυνσης και της ευρυζωνικότητας για την κάλυψη διαφόρων απαιτήσεων εφαρμογής.

3. Πολλαπλών λειτουργιών: Στις μέρες μας, εκτός από την κεραία GNSS, περισσότερες από μία κεραίες επικοινωνίας είναι ενσωματωμένες σε διάφορες συσκευές.Διαφορετικά συστήματα επικοινωνίας μπορεί να προκαλέσουν διάφορες παρεμβολές σήματος στην κεραία GNSS, επηρεάζοντας την κανονική δορυφορική λήψη.Ως εκ τούτου, ο ολοκληρωμένος σχεδιασμός της κεραίας GNSS και της κεραίας επικοινωνίας πραγματοποιείται μέσω ενσωμάτωσης πολλαπλών λειτουργιών και η επίδραση παρεμβολής μεταξύ των κεραιών λαμβάνεται υπόψη κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, η οποία μπορεί να βελτιώσει τον βαθμό ολοκλήρωσης, να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και να βελτιώσει την απόδοση του ολόκληρο το μηχάνημα.