Sa stalnim razvojem i poboljšanjem tehnologije satelitskog pozicioniranja, visokoprecizna tehnologija pozicioniranja primijenjena je na sve segmente života u modernom životu, kao što su geodezija i kartiranje, precizna poljoprivreda, bespilotna letjelica, bespilotna vožnja i druga polja, visokoprecizna tehnologija pozicioniranja može se vidjeti posvuda.Konkretno, s dovršetkom mreže nove generacije navigacijskog satelitskog sustava Beidou i dolaskom ere 5G, očekuje se da će kontinuirani razvoj Beidou +5G promicati primjenu visokoprecizne tehnologije pozicioniranja u područjima planiranja zračnih luka , inspekcija robota, nadzor vozila, upravljanje logistikom i druga polja.Realizacija tehnologije pozicioniranja visoke preciznosti neodvojiva je od podrške antene visoke preciznosti, algoritma visoke preciznosti i kartice visoke preciznosti.Ovaj rad uglavnom predstavlja razvoj i primjenu antene visoke preciznosti, status tehnologije i tako dalje.

1. Razvoj i primjena GNSS antene visoke preciznosti

1.1 Antena visoke preciznosti

U PODRUČJU GNSS-a, antena visoke preciznosti je vrsta antene koja ima posebne zahtjeve za stabilnost faznog centra antene.Obično se kombinira s visokopreciznom pločom kako bi se ostvarilo visokoprecizno pozicioniranje na centimetrskoj ili milimetarskoj razini.U dizajnu antene visoke preciznosti, obično postoje posebni zahtjevi za sljedeće pokazatelje: širina antenskog snopa, mali dobitak elevacije, nezaokruženost, koeficijent pada kotrljanja, prednji i stražnji omjer, sposobnost anti-multipath, itd. Ovi pokazatelji će izravno ili neizravno utječu na stabilnost faznog središta antene, a zatim utječu na točnost pozicioniranja.

1.2 Primjena i klasifikacija antena visoke preciznosti

Visokoprecizna GNSS antena isprva se koristila u području geodezije i kartiranja kako bi se postigla statička točnost pozicioniranja na milimetarskoj razini u procesu inženjeringa loftinga, topografskog kartiranja i raznih kontrolnih istraživanja.Uz tehnologiju visokopreciznog pozicioniranja koja postaje sve zrelija, antena visoke točnosti postupno se primjenjuje u sve više i više područja, uključujući kontinuirani rad referentne stanice, praćenje deformacija, praćenje potresa, mjerenje geodetske mjerenja i kartiranja, bespilotne letjelice (UAV), precizna područja poljoprivreda, automatska vožnja, vozački ispit, obuka vožnje, inženjerski strojevi i druga industrijska područja, u različitim primjenama na zahtjev indeksa antene također ima očitu razliku.

1.2.1 Sustav CORS, praćenje deformacija, seizmičko praćenje – antena referentne stanice

Antena visoke točnosti koristila je referentnu stanicu za kontinuirani rad, kroz dugotrajno promatranje za točne informacije o lokaciji, i putem podatkovnog komunikacijskog sustava u stvarnom vremenu prijenos podataka promatranja do kontrolnog centra, pogreške izračunatog područja kontrolnog centra nakon korekcijskih parametara za poboljšanje sustav tla, i zvijezda u sustavu poboljšanja waas itd., za slanje poruka o pogrešci roveru (klijentu), Na kraju, korisnik može dobiti točne informacije o koordinatama [1].

U primjeni praćenja deformacija, praćenja potresa i tako dalje, zbog potrebe za točnim praćenjem količine deformacije, otkrivanje malih deformacija, kako bi se predvidjela pojava prirodnih katastrofa.

Stoga, u dizajnu visokoprecizne antene za aplikacije kao što je referentna stanica za kontinuirani rad, praćenje deformacija i seizmičko praćenje, prvo razmatranje mora biti njezina izvrsna stabilnost faznog središta i sposobnost anti-multipath interferencije, kako bi se osigurala točnost u stvarnom vremenu informacije o položaju za razne poboljšane sustave.Osim toga, kako bi se osigurala što je moguće više parametara satelitske korekcije, antena mora primiti što je moguće više satelita, puna frekvencijska područja četiri sustava postala su standardna konfiguracija.U ovoj vrsti primjene, antena referentne stanice (antena referentne stanice) koja pokriva cijeli pojas od četiri sustava obično se koristi kao promatračka antena sustava.

1.2.2 Mjerenje i kartiranje – Ugrađena geodetska antena

U području izmjere i kartiranja potrebno je dizajnirati ugrađenu geodetsku antenu koja se lako integrira.Antena je obično ugrađena na vrhu RTK prijemnika kako bi se postiglo visoko precizno pozicioniranje u stvarnom vremenu u području geodezije i kartiranja.

Pokrivenost ugrađene mjerne antene u glavnom razmatranju u dizajnu stabilnosti frekvencije, pokrivenosti snopa, faznog središta, veličine antene itd., posebno s primjenom mrežnog RTK, integriranog s 4 g, bluetoothom, WiFi-om za sve ugrađene mreže u mjernoj anteni postupno zauzimaju glavni tržišni udio, otkako ju je 2016. lansirala većina proizvođača RTK prijamnika, Široko se primjenjuje i promovira.

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

Tradicionalni sustav vozačkog ispita ima mnoge nedostatke, kao što su veliki ulazni troškovi, visoki troškovi rada i održavanja, veliki utjecaj na okoliš, niska točnost, itd. Nakon primjene visokoprecizne antene u sustavu vozačkog ispita, sustav se mijenja s ručne procjene do inteligentne procjene, a točnost procjene je visoka, što uvelike smanjuje ljudske i materijalne troškove vozačkog ispita.

Posljednjih godina sustav bespilotne vožnje brzo se razvio.U vožnji bez posade obično se usvaja tehnologija pozicioniranja visoke preciznosti RTK i kombiniranog pozicioniranja inercijalne navigacije, čime se može postići visoka točnost pozicioniranja u većini okruženja.

U obuci vožnje vozačkog ispita, kao što su bespilotni sustavi, antene se često mjere vanjskim oblikom, potreba za radnom frekvencijom, višefrekventna antena s višestrukim sustavom može postići visoku točnost pozicioniranja, višestazni signal ima određenu inhibiciju i dobar okoliš prilagodljivost, može se dugotrajno koristiti u vanjskom okruženju bez greške.

1.2.4 UAV — UAV antena visoke preciznosti

Posljednjih godina industrija bespilotnih letjelica brzo se razvila.Uav se naširoko koristi u zaštiti poljoprivrednih biljaka, geodetskoj izmjeri i kartiranju, ophodnji dalekovoda i drugim scenarijima.U takvim scenarijima, samo oprema opremljena visokopreciznom antenom može osigurati točnost, učinkovitost i sigurnost raznih operacija.Zbog značajki velike brzine, malog opterećenja i kratkog vijeka trajanja bespilotne letelice, dizajn bespilotne letelice visoke precizne antene uglavnom se fokusira na težinu, veličinu, potrošnju energije i druge čimbenike, te realizira širokopojasni dizajn što je više moguće na premisi osiguravanja težinu i veličinu.

2, status tehnologije GNSS antene u zemlji i inozemstvu

2.1 Trenutačno stanje inozemne visokoprecizne antenske tehnologije

Strano istraživanje visokopreciznih antena počelo je rano i razvijen je niz visokopreciznih antenskih proizvoda s dobrim performansama, kao što su GNSS 750 serija čok antena NoVatela, Zepryr serija antena Trimblea, Leica AR25 antena, itd. postoje mnogi oblici antena s velikim inovativnim značenjem.Stoga je u prošlosti dugo vremena kinesko tržište antena visoke preciznosti bilo izvan monopola stranih proizvoda.Međutim, u posljednjih deset godina, s porastom velikog broja domaćih proizvođača, performanse stranih GNSS antena visoke preciznosti u osnovi nemaju nikakvu prednost, ali domaći proizvođači visoke preciznosti počeli su širiti tržište u strane zemlje.

Osim toga, posljednjih su se godina razvili i neki novi proizvođači GNSS antena, kao što su Maxtena, Tallysman itd., čiji su proizvodi uglavnom male GNSS antene koje se koriste za bespilotne letjelice, vozila i druge sustave.Oblik antene je obično mikrotrakasta antena s visokom dielektričnom konstantom ili četverokraka spiralna antena.U ovakvoj tehnologiji projektiranja antena strani proizvođači nemaju prednost, domaći i strani proizvodi ulaze u razdoblje homogene konkurencije.

2.2 Trenutno stanje domaće antenske tehnologije visoke preciznosti

U prošlom desetljeću, brojni domaći proizvođači visokopreciznih antena počeli su rasti i develop, kao što su Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics itd., koji su razvili niz visokopreciznih antenskih proizvoda s neovisnim pravima intelektualnog vlasništva.

Na primjer, u području antene referentne stanice i ugrađene mjerne antene, HUaxin 3D choke antena i full-netcom kombinirana antena ne samo da postižu međunarodnu vodeću razinu performansi, već također ispunjavaju zahtjeve raznih ekoloških aplikacija s visokom pouzdanošću, dug radni vijek i vrlo niska stopa kvarova.

U industriji vozila, bespilotnih letjelica i drugim industrijama, tehnologija dizajna vanjske mjerne antene i četverokrake spiralne antene relativno je zrela i naširoko se koristi u primjeni sustava vozačkih ispita, bespilotnoj vožnji, bespilotnim letjelicama i drugim industrijama, te je postigao dobre ekonomske i društvene koristi.

3. Trenutno stanje i izgledi tržišta GNSS antena

U 2018. ukupna izlazna vrijednost kineske industrije satelitske navigacije i usluga lokacije dosegla je 301,6 milijardi juana, što je povećanje od 18,3% u usporedbi s 2017. [2], te će 2020. dosegnuti 400 milijardi juana;U 2019. ukupna vrijednost globalnog tržišta satelitske navigacije iznosila je 150 milijardi eura, a broj korisnika GNSS terminala dosegnuo je 6,4 milijarde.GNSS industrija jedna je od rijetkih industrija koje su se suprotstavile globalnoj ekonomskoj krizi.Europska agencija za GNSS predviđa da će se globalno tržište satelitske navigacije udvostručiti na više od 300 milijardi eura u sljedećem desetljeću, s povećanjem broja GNSS terminala na 9,5 milijardi.

Globalno tržište satelitske navigacije, primijenjeno na cestovni promet, bespilotne letjelice u područjima kao što je terminalna oprema je u sljedećih 10 godina najbrže rastući segment tržišta: inteligencija, bespilotna vozila glavni su smjer razvoja, sposobnost automatizirane vožnje cestovnih vozila budućnosti vozila mora biti opremljena GNSS antenom visoke preciznosti, tako da velika potražnja na tržištu za automatskom vožnjom GNSS antene.Uz kontinuirani razvoj kineske poljoprivredne modernizacije, upotreba bespilotnih letjelica opremljenih antenom za visoko precizno pozicioniranje, 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 antene visoke preciznosti su relativno zrele, ali još uvijek postoje mnogi smjerovi koje treba razbiti:

1. Minijaturizacija: Minijaturizacija elektroničke opreme je vječni razvojni trend, posebno u aplikacijama kao što su bespilotne letjelice i ručni uređaji, potražnja za antenom male veličine je hitnija.Međutim, performanse antene bit će smanjene nakon minijaturizacije.Kako smanjiti veličinu antene uz osiguranje sveobuhvatne izvedbe važan je smjer istraživanja antene visoke preciznosti.

2. Anti-multipath tehnologija: Anti-multipath tehnologija GNSS antene uglavnom uključuje tehnologiju prigušne zavojnice [3], tehnologiju umjetnog elektromagnetskog materijala [4][5], itd. Međutim, sve one imaju nedostatke kao što su velika veličina, uzak pojas širine i visoke cijene te ne može postići univerzalni dizajn.Stoga je potrebno proučiti anti-multipath tehnologiju sa karakteristikama minijaturizacije i širokopojasne veze kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi primjene.

3. Višenamjenski: Danas je, uz GNSS antenu, više od jedne komunikacijske antene integrirano u različite uređaje.Različiti komunikacijski sustavi mogu uzrokovati različite smetnje signala GNSS antene, utječući na normalan satelitski prijem.Stoga se integrirani dizajn GNSS antene i komunikacijske antene ostvaruje kroz višenamjensku integraciju, a učinak interferencije između antena uzet je u obzir tijekom dizajna, što može poboljšati stupanj integracije, poboljšati karakteristike elektromagnetske kompatibilnosti i poboljšati performanse cijeli stroj.