Dengan pengembangan dan peningkatan berkelanjutan dari teknologi penentuan posisi satelit, teknologi penentuan posisi presisi tinggi telah diterapkan pada semua lapisan masyarakat dalam kehidupan modern, seperti survei dan pemetaan, pertanian presisi, uav, mengemudi tanpa awak dan bidang lainnya, teknologi penentuan posisi presisi tinggi dapat dilihat di mana-mana.Secara khusus, dengan selesainya jaringan sistem satelit navigasi Beidou generasi baru dan munculnya era 5G, pengembangan berkelanjutan Beidou +5G diharapkan dapat mendorong penerapan teknologi penentuan posisi presisi tinggi di bidang penjadwalan bandara. , inspeksi robot, pemantauan kendaraan, manajemen logistik dan bidang lainnya.Perwujudan teknologi penentuan posisi presisi tinggi tidak terlepas dari dukungan antena presisi tinggi, algoritma presisi tinggi, dan kartu papan presisi tinggi.Makalah ini terutama memperkenalkan pengembangan dan penerapan antena presisi tinggi, status teknologi, dan sebagainya.

1. Pengembangan dan penerapan antena presisi tinggi GNSS

1.1 Antena presisi tinggi

Di BIDANG GNSS, antena presisi tinggi adalah jenis antena yang memiliki persyaratan khusus untuk stabilitas pusat fase antena.Biasanya dikombinasikan dengan papan presisi tinggi untuk mewujudkan posisi presisi tinggi pada level sentimeter atau milimeter.Dalam desain antena presisi tinggi, biasanya terdapat persyaratan khusus untuk indikator berikut: lebar pancaran antena, penguatan elevasi rendah, ketidakbulatan, koefisien roll drop, rasio depan dan belakang, kemampuan anti-multipath, dll. Indikator-indikator ini akan secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi stabilitas pusat fase antena, dan kemudian mempengaruhi akurasi posisi.

1.2 Penerapan dan klasifikasi antena presisi tinggi

Antena GNSS presisi tinggi pada awalnya digunakan di bidang survei dan pemetaan untuk mencapai akurasi posisi tingkat milimeter statis dalam proses teknik lofting, pemetaan topografi, dan berbagai survei kontrol.Dengan semakin matangnya teknologi penentuan posisi presisi tinggi, antena akurasi tinggi secara bertahap diterapkan di lebih banyak bidang, termasuk stasiun referensi operasi berkelanjutan, pemantauan deformasi, pemantauan gempa, pengukuran survei dan pemetaan, kendaraan udara tak berawak (uavs), area presisi pertanian, mengemudi otomatis, pelatihan mengemudi tes mengemudi, mesin teknik dan bidang industri lainnya, dalam aplikasi yang berbeda dengan kebutuhan indeks antena juga memiliki perbedaan yang jelas.

1.2.1 Sistem CORS, pemantauan deformasi, pemantauan seismik – antena stasiun referensi

Antena akurasi tinggi menggunakan stasiun referensi operasi berkelanjutan, melalui pengamatan jangka panjang untuk informasi lokasi yang akurat, dan melalui sistem komunikasi data dalam transmisi data pengamatan waktu nyata ke pusat kendali, kesalahan area pusat kendali yang dihitung setelah parameter koreksi untuk meningkatkan sistem tanah, dan bintang di sistem peningkatan waas, dll., untuk mengirim pesan kesalahan ke penjelajah (klien), Akhirnya, pengguna bisa mendapatkan informasi koordinat yang akurat [1].

Dalam penerapan pemantauan deformasi, pemantauan gempa bumi dan lain sebagainya, karena adanya kebutuhan untuk memantau besarnya deformasi secara akurat, pendeteksian deformasi kecil, sehingga dapat memprediksi terjadinya bencana alam.

Oleh karena itu, dalam desain antena presisi tinggi untuk aplikasi seperti stasiun referensi operasi berkelanjutan, pemantauan deformasi dan pemantauan seismik, pertimbangan pertama haruslah stabilitas pusat fase yang sangat baik dan kemampuan interferensi anti-multipath, sehingga dapat memberikan akurasi real-time. informasi posisi untuk berbagai sistem yang ditingkatkan.Selain itu, untuk menyediakan parameter koreksi satelit sebanyak mungkin, antena harus menerima satelit sebanyak mungkin, empat pita frekuensi penuh sistem telah menjadi konfigurasi standar.Dalam aplikasi semacam ini, antena stasiun referensi (antena stasiun referensi) yang mencakup seluruh pita dari empat sistem biasanya digunakan sebagai antena observasi sistem.

1.2.2 Survei dan pemetaan – Antena survei internal

Dalam bidang survei dan pemetaan perlu dirancang antena survei built-in yang mudah diintegrasikan.Antena biasanya dipasang di bagian atas penerima RTK untuk mencapai posisi real-time dan presisi tinggi di bidang survei dan pemetaan.

Pengukuran cakupan antena bawaan menjadi pertimbangan utama dalam desain stabilitas frekuensi, cakupan pancaran, pusat fase, ukuran antena, dll., terutama dengan penerapan jaringan RTK, terintegrasi dengan 4 g, bluetooth, WiFi, semua netcom bawaan dalam mengukur antena secara bertahap menempati pangsa pasar utama, sejak diluncurkan pada tahun 2016 oleh sebagian besar produsen penerima RTK, telah diterapkan dan dipromosikan secara luas.

1.2.3 Tes mengemudi dan pelatihan mengemudi, mengemudi tanpa awak – antena pengukur eksternal

Sistem pengujian mengemudi tradisional memiliki banyak kelemahan, seperti biaya input yang besar, biaya pengoperasian dan pemeliharaan yang tinggi, dampak lingkungan yang besar, akurasi yang rendah, dll. Setelah penerapan antena presisi tinggi dalam sistem pengujian mengemudi, sistem berubah dari evaluasi manual untuk evaluasi cerdas, dan akurasi evaluasi tinggi, yang sangat mengurangi biaya manusia dan material dalam tes mengemudi.

Dalam beberapa tahun terakhir, sistem penggerak tanpa awak telah berkembang pesat.Dalam mengemudi tanpa awak, teknologi penentuan posisi RTK presisi tinggi dan navigasi inersia gabungan posisi biasanya diadopsi, yang dapat mencapai akurasi posisi tinggi di sebagian besar lingkungan.

Dalam pelatihan mengemudi tes mengemudi, seperti sistem tak berawak, seringkali antena diukur dengan bentuk eksternal, kebutuhan frekuensi kerja, antena multi-frekuensi dengan banyak sistem dapat mencapai akurasi posisi yang tinggi, sinyal multipath memiliki penghambatan tertentu, dan lingkungan yang baik kemampuan beradaptasi, dapat digunakan jangka panjang di lingkungan luar ruangan tanpa kegagalan.

1.2.4 UAV — Antena uav presisi tinggi

Dalam beberapa tahun terakhir, industri uav berkembang pesat.Uav telah banyak digunakan dalam perlindungan tanaman pertanian, survei dan pemetaan, patroli saluran listrik dan skenario lainnya.Dalam skenario seperti itu, hanya dilengkapi dengan antena presisi tinggi yang dapat menjamin keakuratan, efisiensi, dan keamanan berbagai operasi.Karena karakteristik uav berkecepatan tinggi, beban ringan, dan daya tahan pendek, desain antena presisi tinggi uav terutama berfokus pada berat, ukuran, konsumsi daya, dan faktor lainnya, dan mewujudkan desain broadband sejauh mungkin dengan alasan untuk memastikan berat dan ukuran.

2, status teknologi antena GNSS di dalam dan luar negeri

2.1 Status teknologi antena presisi tinggi asing saat ini

Penelitian asing tentang antena presisi tinggi dimulai sejak dini, dan serangkaian produk antena presisi tinggi dengan kinerja yang baik telah dikembangkan, seperti antena tersedak seri GNSS 750 dari NoVatel, antena seri Zepryr dari Trimble, antena Leica AR25, dll., di antaranya dimana terdapat banyak bentuk antena dengan signifikansi inovatif yang tinggi.Oleh karena itu, di masa lalu dalam jangka waktu yang lama, pasar antena presisi tinggi Tiongkok telah lepas dari monopoli produk luar negeri.Namun, dalam sepuluh tahun terakhir, dengan munculnya sejumlah besar produsen dalam negeri, kinerja antena presisi tinggi GNSS asing pada dasarnya tidak memiliki keunggulan, namun produsen presisi tinggi dalam negeri mulai memperluas pasar ke luar negeri.

Selain itu, beberapa produsen antena GNSS baru juga telah berkembang dalam beberapa tahun terakhir, seperti Maxtena, Tallysman, dll., Yang produknya terutama berupa antena GNSS kecil yang digunakan untuk uav, kendaraan, dan sistem lainnya.Bentuk antena biasanya berupa antena mikrostrip dengan konstanta dielektrik tinggi atau antena spiral empat lengan.Dalam teknologi desain antena seperti ini, pabrikan luar negeri tidak memiliki keunggulan, produk dalam dan luar negeri memasuki masa persaingan yang homogen.

2.2 Situasi terkini teknologi antena presisi tinggi dalam negeri

Dalam dekade terakhir, sejumlah produsen antena presisi tinggi dalam negeri mulai berkembang dan berkembangvelop, seperti Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, dll., yang mengembangkan serangkaian produk antena presisi tinggi dengan hak kekayaan intelektual independen.

Misalnya, di bidang antena stasiun referensi dan antena pengukuran internal, antena tersedak 3D HUaxin dan antena gabungan jaringan penuh tidak hanya mencapai tingkat kinerja terdepan internasional, namun juga memenuhi persyaratan berbagai aplikasi lingkungan dengan keandalan tinggi. umur panjang dan tingkat kegagalan yang sangat rendah.

Dalam industri kendaraan, uav dan industri lainnya, teknologi desain antena pengukur eksternal dan antena spiral empat lengan telah relatif matang, dan telah banyak digunakan dalam penerapan sistem uji mengemudi, mengemudi tanpa awak, uav dan industri lainnya, dan telah mencapai manfaat ekonomi dan sosial yang baik.

3. Situasi terkini dan prospek pasar antena GNSS

Pada tahun 2018, total nilai output industri navigasi satelit dan layanan lokasi Tiongkok mencapai 301,6 miliar YUAN, naik 18,3% dibandingkan tahun 2017 [2], dan akan mencapai 400 miliar yuan pada tahun 2020;Pada tahun 2019, total nilai pasar navigasi satelit global adalah 150 miliar euro, dan jumlah pengguna terminal GNSS mencapai 6,4 miliar.Industri GNSS adalah salah satu dari sedikit industri yang berhasil melawan kemerosotan ekonomi global.Badan GNSS Eropa memperkirakan bahwa pasar navigasi satelit global akan berlipat ganda menjadi lebih dari 300 miliar euro pada dekade berikutnya, dengan jumlah terminal GNSS meningkat menjadi 9,5 miliar.

Pasar navigasi satelit global, diterapkan pada lalu lintas jalan raya, kendaraan udara tak berawak di berbagai bidang seperti peralatan terminal dalam 10 tahun ke depan merupakan segmen pasar dengan pertumbuhan tercepat: kecerdasan, kendaraan tak berawak adalah arah pengembangan utama, kendaraan jalan raya masa depan kemampuan mengemudi otomatis kendaraan harus dilengkapi dengan antena GNSS yang memiliki presisi tinggi, sehingga besarnya permintaan pasar terhadap antena GNSS berkendara otomatis.Dengan terus berkembangnya modernisasi pertanian Tiongkok, penggunaan uav yang dilengkapi antena pemosisian presisi tinggi, seperti uav pelindung tanaman, akan terus meningkat.

4. Tren pengembangan antena presisi tinggi GNSS

Setelah bertahun-tahun dikembangkan, berbagai teknologi antena presisi tinggi GNSS telah relatif matang, namun masih banyak arah yang harus dilanggar:

1. Miniaturisasi: Miniaturisasi peralatan elektronik merupakan tren perkembangan yang abadi, terutama pada aplikasi seperti uav dan handheld, permintaan antena berukuran kecil semakin mendesak.Namun kinerja antena akan berkurang setelah dilakukan miniaturisasi.Cara mengurangi ukuran antena sambil memastikan kinerja komprehensif merupakan arah penelitian penting dari antena presisi tinggi.

2. Teknologi anti-multipath: Teknologi anti-multipath antena GNSS terutama mencakup teknologi choke coil [3], teknologi material elektromagnetik buatan [4] [5], dll. Namun, semuanya memiliki kelemahan seperti ukuran besar, pita sempit lebar dan biaya tinggi, dan tidak dapat mencapai desain universal.Oleh karena itu, perlu dilakukan kajian teknologi anti multipath dengan karakteristik miniaturisasi dan broadband untuk memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi.

3. Multi-fungsi: Saat ini, selain antena GNSS, lebih dari satu antena komunikasi terintegrasi di berbagai perangkat.Sistem komunikasi yang berbeda dapat menyebabkan berbagai gangguan sinyal pada antena GNSS, sehingga mempengaruhi penerimaan satelit normal.Oleh karena itu, desain terintegrasi antena GNSS dan antena komunikasi diwujudkan melalui integrasi multi-fungsi, dan efek interferensi antar antena diperhitungkan selama desain, yang dapat meningkatkan derajat integrasi, meningkatkan karakteristik kompatibilitas elektromagnetik, dan meningkatkan kinerja. seluruh mesin.