З бесперапынным развіццём і ўдасканаленнем тэхналогій спадарожнікавага пазіцыянавання тэхналогія высокадакладнага пазіцыянавання прымяняецца ва ўсіх сферах сучаснага жыцця, такіх як геадэзія і картаграфаванне, дакладнае земляробства, беспілотнае кіраванне і іншыя сферы, тэхналогія высокадакладнага пазіцыянавання можна ўбачыць усюды.У прыватнасці, з завяршэннем сеткі новага пакалення навігацыйнай спадарожнікавай сістэмы Beidou і надыходам эры 5G чакаецца, што бесперапыннае развіццё Beidou +5G будзе садзейнічаць прымяненню высокадакладных тэхналогій пазіцыянавання ў галіне планавання аэрапортаў. , інспекцыя робатаў, маніторынг транспартных сродкаў, кіраванне лагістыкай і іншыя сферы.Рэалізацыя тэхналогіі высокадакладнага пазіцыянавання неаддзельная ад падтрымкі высокадакладнай антэны, высокадакладнага алгарытму і высокадакладнай платнай карты.Гэты дакумент у асноўным уводзіць распрацоўку і прымяненне высокадакладнай антэны, стан тэхналогіі і гэтак далей.

1. Распрацоўка і прымяненне высокадакладнай антэны GNSS

1.1 Высокадакладная антэна

У ГАЛУЗЕ GNSS высокадакладная антэна - гэта антэна, якая мае асаблівыя патрабаванні да стабільнасці фазавага цэнтра антэны.Звычайна ён спалучаецца з высокадакладнай дошкай для рэалізацыі высокадакладнага пазіцыянавання на сантыметровым або міліметровым узроўні.У канструкцыі высокадакладнай антэны звычайна існуюць асаблівыя патрабаванні да наступных паказчыкаў: шырыня прамяня антэны, малы каэфіцыент узвышэння, некругласць, каэфіцыент падзення нахілу, пярэдняе і задняе стаўленне, здольнасць супраць шматшляхоўнасці і г. д. Гэтыя паказчыкі будуць прама ці ўскосна ўплываюць на стабільнасць фазавага цэнтра антэны, а затым уплываюць на дакладнасць пазіцыянавання.

1.2 Прымяненне і класіфікацыя высокадакладных антэн

Высокадакладная антэна GNSS першапачаткова выкарыстоўвалася ў галіне геадэзіі і картаграфіі для дасягнення статычнай дакладнасці пазіцыянавання на міліметровым узроўні ў працэсе інжынернага лофтінга, тапаграфічнага картаграфавання і розных кантрольных здымак.Паколькі тэхналогія высокадакладнага пазіцыянавання становіцца ўсё больш сталай, высокадакладная антэна паступова прымяняецца ва ўсё большай колькасці абласцей, уключаючы апорныя станцыі бесперапыннай працы, маніторынг дэфармацый, маніторынг землятрусаў, вымярэнні геадэзіі і картаграфавання, беспілотныя лятальныя апараты (БПЛА), зоны дакладнасці сельская гаспадарка, аўтаматычнае кіраванне аўтамабілем, вадзіцельскі экзамен, навучанне ваджэнню, машынабудаванне і іншыя прамысловыя сферы, у розных прылажэннях патрабаванні індэкса антэны таксама маюць відавочную розніцу.

1.2.1 Сістэма CORS, маніторынг дэфармацый, сейсмічны маніторынг – антэна апорнай станцыі

Высокая дакладнасць антэны выкарыстоўваецца ў бесперапыннай працы апорнай станцыі, праз доўгатэрміновае назіранне для атрымання дакладнай інфармацыі аб месцазнаходжанні, і праз сістэму перадачы даных у рэжыме рэальнага часу перадачы дадзеных назірання ў цэнтр кіравання, памылку разліковай вобласці цэнтра кіравання пасля параметраў карэкцыі для павышэння сістэма глебы і зоркі ў сістэме паляпшэння waas і г.д., для адпраўкі паведамленняў пра памылкі марсаходу (кліенту). Нарэшце, карыстальнік можа атрымаць дакладную інфармацыю аб каардынатах [1].

Пры ўжыванні маніторынгу дэфармацыі, маніторынгу землятрусаў і гэтак далей, з-за неабходнасці дакладнага кантролю колькасці дэфармацыі, выяўлення невялікіх дэфармацый, з тым каб прагназаваць узнікненне стыхійных бедстваў.

Такім чынам, пры распрацоўцы высокадакладнай антэны для такіх прыкладанняў, як апорная станцыя з бесперапыннай працай, маніторынг дэфармацыі і сейсмічны маніторынг, у першую чаргу неабходна ўлічваць выдатную стабільнасць фазавага цэнтра і здольнасць супрацьстаяць шматшляхетным перашкодам, каб забяспечыць дакладнасць у рэжыме рэальнага часу інфармацыя аб становішчы для розных пашыраных сістэм.Акрамя таго, каб забяспечыць як мага больш параметраў карэкцыі спадарожнікаў, антэна павінна прымаць як мага больш спадарожнікаў, чатыры сістэмныя поўныя дыяпазоны частот сталі стандартнай канфігурацыяй.У такім выглядзе прымянення ў якасці назіральнай антэны сістэмы звычайна выкарыстоўваецца антэна апорнай станцыі (антэна апорнай станцыі), якая ахоплівае ўвесь дыяпазон чатырох сістэм.

1.2.2 Геадэзія і картаграфаванне – убудаваная геадэзічная антэна

У галіне геадэзіі і картаграфіі неабходна распрацаваць убудаваную геадэзічную антэну, якую лёгка інтэграваць.Антэна звычайна ўбудоўваецца ў верхнюю частку прымача RTK для дасягнення высокадакладнага пазіцыянавання ў рэжыме рэальнага часу ў галіне геадэзіі і картаграфавання.

Убудаваная вымяральная антэна ахопу ў асноўным разглядаецца пры распрацоўцы стабільнасці частоты, ахопу прамяня, фазавага цэнтра, памеру антэны і г.д., асабліва з прымяненнем сеткі RTK, інтэграванай з 4g, Bluetooth, WiFi ва ўсіх убудаваных сетках. у вымяральнай антэны паступова займаюць асноўную долю рынку, так як яна была запушчана ў 2016 годзе большасцю вытворцаў RTK прымачоў, яна шырока ўжываецца і прасоўваецца.

1.2.3 Тэхнічны экзамен і навучанне ваджэнню, беспілотнае кіраванне – знешняя вымяральная антэна

Традыцыйная сістэма вадзіцельскіх іспытаў мае шмат недахопаў, такіх як вялікія ўваходныя выдаткі, высокія выдаткі на эксплуатацыю і тэхнічнае абслугоўванне, вялікі ўплыў на навакольнае асяроддзе, нізкая дакладнасць і г. д. Пасля прымянення высокадакладнай антэны ў сістэме вадзіцельскіх іспытаў сістэма пераходзіць з ручной ацэнкі да інтэлектуальнай ацэнкі, і дакладнасць ацэнкі высокая, што значна зніжае чалавечыя і матэрыяльныя выдаткі на экзамен па ваджэнню.

У апошнія гады сістэма беспілотнага кіравання хутка развіваецца.Пры беспілотным кіраванні звычайна выкарыстоўваецца тэхналогія пазіцыянавання высокадакладнага пазіцыянавання RTK і камбінаванага пазіцыянавання з інерцыяльнай навігацыяй, якая дазваляе дасягнуць высокай дакладнасці пазіцыянавання ў большасці асяроддзяў.

У навучанні ваджэнню вадзіцельскім іспытам, такім як беспілотныя сістэмы, часта антэна вымяраецца знешняй формай, неабходнасць працы частаты, шматчастотная антэна з некалькімі сістэмамі можа дасягнуць высокай дакладнасці пазіцыянавання, сігнал шматшляхоўнасці мае пэўнае тармажэнне, і добрыя экалагічныя адаптыўнасць, можа быць доўгатэрміновае выкарыстанне ў адкрытым асяроддзі без збояў.

1.2.4 БПЛА — высокадакладная антэна БЛА

У апошнія гады індустрыя беспілотнікаў хутка развіваецца.БПЛА шырока выкарыстоўваўся для абароны сельскагаспадарчых раслін, геадэзіі і картаграфавання, патрулявання ліній электраперадачы і іншых сцэнарыяў.У такіх сцэнарах толькі абсталяванае высокадакладнай антэнай можа забяспечыць дакладнасць, эфектыўнасць і бяспеку розных аперацый.З-за характарыстык высокай хуткасці, малой нагрузкі і кароткага тэрміну службы БПЛА, канструкцыя высокадакладнай антэны БПЛА ў асноўным арыентавана на вагу, памер, энергаспажыванне і іншыя фактары, і рэалізуе шырокапалосную канструкцыю, наколькі гэта магчыма, зыходзячы з перадумовы забеспячэння вага і памер.

2, статус антэны GNSS дома і за мяжой

2.1 Сучасны стан замежнай высокадакладнай антэннай тэхнікі

Замежныя даследаванні высокадакладнай антэны пачаліся рана, і была распрацавана серыя высокадакладных антэн з добрымі характарыстыкамі, напрыклад дросельная антэна серыі GNSS 750 кампаніі NoVatel, антэна серыі Zepryr кампаніі Trimble, антэна Leica AR25 і інш. якія ёсць шмат формаў антэн з вялікім інавацыйным значэннем.Такім чынам, у мінулым на працягу доўгага перыяду часу, кітайскі рынак высокадакладных антэн выйшаў з манаполіі замежнай прадукцыі.Аднак за апошнія дзесяць гадоў, з ростам вялікай колькасці айчынных вытворцаў, прадукцыйнасць замежнай высокадакладнай антэны GNSS у асноўным не мае пераваг, але айчынныя вытворцы высокай дакладнасці пачалі пашыраць рынак на замежныя краіны.

Акрамя таго, у апошнія гады таксама з'явіліся новыя вытворцы GNSS-антэн, такія як Maxtena, Tallysman і г.д., прадукцыя якіх у асноўным уяўляе сабой невялікія GNSS-антэны, якія выкарыстоўваюцца для беспілотнікаў, транспартных сродкаў і іншых сістэм.Форма антэны - гэта звычайна мікрапалоскавая антэна з высокай дыэлектрычнай пранікальнасцю або спіральная антэна з чатырма плячамі.У гэтай тэхналогіі праектавання антэн замежныя вытворцы не маюць пераваг, айчынныя і замежныя прадукты ўступаюць у перыяд аднастайнай канкурэнцыі.

2.2 Сучаснае становішча айчыннай высокадакладнай антэннай тэхнікі

У апошняе дзесяцігоддзе шэраг айчынных вытворцаў высокадакладных антэн пачаў расці і дэvelop, такія як Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics і г.д., якія распрацавалі серыю высокадакладных антэн з незалежнымі правамі на інтэлектуальную ўласнасць.

Напрыклад, у галіне антэн апорнай станцыі і ўбудаванай вымяральнай антэны 3D-дросельная антэна HUaxin і камбінаваная антэна full-netcom не толькі дасягаюць найвышэйшага міжнароднага ўзроўню прадукцыйнасці, але і адпавядаюць патрабаванням розных экалагічных прыкладанняў з высокай надзейнасцю, доўгі тэрмін службы і вельмі нізкі ўзровень адмоваў.

У аўтамабільнай, беспілотнай і іншых галінах прамысловасці тэхналогія распрацоўкі знешняй вымяральнай антэны і спіральнай антэны з чатырма плячамі была адносна развітай і шырока выкарыстоўвалася ў сістэме вадзіцельскіх выпрабаванняў, беспілотным ваджэнні, беспілотным ваджэнні і іншых галінах прамысловасці, і дасягнуў добрых эканамічных і сацыяльных выгод.

3. Бягучая сітуацыя і перспектывы рынку GNSS антэн

У 2018 годзе агульны аб'ём прадукцыі кітайскай індустрыі паслуг спадарожнікавай навігацыі і вызначэння месцазнаходжання дасягнуў 301,6 мільярда юаняў, павялічыўшыся на 18,3% у параўнанні з 2017 годам [2], і ў 2020 годзе дасягне 400 мільярдаў юаняў;У 2019 годзе агульны кошт сусветнага рынку спадарожнікавай навігацыі склаў 150 мільярдаў еўра, а колькасць карыстальнікаў тэрміналаў GNSS дасягнула 6,4 мільярда.Індустрыя GNSS - адна з нямногіх галін, якая вытрымала сусветны эканамічны спад.Еўрапейскае агенцтва GNSS прагназуе, што сусветны рынак спадарожнікавай навігацыі падвоіцца і складзе больш чым 300 мільярдаў еўра ў наступнае дзесяцігоддзе, а колькасць GNSS-тэрміналаў павялічыцца да 9,5 мільярда.

Глабальны рынак спадарожнікавай навігацыі, які прымяняецца да дарожнага руху, беспілотных лятальных апаратаў у такіх галінах, як тэрмінальнае абсталяванне, у бліжэйшыя 10 гадоў стане самым хуткарослым сегментам рынку: інтэлект, беспілотны аўтамабіль - асноўны напрамак развіцця, здольнасць аўтаматызаванага кіравання дарожным транспартам будучыні транспартнага сродку павінна быць абсталявана GNSS-антэнай з высокай дакладнасцю, таму велізарны рынкавы попыт на GNSS-антэну з аўтаматычным кіраваннем.З бесперапынным развіццём сельскагаспадарчай мадэрнізацыі Кітая выкарыстанне БПЛА, абсталяваных высокадакладнай пазіцыянуючай антэнай, такіх як БПЛА для абароны раслін, будзе працягваць павялічвацца.

4. Тэндэнцыя развіцця высокадакладнай антэны GNSS

Пасля многіх гадоў распрацоўкі розныя тэхналогіі высокадакладных антэн GNSS сталі адносна спелымі, але ёсць яшчэ шмат кірункаў, якія трэба разбіць:

1. Мініяцюрызацыя: мініяцюрызацыя электроннага абсталявання з'яўляецца вечнай тэндэнцыяй развіцця, асабліва ў такіх прылажэннях, як беспілотныя лятальныя апараты і кішэнныя прылады, попыт на антэны малога памеру больш актуальны.Аднак прадукцыйнасць антэны будзе зніжана пасля мініяцюрызацыі.Як паменшыць памер антэны, забяспечыўшы ўсебаковую прадукцыйнасць, з'яўляецца важным напрамкам даследаванняў высокадакладнай антэны.

2. Тэхналогія супрацьшматпрамянёвасці: Тэхналогія супрацьшматпрамянёвасці антэн GNSS у асноўным уключае тэхналогію дросельнай шпулькі [3], тэхналогію штучных электрамагнітных матэрыялаў [4][5] і г.д. Аднак усе яны маюць недахопы, такія як вялікі памер, вузкая паласа шырыня і высокі кошт, і не можа дасягнуць універсальнага дызайну.Такім чынам, неабходна вывучыць тэхналогію супрацьшматпраходнасці з характарыстыкамі мініяцюрызацыі і шырокапалоснай сувязі, каб задаволіць розныя патрабаванні да прымянення.

3. Шматфункцыянальнасць: у наш час у дадатак да антэны GNSS у розныя прылады ўбудавана больш чым адна антэна сувязі.Розныя сістэмы сувязі могуць выклікаць розныя перашкоды сігналу антэны GNSS, уплываючы на ​​нармальны спадарожнікавы прыём.Такім чынам, інтэграваная канструкцыя антэны GNSS і антэны сувязі рэалізавана праз шматфункцыянальную інтэграцыю, і эфект перашкод паміж антэнамі ўлічваецца падчас праектавання, што можа палепшыць ступень інтэграцыі, палепшыць характарыстыкі электрамагнітнай сумяшчальнасці і прадукцыйнасць уся машына.