با توسعه و بهبود مستمر فناوری موقعیت یابی ماهواره ای، فناوری موقعیت یابی با دقت بالا در تمام جنبه های زندگی در زندگی مدرن مانند نقشه برداری و نقشه برداری، کشاورزی دقیق، UAV، رانندگی بدون سرنشین و سایر زمینه ها، فناوری موقعیت یابی با دقت بالا اعمال شده است. همه جا دیده می شودبه طور خاص، با تکمیل شبکه نسل جدید سیستم ماهواره‌ای ناوبری Beidou و ظهور عصر 5G، انتظار می‌رود توسعه مستمر Beidou + 5G باعث ارتقای کاربرد فناوری موقعیت‌یابی با دقت بالا در زمینه‌های زمان‌بندی فرودگاه شود. ، بازرسی ربات، نظارت بر خودرو، مدیریت لجستیک و سایر زمینه ها.تحقق فناوری موقعیت یابی با دقت بالا از پشتیبانی آنتن با دقت بالا، الگوریتم با دقت بالا و کارت برد برد با دقت بالا جدا نیست.این مقاله عمدتاً توسعه و کاربرد آنتن با دقت بالا، وضعیت فناوری و غیره را معرفی می کند.

1. توسعه و کاربرد آنتن GNSS با دقت بالا

1.1 آنتن با دقت بالا

در زمینه GNSS، آنتن با دقت بالا نوعی آنتن است که برای پایداری مرکز فاز آنتن دارای الزامات خاصی است.معمولاً با تخته با دقت بالا ترکیب می شود تا موقعیت با دقت بالا در سطح سانتی متر یا سطح میلی متر را درک کند.در طراحی آنتن با دقت بالا معمولاً برای نشانگرهای زیر الزامات خاصی وجود دارد: عرض پرتو آنتن، افزایش ارتفاع کم، غیر گرد بودن، ضریب افت رول، نسبت جلو و عقب، قابلیت ضد چند مسیره و غیره. به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر پایداری مرکز فاز آنتن تأثیر می گذارد و سپس بر دقت موقعیت یابی تأثیر می گذارد.

1.2 کاربرد و طبقه بندی آنتن با دقت بالا

آنتن GNSS با دقت بالا در ابتدا در زمینه نقشه برداری و نقشه برداری برای دستیابی به دقت موقعیت یابی استاتیک در سطح میلی متری در فرآیند ساخت و ساز مهندسی، نقشه برداری توپوگرافی و بررسی های مختلف کنترل مورد استفاده قرار گرفت.با پیشرفته تر شدن فناوری موقعیت یابی با دقت بالا، آنتن با دقت بالا به تدریج در زمینه های بیشتر و بیشتری از جمله ایستگاه مرجع عملیات مداوم، نظارت بر تغییر شکل، پایش زلزله، اندازه گیری نقشه برداری و نقشه برداری، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAVs)، مناطق با دقت استفاده می شود. کشاورزی، رانندگی خودکار، آموزش رانندگی آزمون رانندگی، ماشین آلات مهندسی و سایر مناطق صنعتی، در کاربردهای مختلف به شاخص مورد نیاز آنتن نیز تفاوت آشکاری دارد.

1.2.1 سیستم CORS، نظارت بر تغییر شکل، پایش لرزه ای - آنتن ایستگاه مرجع

آنتن با دقت بالا با استفاده از ایستگاه مرجع عملیات پیوسته، از طریق مشاهده طولانی مدت برای اطلاعات دقیق مکان، و از طریق سیستم ارتباطی داده ها در زمان واقعی انتقال داده های مشاهده به مرکز کنترل، خطای منطقه مرکز کنترل محاسبه شده پس از اصلاح پارامترها را افزایش می دهد. سیستم خاک و ستاره در سیستم تقویت واس و غیره برای ارسال پیام خطا به مریخ نورد (مشتری)، در نهایت کاربر می تواند اطلاعات مختصات دقیقی را دریافت کند [1].

در کاربرد پایش تغییر شکل، پایش زلزله و غیره، به دلیل نیاز به نظارت دقیق بر میزان تغییر شکل، تشخیص تغییر شکل‌های کوچک، به‌منظور پیش‌بینی وقوع بلایای طبیعی.

بنابراین، در طراحی آنتن با دقت بالا برای کاربردهایی مانند ایستگاه مرجع عملیات مداوم، پایش تغییر شکل و پایش لرزه‌ای، اولین مورد توجه باید پایداری عالی مرکز فاز و توانایی تداخل ضد چند مسیری آن باشد تا بتوان در زمان واقعی دقیق را ارائه کرد. اطلاعات موقعیت برای سیستم های مختلف پیشرفتهعلاوه بر این، به منظور ارائه هرچه بیشتر پارامترهای تصحیح ماهواره، آنتن باید تا حد امکان ماهواره دریافت کند، چهار باند فرکانس کامل سیستم به پیکربندی استاندارد تبدیل شده است.در این نوع کاربرد معمولاً از آنتن ایستگاه مرجع (آنتن ایستگاه مرجع) که کل باند چهار سیستم را پوشش می دهد به عنوان آنتن مشاهده سیستم استفاده می شود.

1.2.2 نقشه برداری و نقشه برداری - آنتن نقشه برداری داخلی

در زمینه نقشه برداری و نقشه برداری، طراحی آنتن نقشه برداری داخلی که به راحتی قابل ادغام باشد، ضروری است.آنتن معمولاً در بالای گیرنده RTK تعبیه می‌شود تا موقعیت‌یابی در زمان واقعی و با دقت بالا در زمینه نقشه‌برداری و نقشه‌برداری به دست آید.

پوشش داخلی اندازه گیری آنتن در طراحی اصلی در طراحی پایداری فرکانس، پوشش پرتو، مرکز فاز، اندازه آنتن و غیره، به ویژه با استفاده از شبکه RTK، یکپارچه با 4 گرم، بلوتوث، وای فای تمام نت کام داخلی در آنتن های اندازه گیری به تدریج سهم اصلی بازار را به خود اختصاص داده است، از آنجایی که در سال 2016 توسط اکثر تولید کنندگان گیرنده RTK راه اندازی شد، به طور گسترده ای مورد استفاده و ترویج قرار گرفت.

1.2.3 تست رانندگی و آموزش رانندگی، رانندگی بدون سرنشین - آنتن اندازه گیری خارجی

سیستم سنتی آزمون رانندگی دارای معایب بسیاری از جمله هزینه ورودی بالا، هزینه عملیات و نگهداری بالا، تاثیرات زیست محیطی زیاد، دقت پایین و غیره است. پس از اعمال آنتن با دقت بالا در سیستم آزمون رانندگی، سیستم از ارزیابی دستی تغییر می کند. به ارزیابی هوشمند، و دقت ارزیابی بالا است، که تا حد زیادی هزینه های انسانی و مادی آزمون رانندگی را کاهش می دهد.

در سال های اخیر، سیستم رانندگی بدون سرنشین به سرعت توسعه یافته است.در رانندگی بدون سرنشین، فناوری موقعیت یابی موقعیت یابی با دقت بالا RTK و موقعیت یابی ترکیبی ناوبری اینرسی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد که می تواند به دقت موقعیت یابی بالا در اکثر محیط ها دست یابد.

در آموزش رانندگی آزمون رانندگی، مانند سیستم‌های بدون سرنشین، اغلب آنتن‌ها با فرم خارجی اندازه‌گیری می‌شوند، نیاز به فرکانس کار، آنتن چند فرکانس با سیستم چندگانه می‌تواند به دقت موقعیت‌یابی بالا دست پیدا کند، سیگنال چند مسیری دارای مهار خاصی است و محیطی خوبی دارد. سازگاری، می تواند استفاده طولانی مدت در محیط بیرونی بدون شکست باشد.

1.2.4 UAV - آنتن UAV با دقت بالا

در سال های اخیر، صنعت UAV به سرعت توسعه یافته است.Uav به طور گسترده ای در حفاظت از گیاهان کشاورزی، نقشه برداری و نقشه برداری، گشت زنی خطوط برق و سناریوهای دیگر استفاده شده است.در چنین سناریوهایی، تنها مجهز به آنتن با دقت بالا می تواند از دقت، کارایی و ایمنی عملیات مختلف اطمینان حاصل کند.با توجه به ویژگی های سرعت بالا، بار سبک و استقامت کوتاه uav، طراحی آنتن با دقت بالا uav عمدتاً بر وزن، اندازه، مصرف انرژی و سایر عوامل تمرکز دارد و طراحی پهنای باند را تا آنجا که ممکن است بر اساس اطمینان حاصل می کند. وزن و اندازه

2، وضعیت فناوری آنتن GNSS در داخل و خارج از کشور

2.1 وضعیت فعلی فناوری آنتن با دقت بالا خارجی

تحقیقات خارجی در مورد آنتن با دقت بالا خیلی زود شروع شد و یک سری محصولات آنتن با دقت بالا با عملکرد خوب توسعه یافته است، مانند آنتن خفه کننده سری GNSS 750 NoVatel، آنتن سری Zepryr Trimble، آنتن لایکا AR25 و غیره. که بسیاری از اشکال آنتن با اهمیت نوآورانه زیادی وجود دارد.بنابراین، در گذشته برای مدت طولانی، بازار آنتن با دقت بالا چین از انحصار محصولات خارجی خارج شده است.با این حال، در ده سال اخیر، با ظهور تعداد زیادی از تولید کنندگان داخلی، عملکرد آنتن با دقت بالا GNSS خارجی اساساً هیچ مزیتی ندارد، اما تولید کنندگان داخلی با دقت بالا شروع به گسترش بازار به کشورهای خارجی کردند.

علاوه بر این، برخی از تولیدکنندگان جدید آنتن GNSS نیز در سال های اخیر توسعه یافته اند، مانند Maxtena، Tallysman و غیره، که محصولات آنها عمدتا آنتن های GNSS کوچک هستند که برای سیستم های UAV، خودرو و سایر سیستم ها استفاده می شوند.شکل آنتن معمولاً آنتن میکرواستریپ با ثابت دی الکتریک بالا یا آنتن مارپیچ چهار بازویی است.در این نوع فناوری طراحی آنتن سازندگان خارجی هیچ مزیتی ندارند، محصولات داخلی و خارجی در حال ورود به دوره رقابت همگن هستند.

2.2 وضعیت فعلی فناوری آنتن با دقت بالا داخلی

در دهه گذشته، تعدادی از تولیدکنندگان داخلی آنتن با دقت بالا شروع به رشد کردندvelop، مانند Huaxin Antenna، Zhonghaida، Dingyao، Jiali Electronics و غیره، که یک سری محصولات آنتن با دقت بالا با حقوق مالکیت معنوی مستقل را توسعه دادند.

به عنوان مثال، در زمینه آنتن ایستگاه مرجع و آنتن اندازه گیری داخلی، آنتن چوک سه بعدی HUaxin و آنتن ترکیبی کامل شبکه نه تنها به سطح عملکرد پیشرو بین المللی می رسد، بلکه نیازهای برنامه های مختلف محیطی را با قابلیت اطمینان بالا برآورده می کند. عمر طولانی و میزان خرابی بسیار پایین.

در صنعت خودرو، UAV و سایر صنایع، تکنولوژی طراحی آنتن اندازه گیری خارجی و آنتن مارپیچ چهار بازو نسبتاً بالغ بوده است و به طور گسترده در کاربرد سیستم تست رانندگی، رانندگی بدون سرنشین، uav و سایر صنایع استفاده شده است. و به منافع اقتصادی و اجتماعی خوبی دست یافته است.

3. وضعیت فعلی و چشم انداز بازار آنتن GNSS

در سال 2018، ارزش کل تولید ناوبری ماهواره ای و صنعت خدمات مکان یابی چین به 301.6 میلیارد یوان رسید که 18.3 درصد در مقایسه با سال 2017 رشد داشت [2] و در سال 2020 به 400 میلیارد یوان خواهد رسید.در سال 2019، ارزش کل بازار ناوبری ماهواره ای جهانی 150 میلیارد یورو بود و تعداد کاربران پایانه GNSS به 6.4 میلیارد رسید.صنعت GNSS یکی از معدود صنایعی است که رکود اقتصادی جهانی را مهار کرده است.آژانس GNSS اروپا پیش بینی می کند که بازار جهانی ناوبری ماهواره ای در دهه آینده دو برابر خواهد شد و به بیش از 300 میلیارد یورو خواهد رسید و تعداد پایانه های GNSS به 9.5 میلیارد خواهد رسید.

بازار جهانی ناوبری ماهواره ای، اعمال شده در ترافیک جاده ها، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین در مناطقی مانند تجهیزات پایانه در 10 سال آینده سریعترین بخش بازار در حال رشد است: هوش، وسیله نقلیه بدون سرنشین مسیر اصلی توسعه است، توانایی رانندگی خودکار وسیله نقلیه جاده ای آینده وسیله نقلیه باید مجهز به آنتن GNSS دارای دقت بالایی باشد، بنابراین تقاضای زیادی در بازار برای رانندگی خودکار آنتن GNSS وجود دارد.با توسعه مستمر نوسازی کشاورزی چین، استفاده از UAV مجهز به آنتن موقعیت یابی با دقت بالا، مانند uav حفاظت از گیاهان، همچنان افزایش خواهد یافت.

4. روند توسعه آنتن GNSS با دقت بالا

پس از سال‌ها توسعه، فناوری‌های مختلف آنتن با دقت بالا GNSS نسبتاً بالغ شده‌اند، اما هنوز مسیرهای زیادی برای شکستن وجود دارد:

1. کوچک سازی: کوچک سازی تجهیزات الکترونیکی یک روند توسعه ابدی است، به ویژه در کاربردهایی مانند uav و دستی، تقاضا برای آنتن های کوچک ضروری تر است.با این حال، عملکرد آنتن پس از کوچک سازی کاهش می یابد.نحوه کاهش اندازه آنتن در عین حصول اطمینان از عملکرد جامع، یک جهت تحقیقاتی مهم آنتن با دقت بالا است.

2. فناوری ضد چند مسیری: فناوری ضد چند مسیر آنتن GNSS عمدتاً شامل فناوری کویل چوک [3]، فناوری مواد الکترومغناطیسی مصنوعی [4][5] و غیره است. با این حال، همه آنها دارای معایبی مانند اندازه بزرگ، باند باریک هستند. عرض و هزینه بالا و نمی توان به طراحی جهانی دست یافت.بنابراین، مطالعه فناوری ضد چند مسیری با ویژگی‌های کوچک‌سازی و پهنای باند برای برآوردن نیازهای کاربردی مختلف ضروری است.

3. چند کاره: امروزه علاوه بر آنتن GNSS، بیش از یک آنتن ارتباطی در دستگاه های مختلف تعبیه شده است.سیستم‌های ارتباطی مختلف ممکن است تداخل سیگنال‌های مختلفی را در آنتن GNSS ایجاد کنند که بر دریافت عادی ماهواره تأثیر می‌گذارد.بنابراین، طراحی یکپارچه آنتن GNSS و آنتن ارتباطی از طریق یکپارچه سازی چند منظوره محقق می شود و اثر تداخل بین آنتن ها در طول طراحی در نظر گرفته می شود که می تواند درجه یکپارچگی را بهبود بخشد، ویژگی های سازگاری الکترومغناطیسی را بهبود بخشد و عملکرد را بهبود بخشد. کل دستگاه