Pamoja na maendeleo endelevu na uboreshaji wa teknolojia ya uwekaji nafasi za satelaiti, teknolojia ya uwekaji nafasi kwa usahihi wa hali ya juu imetumika kwa nyanja zote za maisha ya kisasa, kama vile upimaji na uchoraji ramani, kilimo cha usahihi, uav, udereva bila rubani na nyanja zingine, teknolojia ya uwekaji nafasi kwa usahihi wa hali ya juu. inaweza kuonekana kila mahali.Hasa, pamoja na kukamilika kwa mtandao wa kizazi kipya cha mfumo wa satelaiti wa urambazaji wa Beidou na ujio wa enzi ya 5G, maendeleo endelevu ya Beidou +5G yanatarajiwa kukuza utumiaji wa teknolojia ya uwekaji nafasi ya hali ya juu katika nyanja za upangaji wa viwanja vya ndege. , ukaguzi wa roboti, ufuatiliaji wa gari, usimamizi wa vifaa na nyanja zingine.Utekelezaji wa teknolojia ya usahihi wa hali ya juu hauwezi kutenganishwa na usaidizi wa antena ya usahihi wa juu, algorithm ya usahihi wa juu na kadi ya ubao wa usahihi wa juu.Karatasi hii hasa inatanguliza ukuzaji na utumiaji wa antena ya usahihi wa hali ya juu, hali ya teknolojia na kadhalika.

1. Ukuzaji na utumiaji wa antena ya usahihi wa hali ya juu ya GNSS

1.1 Antenna ya usahihi wa juu

Katika FIELD ya GNSS, antenna ya juu-usahihi ni aina ya antenna ambayo ina mahitaji maalum ya utulivu wa kituo cha awamu ya antenna.Kawaida huunganishwa na ubao wa hali ya juu ili kutambua uwekaji wa usahihi wa juu wa kiwango cha sentimita au kiwango cha milimita.Katika muundo wa antenna ya usahihi wa juu, kawaida kuna mahitaji maalum kwa viashiria vifuatavyo: upana wa boriti ya antena, ongezeko la chini la mwinuko, kutokuwa na mviringo, mgawo wa kushuka kwa roll, uwiano wa mbele na wa nyuma, uwezo wa kupambana na njia nyingi, nk. moja kwa moja au moja kwa moja kuathiri utulivu wa kituo cha awamu ya antenna, na kisha kuathiri usahihi wa nafasi.

1.2 Maombi na uainishaji wa antenna ya juu-usahihi

Antena ya usahihi wa hali ya juu ya GNSS ilitumika hapo awali katika nyanja ya upimaji na uchoraji ramani ili kufikia usahihi wa nafasi ya kiwango cha milimita tuli katika mchakato wa kuinua juu kihandisi, uchoraji wa ramani ya mandhari na tafiti mbalimbali za udhibiti.Kwa teknolojia ya hali ya juu ya uwekaji nafasi inazidi kukomaa, antena ya usahihi wa hali ya juu inatumika hatua kwa hatua katika nyanja zaidi na zaidi, ikijumuisha kituo cha marejeleo kinachoendelea, ufuatiliaji wa mabadiliko, ufuatiliaji wa tetemeko la ardhi, kipimo cha upimaji na ramani, magari ya anga yasiyo na rubani (uavs), maeneo ya usahihi. kilimo, kuendesha gari moja kwa moja, mafunzo ya kuendesha mtihani wa kuendesha gari, mashine za uhandisi na maeneo mengine ya viwanda, katika maombi tofauti na mahitaji ya index ya antenna pia ina tofauti dhahiri.

1.2.1 Mfumo wa CORS, ufuatiliaji wa deformation, ufuatiliaji wa seismic - antenna ya kituo cha kumbukumbu

Antena ya usahihi wa hali ya juu ilitumia kituo cha kumbukumbu cha operesheni inayoendelea, kupitia uchunguzi wa muda mrefu kwa habari sahihi ya eneo, na kupitia mfumo wa mawasiliano ya data katika upitishaji wa data ya uchunguzi wa wakati kwa kituo cha udhibiti, makosa ya eneo la kituo cha udhibiti kilichohesabiwa baada ya vigezo vya kusahihisha ili kuboresha mfumo wa udongo, na nyota katika waas kuboresha mfumo, nk, kutuma ujumbe wa makosa kwa rover (mteja), Hatimaye, mtumiaji anaweza kupata taarifa sahihi za kuratibu [1].

Katika matumizi ya ufuatiliaji wa deformation, ufuatiliaji wa tetemeko la ardhi na kadhalika, kwa sababu ya haja ya kufuatilia kwa usahihi kiasi cha deformation, kugundua deformation ndogo, ili kutabiri tukio la majanga ya asili.

Kwa hivyo, katika muundo wa antena ya usahihi wa hali ya juu kwa matumizi kama vile kituo cha kumbukumbu cha operesheni inayoendelea, ufuatiliaji wa mabadiliko na ufuatiliaji wa mitetemo, jambo la kwanza linalozingatiwa lazima liwe uthabiti wake bora wa kituo na uwezo wa kuzuia mwingiliano wa njia nyingi, ili kutoa usahihi wa wakati halisi. taarifa za nafasi kwa mifumo mbalimbali iliyoimarishwa.Kwa kuongeza, ili kutoa vigezo vingi vya kusahihisha satelaiti iwezekanavyo, antenna lazima ipokee satelaiti nyingi iwezekanavyo, bendi nne za mzunguko kamili wa mfumo umekuwa usanidi wa kawaida.Katika aina hii ya utumaji, antena ya kituo cha marejeleo (antena ya kituo cha marejeleo) inayofunika bendi nzima ya mifumo minne kawaida hutumiwa kama antena ya uchunguzi ya mfumo.

1.2.2 Kuchunguza na kuchora ramani - Antena ya upimaji iliyojengwa ndani

Katika uwanja wa upimaji na ramani, ni muhimu kutengeneza antenna ya uchunguzi iliyojengwa ambayo ni rahisi kuunganisha.Antena kwa kawaida hujengwa juu ya kipokezi cha RTK ili kufikia nafasi ya wakati halisi na ya usahihi wa hali ya juu katika uwanja wa uchunguzi na uchoraji ramani.

Ufunikaji wa antena iliyojengwa ndani katika jambo kuu katika muundo wa uthabiti wa masafa, chanjo ya boriti, kituo cha awamu, saizi ya antena, n.k., haswa na utumiaji wa RTK ya mtandao, iliyounganishwa na 4 g, bluetooth, WiFi yote ya netcom iliyojengwa- katika kupima antena hatua kwa hatua huchukua sehemu ya soko kuu, tangu ilizinduliwa mwaka wa 2016 na wazalishaji wengi wa vipokezi vya RTK, Imetumika sana na kukuzwa.

1.2.3 Mtihani wa kuendesha gari na mafunzo ya kuendesha gari, kuendesha bila rubani - antena ya kupimia nje

Mfumo wa kitamaduni wa majaribio ya udereva una hasara nyingi, kama vile gharama kubwa ya uingizaji, gharama ya juu ya uendeshaji na matengenezo, athari kubwa ya mazingira, usahihi wa chini, n.k. Baada ya uwekaji wa antena ya usahihi wa juu katika mfumo wa majaribio ya kuendesha, mfumo hubadilika kutoka kwa tathmini ya mwongozo. kwa tathmini ya akili, na usahihi wa tathmini ni wa juu, ambayo hupunguza sana gharama za kibinadamu na nyenzo za mtihani wa kuendesha gari.

Katika miaka ya hivi karibuni, mfumo wa uendeshaji usio na rubani umeendelea kwa kasi.Katika udereva usio na rubani, teknolojia ya uwekaji nafasi ya usahihi wa hali ya juu ya RTK na urambazaji usio na upangaji pamoja kwa kawaida hupitishwa, ambayo inaweza kufikia usahihi wa nafasi katika mazingira mengi.

Katika mafunzo ya kuendesha mtihani wa kuendesha gari, kama vile mifumo isiyo na rubani, mara nyingi antena hupimwa kwa umbo la nje, hitaji la kufanya kazi mara kwa mara, antena ya masafa mengi yenye mfumo mwingi inaweza kufikia usahihi wa nafasi ya juu, ishara ya njia nyingi ina kizuizi fulani, na mazingira mazuri. kubadilika, inaweza kuwa matumizi ya muda mrefu katika mazingira ya nje bila kushindwa.

1.2.4 UAV - Antena ya uav ya usahihi wa juu

Katika miaka ya hivi karibuni, tasnia ya uav imekua haraka.Uav imetumika sana katika ulinzi wa mimea ya kilimo, upimaji na uchoraji ramani, doria ya njia za umeme na matukio mengine.Katika matukio hayo, tu yenye antenna ya juu-usahihi inaweza kuhakikisha usahihi, ufanisi na usalama wa shughuli mbalimbali.Kwa sababu ya sifa za kasi ya juu, mzigo mwepesi na ustahimilivu mfupi wa uav, muundo wa antena ya uav ya usahihi wa hali ya juu huzingatia zaidi uzito, saizi, matumizi ya nguvu na mambo mengine, na hutambua muundo wa bendi pana kadri inavyowezekana kwa msingi wa kuhakikisha. uzito na ukubwa.

2, hali ya teknolojia ya antena ya GNSS nyumbani na nje ya nchi

2.1 Hali ya sasa ya teknolojia ya antena ya kigeni ya usahihi wa hali ya juu

Utafiti wa kigeni kuhusu antena ya usahihi wa hali ya juu ulianza mapema, na mfululizo wa bidhaa za antena za usahihi wa hali ya juu zilizo na utendaji mzuri zimetengenezwa, kama vile mfululizo wa GNSS 750 hulisonga antena ya NoVatel, antena ya mfululizo wa Zepryr ya Trimble, Leica AR25 antena, nk. ambayo kuna aina nyingi za antena zenye umuhimu mkubwa wa ubunifu.Kwa hiyo, katika siku za nyuma kwa muda mrefu, soko la antenna la juu la usahihi wa China ni nje ya ukiritimba wa bidhaa za kigeni.Hata hivyo, katika miaka kumi ya hivi karibuni, pamoja na kuongezeka kwa idadi kubwa ya wazalishaji wa ndani, utendaji wa antenna wa kigeni wa GNSS wa usahihi wa juu hauna faida yoyote, lakini wazalishaji wa ndani wa usahihi wa juu walianza kupanua soko kwa nchi za nje.

Kwa kuongezea, watengenezaji wengine wapya wa antena za GNSS pia wameendeleza katika miaka ya hivi karibuni, kama vile Maxtena, Tallysman, n.k., ambao bidhaa zao ni antena ndogo za GNSS zinazotumiwa kwa uav, gari na mifumo mingine.Fomu ya antena kawaida ni antena ya microstrip yenye antena ya juu ya dielectric au antena ya ond ya mikono minne.Katika aina hii ya teknolojia ya kubuni ya antenna, wazalishaji wa kigeni hawana faida, bidhaa za ndani na nje zinaingia katika kipindi cha ushindani wa homogeneous.

2.2 Hali ya sasa ya teknolojia ya antenna ya ndani ya usahihi wa juu

Katika muongo mmoja uliopita, idadi ya wazalishaji wa ndani wa usahihi wa juu wa antenna walianza kukua na dekuendeleza, kama vile Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics, n.k., ambayo ilitengeneza mfululizo wa bidhaa za antena zenye usahihi wa hali ya juu zenye haki huru za uvumbuzi.

Kwa mfano, katika uwanja wa antenna ya kituo cha kumbukumbu na antenna ya kipimo kilichojengwa, antenna ya 3D ya HUaxin ya 3D na antenna ya pamoja ya full-netcom sio tu kufikia kiwango cha kimataifa cha utendaji, lakini pia inakidhi mahitaji ya maombi mbalimbali ya mazingira na kuegemea juu, maisha marefu ya huduma na kiwango cha chini sana cha kushindwa.

Katika tasnia ya magari, uav na tasnia zingine, teknolojia ya muundo wa antena ya kupimia nje na antena ya ond ya mikono minne imekomaa kiasi, na imetumika sana katika utumiaji wa mfumo wa majaribio ya udereva, uendeshaji bila rubani, uav na tasnia zingine. na imepata manufaa mazuri ya kiuchumi na kijamii.

3. Hali ya sasa na matarajio ya soko la antenna la GNSS

Katika 2018, thamani ya jumla ya pato la tasnia ya urambazaji ya satelaiti ya China na huduma ya eneo ilifikia YUAN bilioni 301.6, hadi 18.3% ikilinganishwa na 2017 [2], na itafikia yuan bilioni 400 mnamo 2020;Mnamo 2019, thamani ya jumla ya soko la urambazaji la satelaiti ulimwenguni ilikuwa euro bilioni 150, na idadi ya watumiaji wa terminal ya GNSS ilifikia bilioni 6.4.Sekta ya GNSS ni mojawapo ya sekta chache ambazo zimekabiliana na mtikisiko wa uchumi duniani.Shirika la Ulaya la GNSS linatabiri kuwa soko la kimataifa la urambazaji satelaiti litaongezeka maradufu hadi zaidi ya euro bilioni 300 katika muongo ujao, huku idadi ya vituo vya GNSS ikiongezeka hadi bilioni 9.5.

Soko la kimataifa la urambazaji la satelaiti, linalotumika kwa trafiki barabarani, magari ya angani yasiyo na rubani katika maeneo kama vile vifaa vya mwisho ni katika miaka 10 ijayo sehemu inayokua kwa kasi zaidi ya soko: akili, gari lisilo na rubani ndio mwelekeo mkuu wa maendeleo, gari la barabarani la baadaye la uwezo wa kuendesha kiotomatiki. ya gari lazima iwe na antena ya GNSS ina usahihi wa hali ya juu, kwa hivyo hitaji kubwa la soko la kuendesha gari kiotomatiki kwa antena ya GNSS.Pamoja na maendeleo endelevu ya uboreshaji wa kilimo cha China, matumizi ya uav yenye antena ya kuweka nafasi ya usahihi wa hali ya juu, kama vile uav ya ulinzi wa mimea, yataendelea kuongezeka.

4. Mwenendo wa maendeleo ya antenna ya juu ya usahihi wa GNSS

Baada ya miaka ya maendeleo, teknolojia mbalimbali za antena za usahihi wa hali ya juu za GNSS zimekomaa kiasi, lakini bado kuna maelekezo mengi ya kuvunjwa:

1. Miniaturization: Uboreshaji mdogo wa vifaa vya elektroniki ni mwelekeo wa maendeleo wa milele, haswa katika programu kama vile uav na handheld, mahitaji ya antena ya saizi ndogo ni ya dharura zaidi.Hata hivyo, utendaji wa antenna utapungua baada ya miniaturization.Jinsi ya kupunguza ukubwa wa antena huku ukihakikisha utendakazi wa kina ni mwelekeo muhimu wa utafiti wa antena ya usahihi wa juu.

2. Teknolojia ya kuzuia njia nyingi: Teknolojia ya kupambana na njia nyingi ya antena ya GNSS inajumuisha hasa teknolojia ya choke coil [3], teknolojia ya nyenzo ya sumakuumeme ya bandia [4][5], n.k. Hata hivyo, zote zina hasara kama vile saizi kubwa, ukanda mwembamba. upana na gharama kubwa, na haiwezi kufikia muundo wa ulimwengu wote.Kwa hiyo, ni muhimu kujifunza teknolojia ya kupambana na njia nyingi na sifa za miniaturization na broadband ili kukidhi mahitaji mbalimbali ya maombi.

3. Multi-function: Siku hizi, pamoja na antena ya GNSS, antena zaidi ya moja ya mawasiliano imeunganishwa katika vifaa mbalimbali.Mifumo tofauti ya mawasiliano inaweza kusababisha kuingiliwa kwa ishara mbalimbali kwa antena ya GNSS, na kuathiri upokeaji wa kawaida wa satelaiti.Kwa hivyo, muundo uliojumuishwa wa antenna ya GNSS na antenna ya mawasiliano hugunduliwa kupitia ujumuishaji wa kazi nyingi, na athari ya kuingilia kati kati ya antena inazingatiwa wakati wa muundo, ambayo inaweza kuboresha kiwango cha ujumuishaji, kuboresha sifa za utangamano wa sumakuumeme na kuboresha utendaji. mashine nzima.