जीएनएसएस उच्च-सटीकता वाले एंटेना के विकास का अवलोकन

परिचय

उपग्रह स्थिति निर्धारण प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और सुधार के साथ, आधुनिक जीवन के सभी क्षेत्रों में उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, सर्वेक्षण और मानचित्रण, सटीक कृषि, ड्रोन और मानवरहित वाहन संचालन जैसे क्षेत्रों में उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्रौद्योगिकी सर्वत्र देखी जा सकती है। विशेष रूप से बेइडौ की नई पीढ़ी के उपग्रह नेविगेशन सिस्टम के नेटवर्किंग के पूर्ण होने और 5G युग के आगमन के साथ, बेइडौ + 5G के निरंतर विकास से हवाई अड्डे के प्रेषण, रोबोट निरीक्षण, वाहन निगरानी, ​​रसद प्रबंधन और अन्य क्षेत्रों में उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग को बढ़ावा मिलने की उम्मीद है। उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्रौद्योगिकी की प्राप्ति उच्च परिशुद्धता एंटेना, उच्च परिशुद्धता एल्गोरिदम और उच्च परिशुद्धता बोर्डों के समर्थन के बिना संभव नहीं है। यह लेख मुख्य रूप से उच्च परिशुद्धता एंटेना के विकास और अनुप्रयोग तथा प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति का परिचय देता है।

1. जीएनएसएस उच्च परिशुद्धता एंटेना का विकास और अनुप्रयोग

1.1 उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना का परिचय
GNSS के क्षेत्र में, उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना एक प्रकार के एंटेना होते हैं जिनके फेज सेंटर की स्थिरता के लिए विशेष आवश्यकताएँ होती हैं। इनका उपयोग आमतौर पर उच्च परिशुद्धता वाले बोर्डों के साथ मिलकर सेंटीमीटर या मिलीमीटर स्तर की उच्च परिशुद्धता वाली स्थिति निर्धारण प्राप्त करने के लिए किया जाता है। उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना के डिज़ाइन में, एंटेना के निम्नलिखित संकेतकों के लिए आमतौर पर विशेष आवश्यकताएँ होती हैं: एंटेना बीम चौड़ाई, निम्न ऊंचाई लाभ, गोलाई में अंतर, रोल-ऑफ गुणांक, आगे-पीछे का अनुपात, मल्टीपाथ प्रतिरोध, आदि। ये संकेतक एंटेना के फेज सेंटर की स्थिरता को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करते हैं, जिससे स्थिति निर्धारण की सटीकता प्रभावित होती है।

1.2 उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना का अनुप्रयोग और वर्गीकरण
उच्च परिशुद्धता वाले GNSS एंटेना का उपयोग प्रारंभ में मुख्य रूप से सर्वेक्षण और मानचित्रण के क्षेत्र में इंजीनियरिंग स्टेकआउट, स्थलाकृतिक मानचित्रण और विभिन्न नियंत्रण मापन प्रक्रियाओं में मिलीमीटर-स्तर की स्थिर स्थिति निर्धारण सटीकता प्राप्त करने के लिए किया जाता था। जैसे-जैसे उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण तकनीक अधिक परिपक्व होती जा रही है, उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना का उपयोग निरंतर संचालित संदर्भ स्टेशनों, विरूपण निगरानी, ​​भूकंप निगरानी, ​​सर्वेक्षण और मानचित्रण, ड्रोन, सटीक कृषि, स्वायत्त ड्राइविंग, ड्राइविंग परीक्षण और ड्राइविंग प्रशिक्षण, इंजीनियरिंग मशीनरी और अन्य औद्योगिक क्षेत्रों सहित अधिकाधिक क्षेत्रों में होने लगा है। विभिन्न अनुप्रयोगों में एंटेना के लिए सूचकांक आवश्यकताएँ भी काफी भिन्न होती हैं।

1.2.1 सीओआरएस प्रणाली, विरूपण निगरानी, ​​भूकंप निगरानी-संदर्भ स्टेशन एंटीना
जब निरंतर संचालित संदर्भ स्टेशनों में उच्च परिशुद्धता एंटेना का उपयोग किया जाता है, तो दीर्घकालिक अवलोकन के माध्यम से सटीक स्थिति की जानकारी प्राप्त की जाती है, और अवलोकन डेटा को डेटा संचार प्रणाली के माध्यम से वास्तविक समय में नियंत्रण केंद्र में प्रेषित किया जाता है। नियंत्रण केंद्र क्षेत्र में त्रुटि सुधार मापदंडों की गणना करता है और फिर ग्राउंड-आधारित संवर्धन प्रणाली, व्यापक क्षेत्र संवर्धन प्रणाली, उपग्रह-आधारित संवर्धन प्रणाली आदि के माध्यम से रोवर (उपयोगकर्ता छोर) को त्रुटि जानकारी भेजता है, जिससे अंततः उपयोगकर्ता को सटीक निर्देशांक जानकारी प्राप्त करने की अनुमति मिलती है [1]।विरूपण निगरानी और भूकंप निगरानी जैसे अनुप्रयोगों में, प्राकृतिक आपदाओं की घटना की भविष्यवाणी करने के लिए विरूपण की मात्रा की सटीक निगरानी करना और सूक्ष्म विरूपणों का पता लगाना आवश्यक है।इसलिए, निरंतर संचालित होने वाले संदर्भ स्टेशनों, विरूपण निगरानी और भूकंप निगरानी जैसे अनुप्रयोगों में उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना के डिजाइन में, सबसे पहले इसकी उत्कृष्ट चरण केंद्र स्थिरता और बहुपथ हस्तक्षेप रोधी क्षमताओं पर विचार किया जाना चाहिए, ताकि विभिन्न संवर्द्धन प्रणालियों के लिए वास्तविक समय में सटीक स्थिति की जानकारी प्रदान की जा सके। इसके अलावा, अधिक से अधिक उपग्रह सुधार मापदंडों को प्रदान करने के लिए, एंटेना को अधिक से अधिक उपग्रहों को ग्रहण करना आवश्यक है, और चार-प्रणाली पूर्ण-बैंड विन्यास एक मानक विन्यास बन गया है। ऐसे अनुप्रयोगों में, चार प्रणालियों के पूर्ण आवृत्ति बैंड को कवर करने वाले संदर्भ स्टेशन एंटेना (बेस स्टेशन एंटेना) को आमतौर पर प्रणाली के अवलोकन एंटेना के रूप में उपयोग किया जाता है।

1.2.2 मापन और मानचित्रण - अंतर्निर्मित मापन एंटेना
मापन और मानचित्रण के क्षेत्र में, एक अंतर्निर्मित मापन एंटेना डिज़ाइन करना आवश्यक है जिसे आसानी से एकीकृत किया जा सके। मापन और मानचित्रण के क्षेत्र में वास्तविक समय में उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्राप्त करने के लिए एंटेना को आमतौर पर आरटीके रिसीवर के शीर्ष पर बनाया जाता है।अंतर्निर्मित मापन एंटेना के डिजाइन में मुख्य विचारणीय बिंदु आवृत्ति बैंड कवरेज, बीम कवरेज, फेज सेंटर स्थिरता, एंटेना का आकार आदि हैं। विशेष रूप से नेटवर्क आरटीके अनुप्रयोगों की लोकप्रियता के साथ, 4जी, ब्लूटूथ और वाईफाई को एकीकृत करने वाले पूर्ण-नेटवर्क अंतर्निर्मित मापन एंटेना ने धीरे-धीरे बाजार का एक बड़ा हिस्सा हासिल कर लिया है। 2016 में लॉन्च होने के बाद से, इन्हें अधिकांश आरटीके रिसीवर निर्माताओं द्वारा पसंद किया गया है और इनका व्यापक रूप से उपयोग और प्रचार किया जा रहा है।
1.2.3 ड्राइविंग परीक्षण और ड्राइविंग प्रशिक्षण, चालक रहित ड्राइविंग - बाह्य मापन एंटेना
परंपरागत ड्राइविंग टेस्ट प्रणाली में कई कमियां हैं, जैसे कि उच्च निवेश लागत, उच्च संचालन और रखरखाव लागत, व्यापक पर्यावरणीय प्रभाव, कम सटीकता आदि। ड्राइविंग टेस्ट प्रणाली में उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना के उपयोग के बाद, यह प्रणाली मैन्युअल निर्णय से बुद्धिमान निर्णय प्रणाली में परिवर्तित हो जाती है, जिससे निर्णय की सटीकता बहुत बढ़ जाती है और ड्राइविंग टेस्ट में लगने वाली मानवीय और भौतिक लागत में काफी कमी आती है।हाल के वर्षों में, मानवरहित ड्राइविंग प्रणालियों का तेजी से विकास हुआ है। मानवरहित ड्राइविंग में, आमतौर पर आरटीके उच्च-सटीकता स्थिति निर्धारण और जड़त्वीय नेविगेशन को संयोजित करने वाली स्थिति निर्धारण तकनीक का उपयोग किया जाता है, जो अधिकांश वातावरणों में उच्च स्थिति निर्धारण सटीकता प्राप्त कर सकती है।In driving test driving training, driverless driving and other systems, the form of external measurement antenna is often used, which requires the antenna to have multi-system and multi-frequency working frequency bands, be able to achieve higher positioning accuracy, have a certain ability to suppress multipath signals, and have good environmental adaptability, and can be used in outdoor environments for a long time without failure.

1.2.4 ड्रोन-उच्च परिशुद्धता ड्रोन एंटीना
The UAV industry has developed rapidly in recent years. UAVs have been widely used in agricultural plant protection, surveying and mapping, power line inspection and other scenarios. In such scenarios, only high-precision antennas can ensure the accuracy, efficiency and safety of various operations. Since drones have the characteristics of fast speed, light load, and short endurance, the design of high-precision drone antennas mainly focuses on factors such as weight, size, and power consumption, and achieves as wideband a design as possible while ensuring weight and size.

2. देश और विदेश में जीएनएसएस एंटीना प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति

2.1 विदेशी उच्च-परिशुद्धता एंटेना प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति
उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना पर विदेशी अनुसंधान पहले ही शुरू हो गया था, और बेहतर प्रदर्शन वाले कई उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना उत्पाद विकसित किए गए हैं, जैसे कि नोवाटेल की GNSS 750 श्रृंखला के चोक कॉइल एंटेना, ट्रिम्बल की ज़ेप्रायर श्रृंखला के एंटेना, लीका AR25 एंटेना आदि, जिनमें कई नवीन एंटेना रूप शामिल हैं। इसलिए, अतीत में लंबे समय तक, हमारे देश के उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना बाजार पर विदेशी उत्पादों का वर्चस्व रहा। हालांकि, पिछले दस वर्षों में, घरेलू निर्माताओं की बड़ी संख्या में वृद्धि के साथ, विदेशी उच्च परिशुद्धता वाले GNSS एंटेना प्रदर्शन के मामले में लगभग कोई बढ़त हासिल नहीं कर पाए हैं। इसके बजाय, घरेलू उच्च परिशुद्धता वाले एंटेना निर्माताओं ने विदेशों में अपने बाजार का विस्तार करना शुरू कर दिया है।इसके अलावा, हाल के वर्षों में विदेशों में कुछ नए GNSS एंटीना निर्माताओं का विकास हुआ है, जैसे कि Maxtena, Tallysman, आदि। उनके उत्पाद मुख्य रूप से ड्रोन, वाहनों और अन्य प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले छोटे GNSS एंटीना हैं। एंटीना का स्वरूप आमतौर पर उच्च परावैद्युत स्थिरांक वाला माइक्रोस्ट्रिप एंटीना या चार भुजाओं वाला हेलिकल एंटीना होता है। इस प्रकार के एंटीना की डिज़ाइन तकनीक में विदेशी निर्माताओं को अब कोई लाभ नहीं है, और घरेलू और विदेशी उत्पाद एक समान प्रतिस्पर्धा के दौर में प्रवेश कर रहे हैं।