Beranda Berita Tren Industri Gambaran umum pengembangan antena GNSS presisi tinggi.

Gambaran umum pengembangan antena GNSS presisi tinggi.

2021-12-28 549

pendahuluan

Dengan perkembangan dan peningkatan teknologi penentuan posisi satelit yang berkelanjutan, teknologi penentuan posisi presisi tinggi telah digunakan di semua bidang kehidupan modern. Misalnya, di bidang-bidang seperti survei dan pemetaan, pertanian presisi, drone, dan kendaraan tanpa awak, teknologi penentuan posisi presisi tinggi dapat dilihat di mana-mana. Terutama dengan selesainya jaringan sistem navigasi satelit generasi baru Beidou dan hadirnya era 5G, perkembangan berkelanjutan Beidou + 5G diharapkan dapat mendorong penerapan teknologi penentuan posisi presisi tinggi di bidang pengiriman bandara, inspeksi robot, pemantauan kendaraan, manajemen logistik, dan bidang lainnya. Realisasi teknologi penentuan posisi presisi tinggi tidak terlepas dari dukungan antena presisi tinggi, algoritma presisi tinggi, dan papan presisi tinggi. Artikel ini terutama membahas perkembangan dan aplikasi antena presisi tinggi serta status teknologi saat ini.

1. Pengembangan dan aplikasi antena GNSS presisi tinggi

1.1 Pengantar antena presisi tinggi
Dalam bidang GNSS, antena presisi tinggi adalah jenis antena yang memiliki persyaratan khusus untuk stabilitas pusat fase antena. Antena ini biasanya digunakan bersamaan dengan papan presisi tinggi untuk mencapai penentuan posisi presisi tinggi tingkat sentimeter atau milimeter. Dalam desain antena presisi tinggi, biasanya terdapat persyaratan khusus untuk indikator-indikator antena berikut: lebar pancaran antena, gain elevasi rendah, ketidakbulatan, koefisien roll-off, rasio depan-belakang, resistansi multipath, dll. Indikator-indikator ini akan secara langsung atau tidak langsung memengaruhi stabilitas pusat fase antena, sehingga memengaruhi akurasi penentuan posisi.

1.2 Aplikasi dan klasifikasi antena presisi tinggi
Antena GNSS presisi tinggi awalnya terutama digunakan di bidang survei dan pemetaan untuk mencapai akurasi posisi statis tingkat milimeter dalam penentuan titik rekayasa, pemetaan topografi, dan berbagai proses pengukuran kontrol. Seiring dengan semakin matangnya teknologi penentuan posisi presisi tinggi, antena presisi tinggi secara bertahap digunakan di semakin banyak bidang, termasuk stasiun referensi yang beroperasi terus menerus, pemantauan deformasi, pemantauan gempa bumi, survei dan pemetaan, drone, pertanian presisi, pengemudian otonom, pengujian dan pelatihan mengemudi, mesin teknik, dan bidang industri lainnya. Persyaratan indeks untuk antena dalam berbagai aplikasi juga sangat berbeda.

1.2.1 Sistem CORS, pemantauan deformasi, pemantauan gempa bumi - antena stasiun referensi
Ketika antena presisi tinggi digunakan pada stasiun referensi yang beroperasi terus-menerus, informasi posisi yang akurat diperoleh melalui pengamatan jangka panjang, dan data pengamatan dikirimkan ke pusat kendali secara real-time melalui sistem komunikasi data. Pusat kendali menghitung parameter koreksi kesalahan di area tersebut dan kemudian mengirimkan informasi kesalahan ke rover (ujung pengguna) melalui sistem peningkatan berbasis darat, sistem peningkatan area luas, sistem peningkatan berbasis satelit, dll., yang pada akhirnya memungkinkan pengguna untuk memperoleh informasi koordinat yang akurat [1].Dalam aplikasi seperti pemantauan deformasi dan pemantauan gempa bumi, diperlukan pemantauan akurat terhadap jumlah deformasi dan deteksi deformasi kecil untuk memprediksi terjadinya bencana alam.Oleh karena itu, dalam desain antena presisi tinggi pada aplikasi seperti stasiun referensi yang beroperasi terus menerus, pemantauan deformasi, dan pemantauan gempa bumi, hal pertama yang harus dipertimbangkan adalah stabilitas pusat fase yang sangat baik dan kemampuan anti-interferensi multipath, sehingga informasi posisi yang akurat dapat diberikan secara real-time untuk berbagai sistem peningkatan. Selain itu, untuk memberikan parameter koreksi satelit sebanyak mungkin, antena harus menerima sebanyak mungkin satelit, dan konfigurasi pita penuh empat sistem telah menjadi konfigurasi standar. Dalam aplikasi tersebut, antena stasiun referensi (antena stasiun basis) yang mencakup pita frekuensi penuh dari keempat sistem biasanya digunakan sebagai antena pengamatan sistem.

1.2.2 Pengukuran dan pemetaan - antena pengukuran terintegrasi
Di bidang pengukuran dan pemetaan, diperlukan desain antena pengukuran terintegrasi yang mudah dipasang. Antena ini biasanya dipasang di bagian atas penerima RTK untuk mencapai penentuan posisi presisi tinggi secara real-time di bidang pengukuran dan pemetaan.Pertimbangan utama dalam desain antena pengukuran terintegrasi meliputi cakupan pita frekuensi, cakupan pancaran, stabilitas pusat fase, ukuran antena, dan lain-lain. Terutama dengan semakin populernya aplikasi RTK jaringan, antena pengukuran terintegrasi jaringan penuh yang mengintegrasikan 4G, Bluetooth, dan WiFi secara bertahap telah menguasai pangsa pasar yang besar. Sejak diluncurkan pada tahun 2016, antena ini telah disukai oleh sebagian besar produsen penerima RTK dan telah banyak digunakan dan dipromosikan.
1.2.3 Uji mengemudi dan pelatihan mengemudi, mengemudi tanpa pengemudi - antena pengukuran eksternal
Sistem uji mengemudi tradisional memiliki banyak kekurangan, seperti biaya investasi yang tinggi, biaya operasi dan pemeliharaan yang tinggi, dampak lingkungan yang besar, akurasi yang rendah, dan lain-lain. Setelah antena presisi tinggi diterapkan pada sistem uji mengemudi, sistem uji mengemudi berubah dari penilaian manual menjadi penilaian cerdas, dengan akurasi penilaian yang tinggi, yang sangat mengurangi biaya tenaga kerja dan material dalam uji mengemudi.Dalam beberapa tahun terakhir, sistem pengemudian tanpa awak telah berkembang pesat. Dalam pengemudian tanpa awak, teknologi penentuan posisi yang menggabungkan penentuan posisi presisi tinggi RTK dan navigasi inersia biasanya digunakan, yang dapat mencapai akurasi penentuan posisi yang tinggi di sebagian besar lingkungan.Dalam pengujian mengemudi, pelatihan mengemudi, mengemudi tanpa pengemudi, dan sistem lainnya, bentuk antena pengukuran eksternal sering digunakan, yang mengharuskan antena memiliki pita frekuensi kerja multi-sistem dan multi-frekuensi, mampu mencapai akurasi pemosisian yang lebih tinggi, memiliki kemampuan tertentu untuk menekan sinyal multipath, dan memiliki kemampuan adaptasi lingkungan yang baik, serta dapat digunakan di lingkungan luar ruangan dalam waktu lama tanpa mengalami kegagalan.

1.2.4 Drone - antena drone presisi tinggi
Industri UAV telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. UAV telah banyak digunakan dalam perlindungan tanaman pertanian, survei dan pemetaan, inspeksi saluran listrik, dan skenario lainnya. Dalam skenario tersebut, hanya antena presisi tinggi yang dapat memastikan akurasi, efisiensi, dan keamanan berbagai operasi. Karena drone memiliki karakteristik kecepatan tinggi, beban ringan, dan daya tahan singkat, desain antena drone presisi tinggi terutama berfokus pada faktor-faktor seperti berat, ukuran, dan konsumsi daya, dan mencapai desain pita lebar seluas mungkin sambil memastikan berat dan ukuran yang optimal.

2. Status terkini teknologi antena GNSS di dalam dan luar negeri

2.1 Status terkini teknologi antena presisi tinggi di luar negeri
Penelitian asing tentang antena presisi tinggi dimulai lebih awal, dan serangkaian produk antena presisi tinggi dengan kinerja yang lebih baik telah dikembangkan, seperti antena choke coil seri GNSS 750 dari NoVatel, antena seri Zepryr dari Trimble, antena Leica AR25, dan lain-lain, yang di antaranya terdapat banyak bentuk antena inovatif. Oleh karena itu, untuk waktu yang lama di masa lalu, pasar antena presisi tinggi di negara kita didominasi oleh produk asing. Namun, dalam sepuluh tahun terakhir, dengan munculnya sejumlah besar produsen domestik, antena GNSS presisi tinggi asing pada dasarnya tidak memiliki keunggulan dalam hal kinerja. Sebaliknya, produsen presisi tinggi domestik telah mulai memperluas pasar ke luar negeri.Selain itu, beberapa produsen antena GNSS baru telah berkembang di luar negeri dalam beberapa tahun terakhir, seperti Maxtena, Tallysman, dll. Produk mereka terutama berupa antena GNSS kecil yang digunakan pada drone, kendaraan, dan sistem lainnya. Bentuk antena biasanya berupa antena mikrostrip dengan konstanta dielektrik tinggi atau antena heliks empat lengan. Produsen asing tidak lagi memiliki keunggulan dalam teknologi desain antena jenis ini, dan produk domestik dan asing memasuki periode persaingan homogen.

2.2 Status terkini teknologi antena presisi tinggi dalam negeri
Komersialisasi antena presisi tinggi dalam negeri dimulai terlambat, tetapi telah berkembang pesat. Dalam sepuluh tahun terakhir, sejumlah produsen antena presisi tinggi dalam negeri mulai tumbuh dan berkembang, seperti Huaxin Antenna, Hi-Tech, Dingyao, Jiali Electronics, dll., dan telah mengembangkan serangkaian produk antena presisi tinggi dengan hak kekayaan intelektual independen.Sebagai contoh, di bidang antena stasiun pangkalan dan antena pengukuran terintegrasi, antena choke 3D Huaxin, antena kombinasi jaringan lengkap, dan lain-lain, tidak hanya mencapai tingkat kinerja terdepan internasional, tetapi juga memiliki keandalan produk yang tinggi, masa pakai yang lama, dan tingkat kegagalan yang sangat rendah, yang dapat memenuhi berbagai aplikasi lingkungan.Di industri seperti kendaraan dan drone, teknologi desain antena pengukuran eksternal dan antena heliks empat lengan telah menjadi relatif matang, dan telah digunakan secara luas dalam sistem uji mengemudi, pengemudian tanpa awak, drone, dan aplikasi industri lainnya, serta telah mencapai manfaat ekonomi dan sosial yang baik.

3. Status dan prospek pasar antena GNSS

Pada tahun 2018, nilai total output industri navigasi satelit dan layanan lokasi negara saya mencapai 301.6 miliar yuan, meningkat 18.3% dibandingkan tahun 2017 [2], dan akan mencapai 400 miliar yuan pada tahun 2020. Pada tahun 2019, nilai total output pasar navigasi satelit global adalah 150 miliar euro, dan jumlah pengguna terminal GNSS mencapai 6.4 miliar unit. Di tengah krisis ekonomi global, industri GNSS adalah salah satu dari sedikit industri yang berhasil melawan tren dan terus meningkat. Badan Sistem Navigasi Satelit Global Eropa memprediksi bahwa nilai total output pasar navigasi satelit global akan berlipat ganda menjadi lebih dari 300 miliar euro dalam sepuluh tahun ke depan, dan jumlah terminal GNSS akan meningkat menjadi 9.5 miliar unit.Di pasar navigasi satelit global, peralatan terminal yang digunakan dalam lalu lintas jalan raya, drone, dan bidang lainnya akan menjadi segmen pasar dengan pertumbuhan tercepat dalam dekade mendatang: kendaraan cerdas dan tanpa pengemudi adalah arah pengembangan utama kendaraan jalan raya masa depan, dan mobil dengan kemampuan mengemudi otonom harus dilengkapi dengan antena GNSS presisi tinggi. Oleh karena itu, pasar pengemudi otonom memiliki permintaan yang sangat besar untuk antena GNSS. Dengan terus berkembangnya proses modernisasi pertanian di negara kita, penggunaan drone perlindungan tanaman dan drone lainnya yang dilengkapi dengan antena pemosisian presisi tinggi akan terus meningkat.

4. Tren perkembangan antena GNSS presisi tinggi

Setelah bertahun-tahun pengembangan antena GNSS presisi tinggi, berbagai teknologi telah menjadi relatif matang, tetapi masih banyak bidang yang perlu diterobos:1. Miniaturisasi: Miniaturisasi peralatan elektronik merupakan tren perkembangan yang abadi. Terutama dalam aplikasi seperti drone dan perangkat genggam, permintaan akan antena berukuran kecil semakin mendesak. Namun, kinerja antena akan berkurang setelah antena diminiaturisasi. Bagaimana mengurangi ukuran antena sambil memastikan kinerja yang komprehensif merupakan arah penelitian penting untuk 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 kekurangan seperti ukuran besar, bandwidth sempit, dan biaya tinggi, serta tidak dapat mencapai desain universal. Oleh karena itu, perlu untuk mempelajari teknologi anti-multipath dengan karakteristik miniaturisasi dan bandwidth untuk memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi.3. Multifungsi: Selain antena GNSS, berbagai perangkat saat ini juga mengintegrasikan lebih dari satu antena komunikasi. Sistem komunikasi yang berbeda dapat menyebabkan berbagai interferensi sinyal pada antena GNSS, yang memengaruhi pengumpulan bintang secara normal. Oleh karena itu, antena GNSS dan antena komunikasi diintegrasikan ke dalam desain melalui integrasi multifungsi. Interferensi antar antena dipertimbangkan selama proses desain, yang dapat meningkatkan karakteristik kompatibilitas elektromagnetik dan meningkatkan kinerja keseluruhan perangkat sekaligus meningkatkan tingkat integrasi.

5. Kesimpulan

Artikel ini secara singkat memperkenalkan antena GNSS presisi tinggi, berfokus pada aplikasinya di berbagai industri dan status teknis antena presisi tinggi di dalam dan luar negeri, serta memberikan gambaran umum tentang status pasar dan tren perkembangannya. Dengan semakin populernya teknologi 5G, teknologi Beidou + 5G akan semakin mendorong penerapan teknologi penentuan posisi presisi tinggi di semakin banyak bidang, dan antena penentuan posisi presisi tinggi juga akan membuka ruang pengembangan yang lebih besar.

Artikel ini berasal dari "Jaringan frekuensi radio gelombang mikro”, jika ada pelanggaran atau masalah lain, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.Dukung perlindungan hak kekayaan intelektual, mohon sebutkan sumber dan penulis asli saat mencetak ulang.

Sebelumnya

Investasi di bidang ini sedang booming! E-commerce prototipe PCB Jialichuang Technology menyelesaikan putaran pendanaan pertamanya sebesar 500 juta RMB, dan Sequoia China melakukan langkah selanjutnya.

Berikutnya

Di mana saja lokasi pemasangan antena gain tinggi? Apa yang perlu Anda perhatikan?