위성 측위 기술의 지속적인 개발 및 개선으로 측량 및 매핑, 정밀 농업, UAV, 무인 운전 및 기타 분야, 고정밀 측위 기술 등 현대 생활의 모든 계층에 고정밀 측위 기술이 적용되었습니다. 어디에서나 볼 수 있습니다.특히, 차세대 Beidou 항법 위성 시스템의 네트워크 완성과 5G 시대의 도래에 따라 Beidou +5G의 지속적인 개발은 공항 스케줄링 분야에서 고정밀 측위 기술의 적용을 촉진할 것으로 예상됩니다. , 로봇 검사, 차량 모니터링, 물류 관리 및 기타 분야.고정밀 포지셔닝 기술의 실현은 고정밀 안테나, 고정밀 알고리즘 및 고정밀 보드 카드의 지원과 불가분의 관계에 있습니다.본 논문에서는 고정밀 안테나의 개발 및 적용, 기술현황 등을 주로 소개한다.

1. GNSS 고정밀 안테나 개발 및 적용

1.1 고정밀 안테나

GNSS 분야에서 고정밀 안테나는 안테나 위상 중심의 안정성에 대한 특별한 요구 사항이 있는 일종의 안테나입니다.일반적으로 고정밀 보드와 결합하여 센티미터 수준 또는 밀리미터 수준의 고정밀 위치 지정을 실현합니다.고정밀 안테나 설계에는 일반적으로 안테나 빔 폭, 낮은 고도 이득, 비원형도, 롤 드롭 계수, 전면 및 후면 비율, 다중 경로 방지 기능 등과 같은 지표에 대한 특별한 요구 사항이 있습니다. 안테나의 위상 중심 안정성에 직접 또는 간접적으로 영향을 미치고 위치 정확도에 영향을 미칩니다.

1.2 고정밀 안테나의 응용 및 분류

고정밀 GNSS 안테나는 처음에는 엔지니어링 로프팅, 지형 매핑 및 다양한 제어 측량 과정에서 정적 밀리미터 수준의 위치 결정 정확도를 달성하기 위해 측량 및 매핑 분야에서 사용되었습니다.고정밀 측위 기술이 더욱 성숙해짐에 따라 고정밀 안테나는 연속 작동 기준국, 변형 모니터링, 지진 모니터링, 측량 및 매핑 측정, 무인 항공기(uav), 정밀 분야 등 점점 더 많은 분야에 점차적으로 적용되고 있습니다. 농업, 자동 운전, 운전 시험 운전 훈련, 엔지니어링 기계 및 기타 산업 분야에서는 안테나의 지수 요구 사항에 따라 다양한 응용 분야에서도 분명한 차이가 있습니다.

1.2.1 CORS 시스템, 변형 모니터링, 지진 모니터링 – 기준국 안테나

고정밀 안테나는 연속 운용 기준국을 사용하여 정확한 위치 정보를 위한 장기간 관측을 통해, 실시간 관측 데이터를 관제센터로 전송하는 데이터 통신 시스템을 통해 계산된 관제센터 면적의 오차를 보정한 후 매개변수를 향상시켜 토양, 별의 시스템 강화 시스템 등을 통해 로버(클라이언트)에게 오류 메시지를 전송하고, 최종적으로 사용자는 정확한 좌표 정보를 얻을 수 있다[1].

변형 모니터링, 지진 모니터링 등을 적용할 때 변형량을 정확하게 모니터링하고 작은 변형을 감지하여 자연 재해 발생을 예측해야 하기 때문입니다.

따라서 연속 작동 기준국, 변형 모니터링 및 지진 모니터링과 같은 응용 분야를 위한 고정밀 안테나를 설계할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 우수한 위상 중심 안정성 및 다중 경로 간섭 방지 능력으로 실시간 정확한 안테나를 제공해야 합니다. 다양한 향상된 시스템에 대한 위치 정보.또한, 최대한 많은 위성 보정 매개변수를 제공하기 위해 안테나는 최대한 많은 위성을 수신해야 하므로 4계통 전주파수 대역이 표준 구성이 되었습니다.이런 종류의 응용에서는 일반적으로 4개 시스템의 전 대역을 커버하는 기준국 안테나(reference station Antenna)가 시스템의 관측 안테나로 사용됩니다.

1.2.2 측량 및 매핑 - 내장 측량 안테나

측량 및 매핑 분야에서는 통합이 용이한 내장형 측량 안테나를 설계하는 것이 필요합니다.안테나는 일반적으로 측량 및 매핑 분야에서 실시간 고정밀 포지셔닝을 달성하기 위해 RTK 수신기 상단에 내장됩니다.

주파수 안정성, 빔 적용 범위, 위상 중심, 안테나 크기 등의 설계에서 주요 고려 사항으로 내장된 측정 안테나 적용 범위는 특히 4g, Bluetooth, WiFi와 통합된 네트워크 RTK 적용으로 모든 netcom 내장- 측정 안테나는 2016년 대부분의 RTK 수신기 제조업체가 출시한 이후 점차적으로 주요 시장 점유율을 차지하며 널리 적용되고 홍보되었습니다.

1.2.3 운전시험 및 운전훈련, 무인운전 – 외부측정안테나

기존 운전 시험 시스템은 입력 비용이 크고 운영 및 유지 관리 비용이 높으며 환경에 미치는 영향이 크고 정확도가 낮다는 등 많은 단점이 있습니다. 운전 시험 시스템에 고정밀 안테나를 적용한 후 시스템은 수동 평가에서 변경됩니다. 지능형 평가를 제공하며 평가 정확도가 높아 운전 시험에 드는 인적, 물적 비용을 크게 절감합니다.

최근 무인운전 시스템이 급속히 발전하고 있다.무인 운전에서는 일반적으로 RTK 고정밀 측위 및 관성 항법 결합 측위 기술이 채택되어 대부분의 환경에서 높은 측위 정확도를 달성할 수 있습니다.

무인 시스템과 같은 운전 시험 운전 훈련에서 안테나는 종종 외부 형태, 주파수 작동 필요성으로 측정되며 다중 시스템을 갖춘 다중 주파수 안테나는 높은 포지셔닝 정확도를 달성할 수 있으며 다중 경로 신호는 특정 억제 및 좋은 환경을 갖습니다. 적응성, 실패 없이 야외 환경에서 장기간 사용할 수 있습니다.

1.2.4 UAV - 고정밀 UAV 안테나

최근 몇 년 동안 UAV 산업은 빠르게 발전했습니다.Uav는 농업 식물 보호, 측량 및 매핑, 전력선 순찰 및 기타 시나리오에 널리 사용되었습니다.이러한 시나리오에서는 고정밀 안테나만 장착하면 다양한 작업의 정확성, 효율성 및 안전성을 보장할 수 있습니다.uav의 고속, 가벼운 부하 및 짧은 내구성이라는 특성으로 인해 uav 고정밀 안테나의 설계는 주로 무게, 크기, 전력 소비 및 기타 요소에 중점을 두고 다음을 전제로 최대한 광대역 설계를 실현합니다. 무게와 크기.

2, 국내외 GNSS 안테나 기술 현황

2.1 해외 고정밀 안테나 기술 현황

고정밀 안테나에 대한 해외 연구는 일찍부터 시작되었으며 NoVatel의 GNSS 750 시리즈 초크 안테나, Trimble의 Zepryr 시리즈 안테나, Leica AR25 안테나 등과 같이 성능이 좋은 고정밀 안테나 제품 시리즈가 개발되었습니다. 혁신적인 의미를 지닌 많은 안테나 형태가 있습니다.따라서 과거 중국의 고정밀 안테나 시장은 오랫동안 외국 제품의 독점에서 벗어나 있었습니다.그러나 최근 10년 동안 국내 제조업체가 많아지면서 해외 GNSS 고정밀 안테나 성능은 기본적으로 장점이 없었지만 국내 고정밀 제조업체는 시장을 해외로 확대하기 시작했습니다.

또한 Maxtena, Tallysman 등과 같은 일부 새로운 GNSS 안테나 제조업체도 최근 몇 년 동안 개발했으며 이들 제품은 주로 무인 항공기, 차량 및 기타 시스템에 사용되는 소형 GNSS 안테나입니다.안테나 형태는 일반적으로 유전율이 높은 마이크로스트립 안테나 또는 4암 나선형 안테나입니다.이런 종류의 안테나 설계 기술에서는 외국 제조업체가 우위를 점하지 못하고, 국내외 제품이 동질적 경쟁 시대에 진입하고 있습니다.

2.2 국내 고정밀 안테나 기술 현황

지난 10년 동안 다수의 국내 고정밀 안테나 제조업체가 성장하기 시작했으며독립적인 지적재산권을 보유한 일련의 고정밀 안테나 제품을 개발한 Huaxin Antenna, Zhonghaida, Dingyao, Jiali Electronics 등과 같은 velop.

예를 들어, 기준국 안테나 및 내장형 측정 안테나 분야에서 HUaxin의 3D 초크 안테나 및 풀넷콤 결합 안테나는 국제 최고의 성능 수준에 도달할 뿐만 아니라 높은 신뢰성으로 다양한 환경 응용 분야의 요구 사항을 충족합니다. 긴 수명과 매우 낮은 고장률.

차량, 무인항공기 및 기타 산업 분야에서는 외부 측정 안테나 및 4암 나선형 안테나의 설계 기술이 상대적으로 성숙해 운전 테스트 시스템, 무인 운전, 무인 항공기 및 기타 산업에 널리 사용되었습니다. 그리고 좋은 경제적, 사회적 이익을 얻었습니다.

3. GNSS 안테나 시장 현황 및 전망

2018년 중국 위성 내비게이션 및 위치 서비스 산업의 총 생산량은 2017년에 비해 18.3% 증가한 3,016억 위안에 도달했으며[2], 2020년에는 4,000억 위안에 도달할 예정입니다.2019년 전 세계 위성 내비게이션 시장의 총 가치는 1,500억 유로였으며, GNSS 단말 사용자 수는 64억 명에 달했습니다.GNSS 산업은 세계 경제 침체를 이겨낸 몇 안 되는 산업 중 하나입니다.유럽 ​​GNSS 기관은 글로벌 위성 내비게이션 시장이 향후 10년 내에 두 배로 성장하여 3,000억 유로 이상으로 성장하고 GNSS 단말기 수가 95억 개로 증가할 것으로 예측합니다.

도로 교통, 단말 장비와 같은 분야의 무인 항공기에 적용되는 글로벌 위성 내비게이션 시장은 향후 10년 동안 시장에서 가장 빠르게 성장하는 부문입니다. 지능, 무인 차량이 주요 개발 방향이며 미래의 도로 차량 자율 주행 능력입니다. 차량에는 정밀도가 높은 GNSS 안테나가 장착되어 있어야 하므로 GNSS 안테나 자동 운전에 대한 시장 수요가 엄청납니다.중국의 농업 현대화가 지속적으로 발전함에 따라 식물 보호용 무인 항공기와 같이 고정밀 측위 안테나가 장착된 무인 항공기의 사용이 계속 증가할 것입니다.

4. GNSS 고정밀 안테나 개발 동향

수년간의 개발 끝에 GNSS 고정밀 안테나의 다양한 기술은 상대적으로 성숙해졌지만 여전히 깨져야 할 방향이 많습니다.

1. 소형화: 전자 장비의 소형화는 영원한 발전 추세입니다. 특히 UAV 및 핸드헬드와 같은 응용 분야에서는 소형 안테나에 대한 수요가 더욱 시급합니다.그러나 소형화 이후 안테나의 성능은 저하될 것이다.종합적인 성능을 보장하면서 안테나 크기를 줄이는 방법은 고정밀 안테나의 중요한 연구 방향입니다.

2. Anti-Multipath 기술: GNSS 안테나의 Anti-Multipath 기술은 주로 초크 코일 기술[3], 인공 전자기 재료 기술[4][5] 등을 포함하지만 모두 큰 크기, 협대역 등의 단점을 가지고 있습니다. 폭이 넓고 가격이 비싸 보편적인 디자인을 이룰 수 없습니다.따라서 다양한 응용 요구사항을 충족시키기 위해 소형화 및 광대역 특성을 지닌 다중경로 방지 기술에 대한 연구가 필요하다.

3. 다기능: 요즘에는 GNSS 안테나 외에도 두 개 이상의 통신 안테나가 다양한 장치에 통합되어 있습니다.서로 다른 통신 시스템은 GNSS 안테나에 다양한 신호 간섭을 일으켜 정상적인 위성 수신에 영향을 미칠 수 있습니다.따라서 GNSS 안테나와 통신 안테나의 통합 설계는 다기능 통합을 통해 구현되며 설계 시 안테나 간의 간섭 효과를 고려하여 통합도를 향상시키고 전자기 호환성 특성을 향상시키며 성능을 향상시킬 수 있습니다. 전체 기계.