GNSS-Anti-Jamming-Antennen für zivile UAVs und autonome Systeme

Zusammenfassung

In städtischen, industriellen, Energie-, Energie-, Hafen- und anderen komplexen zivilen elektromagnetischen Umgebungen können GNSS-Signale durch unbeabsichtigte Störungen beeinträchtigt werden. Anti-Jamming-Navigationsprodukte für rechtmäßige zivile Anwendungen können Systemintegratoren dabei helfen, die Navigationskontinuität, Positionierungszuverlässigkeit und Betriebsstabilität zu bewerten und zu verbessern.

GNSS-Zuverlässigkeit ist im zivilen Betrieb von Bedeutung

GNSS ist zu einem wichtigen Bestandteil vieler moderner ziviler und kommerzieller Systeme geworden. UAVs, unbemannte Überwasserschiffe, autonome Fahrzeuge, Vermessungsgeräte, Logistikplattformen und Industrieroboter sind häufig auf die Satellitenortung für Routenplanung, Geofencing, Rückkehrfunktionen, Zeitplanung und automatisierte Abläufe angewiesen.

In der Praxis sind GNSS-Signale relativ schwach, wenn sie den Boden erreichen. Städtische Gebäude, Industriemaschinen, Hochspannungsanlagen, Kommunikationsgeräte, Hafeninfrastruktur und andere Hochfrequenzquellen können zu komplexen Signalbedingungen führen. Diese Bedingungen können die Verfügbarkeit, Genauigkeit oder Kontinuität der Positionierung beeinträchtigen.

Für Systemintegratoren und Betreiber ist das Ziel klar: eine zuverlässige Navigationsleistung aufrechtzuerhalten und die Möglichkeit von Unterbrechungen während des rechtmäßigen zivilen und kommerziellen Betriebs zu verringern.

Ursachen der Verschlechterung des GNSS-Signals

Die GNSS-Leistung kann in zivilen Betriebsumgebungen durch mehrere Faktoren beeinflusst werden:

• Unbeabsichtigte Hochfrequenzemissionen von Industrieanlagen, Kommunikationssystemen, Leistungselektronik oder nahegelegener Infrastruktur

• Signalreflexionen durch Gebäude, Brücken, Container, Kräne, Gelände und andere große Bauwerke

• Vorübergehende Signalbehinderung in dichten Stadt-, Hafen-, Bergbau-, Forst- oder Bauumgebungen

• Signalanomalien, die die Fähigkeit des Empfängers beeinträchtigen, eine stabile Positionierung oder ein stabiles Timing aufrechtzuerhalten

• Komplexe Mehrwegebedingungen, bei denen reflektierte Satellitensignale den Empfänger aus verschiedenen Richtungen erreichen

Diese Faktoren führen nicht immer zu einem vollständigen Ausfall des GNSS-Dienstes. Sie können jedoch die Stabilität der Positionierungsergebnisse verringern und die Betriebsunsicherheit erhöhen. Dies ist besonders wichtig für autonome Systeme, die auf GNSS als einem Element innerhalb einer umfassenderen Navigationslösung basieren.

Was ist eine CRPA-GNSS-Antenne?

Eine herkömmliche GNSS-Antenne empfängt normalerweise Signale aus dem gesamten Betriebsband und ist nur begrenzt in der Lage, zwischen Signalrichtungen zu unterscheiden.

Eine Antenne mit kontrolliertem Empfangsmuster, allgemein bekannt als CRPA-Antenne, verwendet mehrere Antennenelemente zusammen mit Signalverarbeitungstechnologie. Das Array kann Unterschiede in Signalankunftsrichtung, Phase und Amplitude zwischen den Elementen analysieren.

Diese Architektur kann dem System helfen, die Handhabung komplexer Signalbedingungen zu verbessern, indem sie Folgendes unterstützt:

• Richtungssignalauswertung

• Adaptive Empfangsmustersteuerung

• Verbesserte Unterdrückung unerwünschter Hochfrequenzenergie

• Stabilerer Empfang von Satellitennavigationssignalen

• Bessere Kontinuität für angeschlossene GNSS-Empfänger und Navigationssysteme

Vereinfacht ausgedrückt liefert eine GNSS-Antenne mit mehreren Elementen dem Navigationssystem mehr Informationen zur Beurteilung der Signalqualität als eine Antenne mit einem einzigen Element.

Vorteile für Systemintegratoren

Für zivile und kommerzielle Systemintegratoren können Anti-Jamming- und Anti-Spoofing-GNSS-Produkte eine zuverlässigere Navigationsarchitektur unterstützen.

Zu den potenziellen Vorteilen gehören:

• Verbesserte GNSS-Kontinuität in Umgebungen mit überlasteten Signalen

• Stabilere Positionierung für automatisierte Routenplanung und Navigationsfunktionen

• Bessere Unterstützung für Sensorfusionssysteme mit GNSS-, IMU-, Odometrie-, Sicht- oder anderen Navigationssensoren

• Reduzierte Betriebsunterbrechungen durch lokale Hochfrequenzbedingungen

• Mehr Sicherheit bei der Bewertung der Navigationsleistung während der Systemintegration und Feldtests

Das genaue Ergebnis hängt von der Plattform, der Antenneninstallation, der Empfängerkonfiguration, der Betriebsumgebung und dem gesamten Design des Navigationssystems ab. Die Produktauswahl sollte daher auf einer Prüfung der spezifischen Anwendungs- und Integrationsanforderungen basieren.

Typische zivile und kommerzielle Anwendungen

UAV- und Drohnenintegration

Kommerzielle UAVs werden in den Bereichen Vermessung, Kartierung, landwirtschaftliche Betriebe, Infrastrukturinspektion, Umweltüberwachung, Logistik und industrielle Bewertung eingesetzt. Stabiler GNSS-Empfang unterstützt Routenplanung, automatisierte Flugfunktionen, Geotagging und wiederholbare Datenerfassung.

Vermessung und Kartierung

Vermessungsteams können in der Nähe von Gebäuden, Energieanlagen, Baustellen, Häfen und schwierigem Gelände arbeiten. Zuverlässige GNSS-Leistung kann dazu beitragen, eine konsistente Positionierung für Kartierung, Messung und Geodatenerfassung zu unterstützen.

Seeschifffahrt und Hafenbetrieb

Häfen, Küstenanlagen, Schiffe und autonome Seesysteme können in der Nähe von Kränen, Containern, Kommunikationsgeräten und dichter Infrastruktur betrieben werden. Die GNSS-Resilienz kann die Navigationskontinuität und Positionserkennung in diesen Umgebungen unterstützen.

Industriefahrzeuge und autonome Systeme

Autonome Bodenfahrzeuge, Industrieroboter, Bergbaumaschinen und Logistikplattformen können bei der Zusammenarbeit mit anderen Navigationssensoren von einer stabilen GNSS-Referenz profitieren. Eine GNSS-Antenne mit mehreren Elementen kann eine zuverlässigere Positionierungseingabe für das Gesamtsystem unterstützen.

Energie- und Infrastrukturinspektion

Die Inspektion von Stromleitungen, die Bewertung von Solarparks, die Überwachung von Pipelines, der Betrieb von Versorgungsbetrieben und die Wartung der Infrastruktur finden häufig in der Nähe komplexer elektrischer und struktureller Umgebungen statt. Eine zuverlässige Positionierung kann dazu beitragen, die Arbeitsplanung, die Standortgenauigkeit und die Betriebskonsistenz zu verbessern.

Navifort GNSS-Antennenlösungen

Navifort bietet GNSS-Antennenlösungen für rechtmäßige zivile und kommerzielle Anwendungen. Die Produktpalette umfasst Multielement-CRPA-Anti-Jamming-Antennen und integrierte Anti-Jamming- und Anti-Spoofing-GNSS-Einheiten für professionelle Plattformen.

Abhängig von der Produktkonfiguration können Lösungen Folgendes unterstützen:

• GNSS-Empfang mit mehreren Konstellationen, einschließlich BDS, GPS, Galileo und anderen unterstützten Systemen

• Kompakte Multi-Element-Array-Designs für Plattformen mit begrenztem Platzangebot

• Integration über RF-Schnittstellen oder digitale Navigations-Ausgabeschnittstellen

• Professionelle Plattformintegration für UAVs, autonome Systeme, maritime Anwendungen, Vermessungsausrüstung und Infrastrukturbetrieb

• Signalverarbeitungsunterstützung für eine verbesserte Navigationskontinuität in komplexen zivilen Signalumgebungen

Detaillierte technische Dokumentation, Schnittstellenanleitungen und Modellempfehlungen sind nach einer kurzen Anwendungsprüfung verfügbar.

Auswahl der richtigen Lösung

Die beste GNSS-Antennenlösung hängt von den Gesamtsystemanforderungen ab. Vor der Auswahl eines Modells sollten Systemintegratoren Folgendes berücksichtigen:

• Plattformtyp und Installationsraum

• Erforderliche GNSS-Konstellationen und Frequenzbänder

• Vorhandener GNSS-Empfänger oder Flugsteuerungsarchitektur

• RF- oder digitale Integrationsmethode

• Anforderungen an Stromversorgung und Anschlüsse

• Umgebungsbedingungen, einschließlich Temperatur-, Vibrations- und Gehäuseanforderungen

• Zielpositionierungsgenauigkeit und Navigationskontinuitätserwartungen

• Beabsichtigte zivile oder kommerzielle Anwendung

Die Bereitstellung dieser Informationen in der Anfragephase hilft dem Engineering-Team, eine geeignete Produktkonfiguration und einen Integrationsansatz zu empfehlen.

Kontaktieren Sie CHREDSUN

Wenn Sie ein rechtmäßiges ziviles oder kommerzielles UAV, ein autonomes System, eine maritime Plattform, eine Vermessungslösung oder ein industrielles Navigationsprojekt entwickeln, kann CHREDSUN Sie bei der ersten Produktauswahl, Integrationsbesprechung und Überprüfung der technischen Dokumentation unterstützen.

Kontaktieren Sie das CHREDSUN-Team mit Ihrem Plattformtyp, der beabsichtigten Anwendung, der erforderlichen GNSS-Konfiguration, dem Zielland oder der Zielregion und der geschätzten Menge. Detaillierte Unterlagen können dann für die entsprechende Prüfung ziviler und kommerzieller Anträge weitergegeben werden.