Anteny przeciwzakłóceniowe GNSS dla cywilnych UAV i systemów autonomicznych

Streszczenie

W obszarach miejskich, przemysłowych, energetycznych, portowych i innych złożonych cywilnych środowiskach elektromagnetycznych na sygnały GNSS mogą wpływać niezamierzone zakłócenia. Produkty nawigacyjne zapobiegające zakłóceniom do zgodnych z prawem zastosowań cywilnych mogą pomóc integratorom systemów ocenić i poprawić ciągłość nawigacji, niezawodność pozycjonowania i stabilność operacyjną.

Niezawodność GNSS ma znaczenie w operacjach cywilnych

GNSS stał się ważną częścią wielu nowoczesnych systemów cywilnych i komercyjnych. UAV, bezzałogowe statki nawodne, pojazdy autonomiczne, sprzęt geodezyjny, platformy logistyczne i roboty przemysłowe często zależą od pozycjonowania satelitarnego w celu planowania tras, geofencingu, funkcji powrotu, synchronizacji i zautomatyzowanych operacji.

W praktyce sygnały GNSS, gdy docierają do ziemi, są stosunkowo słabe. Budynki miejskie, maszyny przemysłowe, obiekty wysokiego napięcia, sprzęt komunikacyjny, infrastruktura portowa i inne źródła częstotliwości radiowych mogą powodować złożone warunki sygnału. Warunki te mogą mieć wpływ na dostępność, dokładność lub ciągłość pozycjonowania.

Dla integratorów systemów i operatorów cel jest prosty: utrzymać niezawodne działanie nawigacji i zmniejszyć możliwość przerw w legalnych operacjach cywilnych i komercyjnych.

Źródła degradacji sygnału GNSS

Na wydajność GNSS może mieć wpływ kilka czynników w cywilnych środowiskach operacyjnych:

• Niezamierzone emisje częstotliwości radiowych z urządzeń przemysłowych, systemów komunikacyjnych, energoelektroniki lub pobliskiej infrastruktury

• Odbicia sygnału powodowane przez budynki, mosty, kontenery, dźwigi, teren i inne duże konstrukcje

• Tymczasowe zakłócenia sygnału w gęstym środowisku miejskim, portowym, górniczym, leśnym lub budowlanym

• Anomalie sygnału wpływające na zdolność odbiornika do utrzymywania stabilnego położenia lub synchronizacji

• Złożone warunki wielościeżkowe, w których odbite sygnały satelitarne docierają do odbiornika z różnych kierunków

Czynniki te nie zawsze powodują całkowitą utratę usług GNSS. Mogą jednak zmniejszyć stabilność wyników pozycjonowania i zwiększyć niepewność operacyjną. Jest to szczególnie ważne w przypadku systemów autonomicznych, które opierają się na GNSS jako jednym z elementów szerszego rozwiązania nawigacyjnego.

Co to jest antena GNSS CRPA?

Konwencjonalna antena GNSS zwykle odbiera sygnały w całym swoim paśmie roboczym z ograniczoną możliwością rozróżniania kierunków sygnału.

Antena o kontrolowanym wzorcu odbioru, powszechnie znana jako antena CRPA, wykorzystuje wiele elementów anteny wraz z technologią przetwarzania sygnału. Układ może analizować różnice w kierunku nadejścia sygnału, fazie i amplitudzie pomiędzy elementami.

Architektura ta może pomóc systemowi w ulepszeniu obsługi złożonych warunków sygnału, obsługując:

• Ocena sygnału kierunkowego

• Adaptacyjna kontrola wzorca odbioru

• Lepsze odrzucanie niepożądanej energii o częstotliwości radiowej

• Bardziej stabilny odbiór sygnałów nawigacji satelitarnej

• Lepsza ciągłość podłączonych odbiorników GNSS i systemów nawigacji

Krótko mówiąc, wieloelementowa antena GNSS dostarcza systemowi nawigacji więcej informacji umożliwiających ocenę jakości sygnału niż antena jednoelementowa.

Korzyści dla integratorów systemów

W przypadku integratorów systemów cywilnych i komercyjnych produkty GNSS zapobiegające zakłócaniu i fałszowaniu mogą wspierać bardziej niezawodną architekturę nawigacji.

Potencjalne korzyści obejmują:

• Poprawiona ciągłość GNSS w środowiskach o dużym natężeniu sygnału

• Bardziej stabilne pozycjonowanie dla funkcji automatycznego planowania trasy i nawigacji

• Lepsza obsługa systemów fuzji czujników wykorzystujących GNSS, IMU, odometrię, wizję lub inne czujniki nawigacyjne

• Zmniejszone zakłócenia operacyjne spowodowane lokalnymi warunkami częstotliwości radiowej

• Większa pewność podczas oceny wydajności nawigacji podczas integracji systemu i testów w terenie

Dokładny wynik zależy od platformy, instalacji anteny, konfiguracji odbiornika, środowiska operacyjnego i całego projektu systemu nawigacji. Wybór produktu powinien zatem opierać się na przeglądzie konkretnego zastosowania i wymagań integracyjnych.

Typowe zastosowania cywilne i handlowe

Integracja UAV i dronów

Komercyjne UAV są wykorzystywane w geodezji, mapowaniu, pracach rolniczych, inspekcji infrastruktury, monitorowaniu środowiska, logistyce i ocenie przemysłowej. Stabilny odbiór GNSS wspiera planowanie tras, automatyczne funkcje lotu, geotagowanie i powtarzalne gromadzenie danych.

Geodezja i mapowanie

Zespoły geodezyjne mogą pracować wokół budynków, obiektów energetycznych, placów budowy, portów i wymagającego terenu. Niezawodne działanie GNSS może pomóc w zapewnieniu spójnego pozycjonowania na potrzeby mapowania, pomiarów i gromadzenia danych geoprzestrzennych.

Żegluga Morska i Operacje Portowe

Porty, obiekty przybrzeżne, statki i autonomiczne systemy morskie mogą działać w pobliżu dźwigów, kontenerów, sprzętu komunikacyjnego i gęstej infrastruktury. Odporność GNSS może wspierać ciągłość nawigacji i świadomość pozycji w tych środowiskach.

Pojazdy przemysłowe i systemy autonomiczne

Autonomiczne pojazdy naziemne, roboty przemysłowe, sprzęt górniczy i platformy logistyczne mogą korzystać ze stabilnego odniesienia GNSS podczas współpracy z innymi czujnikami nawigacyjnymi. Wieloelementowa antena GNSS może zapewnić bardziej niezawodne dane wejściowe dotyczące pozycjonowania dla całego systemu.

Inspekcja Energii i Infrastruktury

Inspekcje linii energetycznych, ocena farm fotowoltaicznych, monitorowanie rurociągów, operacje użyteczności publicznej i konserwacja infrastruktury często odbywają się w pobliżu złożonych środowisk elektrycznych i konstrukcyjnych. Niezawodne pozycjonowanie może pomóc w ulepszeniu planowania pracy, dokładności lokalizacji i spójności operacyjnej.

Rozwiązania antenowe Navifort GNSS

Navifort dostarcza rozwiązania antenowe GNSS do zgodnych z prawem zastosowań cywilnych i komercyjnych. Oferta produktów obejmuje wieloelementowe anteny przeciwzakłóceniowe CRPA oraz zintegrowane jednostki GNSS przeciwdziałające zakłóceniom i fałszowaniu dla platform profesjonalnych.

W zależności od konfiguracji produktu rozwiązania mogą obsługiwać:

• Odbiór wielu konstelacji GNSS, w tym BDS, GPS, Galileo i innych obsługiwanych systemów

• Kompaktowe, wieloelementowe konstrukcje tablicowe dla platform o ograniczonej przestrzeni

• Integracja poprzez interfejsy RF lub cyfrowe interfejsy wyjściowe nawigacji

• Profesjonalna integracja platform dla UAV, systemów autonomicznych, zastosowań morskich, sprzętu pomiarowego i operacji infrastrukturalnych

• Wsparcie przetwarzania sygnału w celu poprawy ciągłości nawigacji w złożonych środowiskach sygnałów cywilnych

Szczegółowa dokumentacja techniczna, wskazówki dotyczące interfejsu i zalecenia dotyczące modeli są dostępne po krótkim przeglądzie aplikacji.

Wybór właściwego rozwiązania

Najlepsze rozwiązanie anteny GNSS zależy od wymagań całego systemu. Przed wyborem modelu integratorzy systemów powinni rozważyć:

• Typ platformy i przestrzeń montażowa

• Wymagane konstelacje i pasma częstotliwości GNSS

• Istniejący odbiornik GNSS lub architektura sterowania lotem

• Metoda integracji RF lub cyfrowa

• Wymagania dotyczące zasilania i złączy

• Warunki środowiskowe, w tym temperatura, wibracje i wymagania dotyczące obudowy

• Docelowa dokładność pozycjonowania i oczekiwania dotyczące ciągłości nawigacji

• Zamierzone zastosowanie cywilne lub komercyjne

Podanie tych informacji na etapie zapytania ofertowego pomaga zespołowi inżynieryjnemu zalecić odpowiednią konfigurację produktu i podejście do integracji.

Skontaktuj się z CHREDSUN

Jeśli opracowujesz zgodny z prawem cywilny lub komercyjny UAV, system autonomiczny, platformę morską, rozwiązanie geodezyjne lub projekt nawigacji przemysłowej, CHREDSUN może wesprzeć wstępny wybór produktu, dyskusję dotyczącą integracji i przegląd dokumentacji technicznej.

Skontaktuj się z zespołem CHREDSUN, podając typ platformy, zamierzone zastosowanie, wymaganą konfigurację GNSS, kraj lub region docelowy oraz szacunkową ilość. Szczegółową dokumentację można następnie udostępnić w celu rozpatrzenia odpowiedniego wniosku cywilnego i handlowego.