Помехи ГНСС-антенны для гражданских БПЛА и автономных систем

Краткое содержание

В городских, промышленных, энергетических, портовых и других сложных гражданских электромагнитных средах на сигналы GNSS могут влиять непреднамеренные помехи. Навигационные продукты с защитой от помех для законного гражданского применения могут помочь системным интеграторам оценить и улучшить непрерывность навигации, надежность позиционирования и стабильность работы.

Вопросы надежности GNSS в гражданских операциях

ГНСС стала важной частью многих современных гражданских и коммерческих систем. БПЛА, беспилотные надводные корабли, автономные транспортные средства, геодезическое оборудование, логистические платформы и промышленные роботы часто зависят от спутникового позиционирования для планирования маршрута, геозонирования, функций возврата, синхронизации и автоматизированных операций.

На практике сигналы GNSS относительно слабы, когда достигают земли. Городские здания, промышленное оборудование, высоковольтные установки, оборудование связи, портовая инфраструктура и другие источники радиочастот могут создавать сложные условия сигнала. Эти условия могут повлиять на доступность, точность и непрерывность позиционирования.

Для системных интеграторов и операторов цель проста: обеспечить надежность навигационных характеристик и снизить вероятность сбоев в ходе законных гражданских и коммерческих операций.

Источники ухудшения сигнала ГНСС

На производительность GNSS в гражданских условиях эксплуатации могут влиять несколько факторов:

• Непреднамеренное радиочастотное излучение промышленного оборудования, систем связи, силовой электроники или близлежащей инфраструктуры.

• Отражения сигнала, вызванные зданиями, мостами, контейнерами, кранами, ландшафтом и другими крупными конструкциями

• Временное препятствие сигналу в плотной городской среде, портах, горнодобывающей, лесной или строительной среде.

• Аномалии сигнала, которые влияют на способность приемника поддерживать стабильное позиционирование или время.

• Сложные условия многолучевого распространения, когда отраженные спутниковые сигналы достигают приемника с разных направлений.

Эти факторы не всегда приводят к полной потере обслуживания GNSS. Однако они могут снизить стабильность результатов позиционирования и увеличить эксплуатационную неопределенность. Это особенно важно для автономных систем, которые полагаются на GNSS как на один из элементов более широкого навигационного решения.

Что такое GNSS-антенна CRPA?

Обычная антенна ГНСС обычно принимает сигналы во всем рабочем диапазоне с ограниченной способностью различать направления сигналов.

Антенна с управляемой диаграммой направленности, широко известная как антенна CRPA, использует несколько антенных элементов вместе с технологией обработки сигналов. Массив может анализировать различия в направлении поступления сигнала, фазе и амплитуде между элементами.

Эта архитектура может помочь системе улучшить обработку сложных сигналов, поддерживая:

• Оценка сигнала направления

• Адаптивное управление диаграммой направленности приема

• Улучшенное подавление нежелательной радиочастотной энергии.

• Более стабильный прием сигналов спутниковой навигации.

• Улучшенная непрерывность работы подключенных приемников GNSS и навигационных систем.

Проще говоря, многоэлементная антенна ГНСС предоставляет навигационной системе больше информации для оценки качества сигнала, чем одноэлементная антенна.

Преимущества для системных интеграторов

Для гражданских и коммерческих системных интеграторов продукты GNSS с защитой от помех и спуфинга могут обеспечить более надежную навигационную архитектуру.

Потенциальные преимущества включают в себя:

• Улучшенная непрерывность работы GNSS в условиях перегруженного сигнала.

• Более стабильное позиционирование для автоматического планирования маршрута и функций навигации.

• Улучшенная поддержка систем объединения датчиков, использующих GNSS, IMU, одометрические, зрительные или другие навигационные датчики.

• Уменьшение сбоев в работе, вызванных местными радиочастотными условиями.

• Больше уверенности при оценке производительности навигации во время системной интеграции и полевых испытаний.

Точный результат зависит от платформы, установки антенны, конфигурации приемника, условий эксплуатации и всей конструкции навигационной системы. Поэтому выбор продукта должен основываться на анализе конкретного приложения и требований к интеграции.

Типичные гражданские и коммерческие применения

Интеграция БПЛА и дронов

Коммерческие БПЛА используются в геодезии, картографировании, сельскохозяйственных операциях, инспекции инфраструктуры, мониторинге окружающей среды, логистике и промышленной оценке. Стабильный прием GNSS поддерживает планирование маршрута, функции автоматического полета, геотегирование и повторяемый сбор данных.

Геодезия и картографирование

Геодезические группы могут работать вокруг зданий, энергетических объектов, строительных площадок, портов и на сложной местности. Надежная работа GNSS может помочь обеспечить согласованное позиционирование для картографии, измерений и сбора геопространственных данных.

Морское судоходство и портовые операции

Порты, береговые объекты, суда и автономные морские системы могут работать вблизи кранов, контейнеров, средств связи и плотной инфраструктуры. Устойчивость GNSS может обеспечить непрерывность навигации и осведомленность о местоположении в этих средах.

Промышленные транспортные средства и автономные системы

Автономные наземные транспортные средства, промышленные роботы, горнодобывающее оборудование и логистические платформы могут получить выгоду от стабильной опорной GNSS при совместной работе с другими навигационными датчиками. Многоэлементная антенна GNSS может обеспечить более надежный входной сигнал позиционирования для всей системы.

Инспекция энергетики и инфраструктуры

Проверка линий электропередачи, оценка солнечных электростанций, мониторинг трубопроводов, эксплуатация коммунальных предприятий и обслуживание инфраструктуры часто происходят вблизи сложных электрических и структурных сред. Надежное позиционирование может помочь улучшить планирование работы, точность определения местоположения и последовательность операций.

Антенные решения Navifort GNSS

Navifort предлагает антенные решения GNSS для законного гражданского и коммерческого применения. В ассортимент продукции входят многоэлементные помехозащищенные антенны CRPA, а также интегрированные ГНСС-блоки защиты от помех и спуфинга для профессиональных платформ.

В зависимости от конфигурации продукта решения могут поддерживать:

• Прием GNSS из нескольких созвездий, включая BDS, GPS, Galileo и другие поддерживаемые системы.

• Компактные многоэлементные конструкции массивов для платформ с ограниченным пространством

• Интеграция через радиочастотные интерфейсы или интерфейсы цифрового навигационного вывода.

• Интеграция профессиональной платформы для БПЛА, автономных систем, морских приложений, геодезического оборудования и операций с инфраструктурой.

• Поддержка обработки сигналов для улучшения непрерывности навигации в сложных условиях гражданской сигнализации

Подробная техническая документация, руководство по интерфейсу и рекомендации по моделям доступны после краткого обзора приложения.

Выбор правильного решения

Лучшее решение для антенны GNSS зависит от требований всей системы. Прежде чем выбрать модель, системные интеграторы должны учитывать:

• Тип платформы и место для установки

• Требуемые группировки GNSS и диапазоны частот

• Существующий приемник GNSS или архитектура управления полетом

• RF или метод цифровой интеграции

• Требования к источнику питания и разъему

• Условия окружающей среды, включая температуру, вибрацию и требования к корпусу

• Точность позиционирования цели и ожидания непрерывности навигации

• Предполагаемое гражданское или коммерческое применение

Предоставление этой информации на этапе запроса помогает команде инженеров рекомендовать подходящую конфигурацию продукта и подход к интеграции.

Связаться с CHREDSUN

Если вы разрабатываете законный гражданский или коммерческий БПЛА, автономную систему, морскую платформу, геодезическое решение или проект промышленной навигации, CHREDSUN может помочь в первоначальном выборе продукта, обсуждении интеграции и проверке технической документации.

Свяжитесь с командой CHREDSUN и сообщите тип вашей платформы, предполагаемое применение, необходимую конфигурацию GNSS, страну или регион назначения и предполагаемое количество. Подробную документацию можно затем предоставить для рассмотрения соответствующего гражданского и коммерческого применения.