Zakaj vaš signal GNSS odpove in kako antene proti motenju CRPA nudijo rešitev

Če se vaš UAV, avtonomni robot ali vozilo včasih 'izgubi' na zemljevidu, niste sami. Številni inženirji ugotovijo, da tudi z visokokakovostnim sprejemnikom GNSS njihov sistem še vedno doživlja izgubo signala, velike skoke v položaju ali dolge čase ponovnega pridobivanja. Glavni vzrok pogosto ni sam sprejemnik, temveč to, kar se zgodi, preden ga signal doseže.

V tem članku si ogledamo najpogostejše razloge, zakaj GNSS ne uspe v resničnih projektih – in kako vam lahko protimotilne antene CRPA pomagajo ponovno pridobiti nadzor.

Zakaj navadne GNSS antene nimajo težav v sodobnih okoljih

Običajne antene GNSS so običajno zasnovane z enim elementom. Nebo obravnavajo kot eno samo 'točko poslušanja', ki ojača vse, kar pride na to točko. To povzroča več težav v današnjih okoljih:

1. Ne morejo razlikovati smeri

• Satelitski signali in motnje, ki prihajajo iz različnih smeri, se mešajo.

• Močan lokalni moteč lahko zlahka preglasi šibke satelitske signale.

2. Nimajo možnosti prostorskega filtriranja

• Filtriranje poteka predvsem po frekvenci, ne po prostoru.

• To ne zadošča proti bližnjim motnjam ali ozkopasovnim/širokopasovnim motnjam na ali blizu frekvenc GNSS.

Posledično, ko UAV leti blizu komunikacijskega stolpa, gre vozilo mimo lokalnega motilca ali robot deluje na hrupnem industrijskem mestu, se lahko sprednji del GNSS nasiči, kar povzroči poslabšanje ali izgubo položaja.

Tipični scenariji motenj v civilnih aplikacijah

Po naših izkušnjah s civilnimi in industrijskimi strankami se napake GNSS pogosto pojavijo v naslednjih situacijah:

• UAV, ki letijo v bližini zgradb, baznih postaj ali območij z gosto povezavo Wi-Fi

• Servisni roboti in AGV, ki delujejo blizu industrijske RF opreme

• Povezana vozila, ki si delijo ceste z vozniki z uporabo poceni motilnih naprav

• Infrastrukturna vozlišča, ki se nahajajo na območjih s prekrivajočimi se komunikacijskimi sistemi

V mnogih primerih integratorji sprva sumijo na napake vdelane programske opreme ali preslikave, vendar meritve pogosto razkrijejo, da je razmerje med signalom in motnjami na vratih antene preprosto prenizko, da bi sprejemnik deloval zanesljivo.

Kako CRPA doda manjkajočo 'prostorsko dimenzijo'

CRPA (antena z nadzorovanim sprejemnim vzorcem) dodaja ključno zmogljivost, ki je običajnim antenam manjka: prostorsko selektivnost. Namesto enega elementa matrika CRPA uporablja več elementov in njihove signale inteligentno združuje. S tem lahko sistem:

• Usmerite sprejemne žarke proti satelitom GNSS

• Oblikujte globoke ničle proti virom motenj

• Dinamično prilagajanje spreminjajočim se smerem motenj

Naše trenutne rešitve CRPA lahko na primer podpirajo 4, 8 ali 16 elementov, pri čemer je število sočasno zatrtih smeri motenj običajno 'število elementov − 1'. 4-elementni niz lahko zatre do 3 smeri, medtem ko lahko 16-elementni niz obravnava do 15 smeri, znotraj svojega načrtovalnega obsega.

V kombinaciji z robustno zasnovo strojne opreme (zaščita pred izgorevanjem ≥10 W na RF vhodu, mehanska zaščita IP65+, delovanje od −40 °C do +65/70 °C itd.) to omogoča sprejemnikom GNSS, da ostanejo uporabni v pogojih, kjer bi sicer odpovedali.

Od 'zakaj smo izgubili GNSS?' do 'preizkus smo opravili'

Pri številnih civilnih projektih uporaba antene proti motenju CRPA spremeni pogovor iz reaktivnega odpravljanja težav v proaktivno robustnost:

• Preizkusom letenja UAV se ni treba več izogibati določenim območjem samo zato, ker je 'GNSS tam slab'

• Avtonomna vozila lahko bolj dosledno ohranjajo celovitost položaja na svojih poteh

• Industrijski roboti in infrastrukturna vozlišča postanejo manj občutljivi na okoliško RF opremo

Poleg tega lahko naše integrirane enote za preprečevanje motenj vključujejo vgrajen sprejemnik GNSS, ki neposredno oddaja podatke PVT (položaj, hitrost, čas), kar poenostavi integracijo za ekipe, ki imajo raje pristop, ki je bolj na ključ.

Naslednji praktični korak

Če se trenutno ukvarjate s težavami glede zanesljivosti GNSS, je dober naslednji korak:

1. Prepričajte se, ali je vaša trenutna antena preprosta zasnova z enim elementom.

2. Izmerite ali ocenite okolje motenj, s katerim se sooča vaš sistem.

3. Ocenite, ali je 4-, 8- ali 16-elementna antena CRPA primerna za vaš SWaP in potrebe po zmogljivosti.

Naša ekipa je povzela pogosta tehnična vprašanja – od podprtih pasov in porabe energije do preprečevanja ponarejanja in možnosti vmesnika – v namenskem dokumentu z vprašanji in odgovori o anteni proti motenju, ponujamo pa tudi jasne liste s cenami/specifikacijami, ki vam pomagajo hitro primerjati modele.

Če želite razpravljati o vaši specifični UAV, vozilu, robotski ali infrastrukturni aplikaciji, nas kontaktirajte. Z veseljem delimo izkušnje z integracijo, vključno s primeri s priljubljenimi civilnimi krmilniki letenja in navigacijskimi protokoli.