Ăng-ten chống nhiễu GNSS cho máy bay không người lái dân dụng và hệ thống tự động

Bản tóm tắt

Trong môi trường đô thị, công nghiệp, năng lượng, điện, cảng và các môi trường điện từ dân dụng phức tạp khác, tín hiệu GNSS có thể bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp không chủ ý. Các sản phẩm điều hướng chống nhiễu dành cho các ứng dụng dân sự hợp pháp có thể giúp các nhà tích hợp hệ thống đánh giá và cải thiện tính liên tục của điều hướng, độ tin cậy định vị và độ ổn định trong vận hành.

Các vấn đề về độ tin cậy của GNSS trong hoạt động dân sự

GNSS đã trở thành một phần quan trọng của nhiều hệ thống dân sự và thương mại hiện đại. UAV, tàu mặt nước không người lái, phương tiện tự động, thiết bị khảo sát, nền tảng hậu cần và robot công nghiệp thường phụ thuộc vào định vị vệ tinh để lập kế hoạch tuyến đường, định vị địa lý, chức năng quay lại, thời gian và hoạt động tự động.

Trong thực tế, tín hiệu GNSS tương đối yếu khi chạm tới mặt đất. Các tòa nhà đô thị, máy móc công nghiệp, thiết bị điện áp cao, thiết bị liên lạc, cơ sở hạ tầng cảng và các nguồn tần số vô tuyến khác có thể tạo ra các điều kiện tín hiệu phức tạp. Những điều kiện này có thể ảnh hưởng đến tính khả dụng, độ chính xác hoặc tính liên tục của định vị.

Đối với các nhà tích hợp và vận hành hệ thống, mục tiêu rất đơn giản: duy trì hiệu suất điều hướng đáng tin cậy và giảm khả năng gián đoạn trong các hoạt động dân sự và thương mại hợp pháp.

Nguồn suy giảm tín hiệu GNSS

Hiệu suất GNSS có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố trong môi trường hoạt động dân sự:

• Phát xạ tần số vô tuyến không chủ ý từ thiết bị công nghiệp, hệ thống thông tin liên lạc, điện tử công suất hoặc cơ sở hạ tầng lân cận

• Phản xạ tín hiệu do các tòa nhà, cầu, container, cần cẩu, địa hình và các công trình lớn khác gây ra

• Tắc nghẽn tín hiệu tạm thời trong môi trường đô thị, cảng, khai thác mỏ, lâm nghiệp hoặc xây dựng dày đặc

• Tín hiệu bất thường ảnh hưởng đến khả năng duy trì vị trí hoặc thời gian ổn định của máy thu

• Điều kiện đa đường phức tạp, trong đó tín hiệu vệ tinh phản xạ tới máy thu từ các hướng khác nhau

Những yếu tố này không phải lúc nào cũng gây ra sự mất hoàn toàn dịch vụ GNSS. Tuy nhiên, chúng có thể làm giảm tính ổn định của kết quả định vị và tăng độ không đảm bảo trong vận hành. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống tự động dựa vào GNSS như một thành phần trong giải pháp điều hướng rộng hơn.

Ăng-ten CRPA GNSS là gì?

Ăng-ten GNSS thông thường thường nhận tín hiệu từ khắp băng tần hoạt động của nó với khả năng phân biệt giữa các hướng tín hiệu bị hạn chế.

Ăng-ten mẫu thu có kiểm soát, thường được gọi là ăng-ten CRPA, sử dụng nhiều thành phần ăng-ten cùng với công nghệ xử lý tín hiệu. Mảng có thể phân tích sự khác biệt về hướng, pha và biên độ tín hiệu đến giữa các phần tử.

Kiến trúc này có thể giúp hệ thống cải thiện khả năng xử lý các điều kiện tín hiệu phức tạp bằng cách hỗ trợ:

• Đánh giá tín hiệu định hướng

• Kiểm soát mẫu tiếp nhận thích ứng

• Cải thiện khả năng loại bỏ năng lượng tần số vô tuyến không mong muốn

• Thu tín hiệu định vị vệ tinh ổn định hơn

• Tính liên tục tốt hơn cho các máy thu và hệ thống định vị GNSS được kết nối

Nói một cách đơn giản, ăng-ten GNSS đa phần tử cung cấp nhiều thông tin hơn cho hệ thống định vị để đánh giá chất lượng tín hiệu so với ăng-ten một phần tử.

Lợi ích dành cho nhà tích hợp hệ thống

Đối với các nhà tích hợp hệ thống dân dụng và thương mại, các sản phẩm GNSS chống nhiễu và chống giả mạo có thể hỗ trợ kiến ​​trúc điều hướng đáng tin cậy hơn.

Các lợi ích tiềm năng bao gồm:

• Cải thiện tính liên tục của GNSS trong môi trường tín hiệu bị tắc nghẽn

• Định vị ổn định hơn cho các chức năng điều hướng và lập kế hoạch tuyến đường tự động

• Hỗ trợ tốt hơn cho các hệ thống kết hợp cảm biến sử dụng GNSS, IMU, phép đo hình, tầm nhìn hoặc các cảm biến điều hướng khác

• Giảm sự gián đoạn hoạt động do điều kiện tần số vô tuyến cục bộ gây ra

• Tự tin hơn khi đánh giá hiệu suất điều hướng trong quá trình tích hợp hệ thống và thử nghiệm hiện trường

Kết quả chính xác phụ thuộc vào nền tảng, việc lắp đặt ăng-ten, cấu hình máy thu, môi trường vận hành và thiết kế hệ thống định vị hoàn chỉnh. Do đó, việc lựa chọn sản phẩm phải dựa trên việc xem xét các yêu cầu tích hợp và ứng dụng cụ thể.

Ứng dụng dân dụng và thương mại điển hình

Tích hợp UAV và Drone

UAV thương mại được sử dụng trong khảo sát, lập bản đồ, hoạt động nông nghiệp, kiểm tra cơ sở hạ tầng, giám sát môi trường, hậu cần và đánh giá công nghiệp. Khả năng thu GNSS ổn định hỗ trợ lập kế hoạch tuyến đường, chức năng bay tự động, gắn thẻ địa lý và thu thập dữ liệu lặp lại.

Khảo sát và lập bản đồ

Các nhóm khảo sát có thể làm việc xung quanh các tòa nhà, cơ sở điện, công trường, bến cảng và địa hình khó khăn. Hiệu suất GNSS đáng tin cậy có thể giúp hỗ trợ định vị nhất quán cho việc lập bản đồ, đo lường và thu thập dữ liệu không gian địa lý.

Điều hướng hàng hải và khai thác cảng

Cảng, cơ sở ven biển, tàu và hệ thống hàng hải tự trị có thể hoạt động gần cần cẩu, container, thiết bị liên lạc và cơ sở hạ tầng dày đặc. Khả năng phục hồi của GNSS có thể hỗ trợ tính liên tục của việc điều hướng và nhận biết vị trí trong các môi trường này.

Xe công nghiệp và hệ thống tự hành

Các phương tiện tự hành trên mặt đất, robot công nghiệp, thiết bị khai thác mỏ và nền tảng hậu cần có thể được hưởng lợi từ tham chiếu GNSS ổn định khi làm việc cùng với các cảm biến điều hướng khác. Ăng-ten GNSS đa thành phần có thể hỗ trợ đầu vào định vị đáng tin cậy hơn cho toàn bộ hệ thống.

Kiểm tra năng lượng và cơ sở hạ tầng

Kiểm tra đường dây điện, đánh giá trang trại năng lượng mặt trời, giám sát đường ống, vận hành tiện ích và bảo trì cơ sở hạ tầng thường diễn ra gần các môi trường kết cấu và điện phức tạp. Định vị đáng tin cậy có thể giúp cải thiện việc lập kế hoạch làm việc, độ chính xác của vị trí và tính nhất quán trong hoạt động.

Giải pháp Ăng-ten Navifort GNSS

Navifort cung cấp giải pháp ăng-ten GNSS cho các ứng dụng dân sự và thương mại hợp pháp. Dòng sản phẩm bao gồm ăng-ten chống nhiễu CRPA đa thành phần và các bộ GNSS chống nhiễu và chống giả mạo tích hợp dành cho các nền tảng chuyên nghiệp.

Tùy thuộc vào cấu hình sản phẩm, các giải pháp có thể hỗ trợ:

• Tiếp nhận GNSS đa chòm sao, bao gồm BDS, GPS, Galileo và các hệ thống được hỗ trợ khác

• Thiết kế mảng đa phần tử nhỏ gọn dành cho nền tảng có không gian hạn chế

• Tích hợp thông qua giao diện RF hoặc giao diện đầu ra điều hướng kỹ thuật số

• Tích hợp nền tảng chuyên nghiệp cho UAV, hệ thống tự động, ứng dụng hàng hải, thiết bị khảo sát và hoạt động cơ sở hạ tầng

• Hỗ trợ xử lý tín hiệu để cải thiện tính liên tục điều hướng trong môi trường tín hiệu dân sự phức tạp

Tài liệu kỹ thuật chi tiết, hướng dẫn giao diện và đề xuất mô hình sẽ có sẵn sau khi xem xét ứng dụng ngắn gọn.

Lựa chọn giải pháp phù hợp

Giải pháp ăng-ten GNSS tốt nhất phụ thuộc vào yêu cầu hệ thống hoàn chỉnh. Trước khi lựa chọn một mô hình, các nhà tích hợp hệ thống nên xem xét:

• Loại nền tảng và không gian lắp đặt

• Các chòm sao GNSS và dải tần số cần thiết

• Kiến trúc máy thu GNSS hoặc điều khiển chuyến bay hiện có

• Phương pháp tích hợp RF hoặc kỹ thuật số

• Yêu cầu về nguồn điện và đầu nối

• Điều kiện môi trường, bao gồm các yêu cầu về nhiệt độ, độ rung và vỏ bọc

• Độ chính xác của việc định vị mục tiêu và kỳ vọng về tính liên tục của việc điều hướng

• Dự định áp dụng dân sự hoặc thương mại

Việc cung cấp thông tin này ở giai đoạn tìm hiểu sẽ giúp nhóm kỹ thuật đề xuất phương pháp tích hợp và cấu hình sản phẩm phù hợp.

Liên hệ với CHREDSUN

Nếu bạn đang phát triển UAV dân dụng hoặc thương mại hợp pháp, hệ thống tự hành, nền tảng hàng hải, giải pháp khảo sát hoặc dự án điều hướng công nghiệp, CHREDSUN có thể hỗ trợ lựa chọn sản phẩm ban đầu, thảo luận tích hợp và xem xét tài liệu kỹ thuật.

Liên hệ với nhóm CHREDSUN về loại nền tảng, ứng dụng dự định, cấu hình GNSS được yêu cầu, quốc gia hoặc khu vực đích và số lượng ước tính. Sau đó, tài liệu chi tiết có thể được chia sẻ để xem xét đơn đăng ký dân sự và thương mại có liên quan.