Референсная антенна ГНСС для миллиметровой точности позиционирования в режиме реального времени
- 1 д.т.н., профессор, кафедра радиофизики, антенн и микроволновой техники, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет); руководитель проектирования антенн, ООО «Топкон позишионинг системс»
- 2 к.т.н., доцент, кафедра радиофизики, антенн и микроволновой техники, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет); вед. инженер-разработчик антенн и устройств СВЧ, ООО «Топкон позишионинг системс»
Аннотация
Рассмотрена антенная система референсной станции глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), позволяющая значительно уменьшить ошибку позиционирования, вызванную наличием отраженного от земли сигнала. Антенная система включает протяженный импедансный экран и обеспечивает резкий перепад (отсечку) ДН при пересечении местного горизонта. Выполнен электродинамический анализ, результаты подтверждены натурным экспериментом. Построена антенная система c подавлением многолучевого сигнала, возникающего за счет отражения от земли, на уровне 20 дБ для спутников, расположенных под малым углом возвышения, и 40-50 дБ для спутников, расположенных вблизи зенита. Показано, что вклад ошибки, связанной с отражениями от земли, становится ниже уровня тепловых шумов приемника. Установлено, что при условии фильтрации тепловых шумов среднеквадратичная ошибка позиционирования в реальном времени составляет менее 1 мм.
Для цитирования
Татарников Д.В., Астахов А.В. Референсная антенна ГНСС для миллиметровой точности позиционирования в режиме реального времени // Антенны. 2016. № 2. С. 57–67.
Список источников
- Leick A., Rapoport L., Tatarnikov D. GPS satellite surveying. 4-th Ed. Wiley. 2015.
- Tranquilla J.M., Carr J.P., Al-Rizzo H.M. Analysis of a choke ring ground plane for multipath control in global positioning system (GPS) applications // IEEE Trans. AP. 1994. V. 42. № 7. P. 905-911.
- Kunysz W.A three dimensional choke ring ground plane antenna // Proc. ION GNSS 2003. Institute of Navigation, Portland, OR. P. 1883-1888.
- Tatarnikov D., Astakhov A., Stepanenko A. Broadband convex impedance ground planes for multi-system GNSS reference station antennas // GPS solutions. 2011. V. 15. № 2. P. 101-108.
- Counselman C.C.Multipath-rejection GPS antenna // Proc. IEEE. 1999. V. 87. № 1. P. 86-91.
- Lopez A.R.GPS landing system reference antenna // IEEE AP Magazine. 2010. V. 52. № 1. P. 104-113.
- Татарников Д.В., Астахов А.В. Сферическая антенная решетка с П-образной ДН и низким уровнем теневого поля // Сб. докл. VIВсерос. конф. «Радиолокация и радиосвязь» ИРЭ РАН (19-22 ноября 2012 г.). Т. 1.С. 3-6.
- Tatarnikov D., Astakhov A. Approaching millimeter accuracy of GNSS positioning in real time with large impedance ground plane antennas // Proc. ION ITM 2014. Institute of Navigation. San Diego, CA. P. 844-848.
- Tatarnikov D., Astakhov A. Large impedance ground plane antennas for MM-accuracy of GNSS positioning in real time // Proc. PIERS 2013. Progress in Electromagnetics Research Symposium. Stokholm, Sweden. P. 1825-1829.
- Sievenpiper D., Zhang L., Broas R.F.J., Alexopoulos N.G., Yablonovitch E. High impedance electromagnetic surfaces with a forbidden frequency band // IEEE Trans. MTT. 1999. V. 47. № 11. P. 2059-2074.
- King R.J., Thiel D.V., Park K.S. The synthesis of surface reactance using an artificial dielectric // IEEE Trans. AP. 1983. V. 31. P. 471-476.
- Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. М.: Мир. 1978.
- Амитей Н., Галиндо В., Ву Ч. Теория и анализ фазированных антенных решеток. М.: Мир. 1974.
- Вейцель А.В, Вейцель В.А., Татарников Д.В. Аппаратура высокоточного позиционирования по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем. Высокоточные антенны. Специальные методы повышения точности позиционирования / под ред. М.И. Жодзижского. М.: МАИ-ПРИНТ. 2010.
- VanKoughnett A.L.Mutual coupling effects in linear antenna arrays // Canadian Journal of Physics. 1970. V. 48. P. 659-674.