二、5700天線系統(tǒng)

1、 Trimble 公司最新的天線技術公司最新的天線技術 北京麥格通訊設備技術有限公司北京麥格通訊設備技術有限公司 Trimble 公司GPS最新的天線技術 一、一、Zephyr 天線技術天線技術 一一)、Zephyr 輕型天線輕型天線 二二)、Zephyr 大地測量天線大地測量天線 三三)、Zephyr GPS天線的先進技術天線的先進技術 二、二、Trimble 公司的隱型天線技術公司的隱型天線技術 1、 隱型技術隱型技術 2、隱型天線抑制板工作原理、隱型天線抑制板工作原理 三、三、Zephyr 天線測試結果天線測試結果 四、四、Trimble 公司公司 eRTK 流動桿電臺天線流動桿電臺天線

2、 五、五、 Trimble 公司公司 新天線概要新天線概要 一、一、Zephyr 天線天線 一一)、Zephyr 輕型天線輕型天線 Zephyr 微小、輕盈微小、輕盈 u高集成、結構簡潔，重量僅高集成、結構簡潔，重量僅 有有1lb.（450克）克） u天線相位中心精度為亞毫米天線相位中心精度為亞毫米. u對低高度角衛(wèi)星的跟蹤能力對低高度角衛(wèi)星的跟蹤能力 比扼流圈天線強比扼流圈天線強 . u有效地減少多路徑影響有效地減少多路徑影響. 二二)、Zephyr 大地測量天線大地測量天線 uTrimble最新的隱型天線技術可以有效地減小多路徑影響最新的隱型天線技術可以有效地減小多路徑影響 . u結構簡潔

3、、輕便結構簡潔、輕便 僅有僅有 2.75lb (1.25kg)重。重。 u天線相位中心精度為亞毫米天線相位中心精度為亞毫米 u對低高度角衛(wèi)星的跟蹤能力比扼流圈天線強對低高度角衛(wèi)星的跟蹤能力比扼流圈天線強 . 三三)、Zephyr GPS天線的先進技術天線的先進技術 u Trimble Zephyr 輕型和大地輕型和大地 測量天線的高增益功能大大提測量天線的高增益功能大大提 高了跟蹤衛(wèi)星的效果高了跟蹤衛(wèi)星的效果 u50dB的高增益對信號微弱的困的高增益對信號微弱的困 難地區(qū)作業(yè)提供了杰出跟蹤技難地區(qū)作業(yè)提供了杰出跟蹤技 術。術。 u能更好的跟蹤低和高衛(wèi)星能更好的跟蹤低和高衛(wèi)星 高度角等所有衛(wèi)星和

4、接受高度角等所有衛(wèi)星和接受 信號。信號。 1、原來的原來的GPS天線天線 u原來原來 GPS 天線要素天線要素 u只有一個矩形芯片來接收所有只有一個矩形芯片來接收所有 信號信號 u只有一個點用于測量信號只有一個點用于測量信號- u設計不對稱設計不對稱 減弱了天線極化、減弱了天線極化、 降低天線相位中心的穩(wěn)定性降低天線相位中心的穩(wěn)定性 . 2、專利的專利的 Zephyr 天線設計天線設計 u改進后的天線設計改進后的天線設計 u 正方形的正方形的L2接收芯片接收芯片 u 正方形的正方形的L1接收芯片接收芯片 u天線相位中心天線相位中心 u非常穩(wěn)定，和給定的物理 中心相差 u對稱的設計對稱的設計增強

5、天線極化、增強天線極化、 改善了天線相位中心的穩(wěn)定改善了天線相位中心的穩(wěn)定 性性 3、結果：結果：1）亞毫米級精度的相位中心）亞毫米級精度的相位中心 uL1 和和 L2 天線旋轉測試天線旋轉測試 u結果：相位中心穩(wěn)定精度小結果：相位中心穩(wěn)定精度小 于于 1mm. u扼流圈天線的作用效果現(xiàn)在扼流圈天線的作用效果現(xiàn)在 可以由一個輕而小、價格便可以由一個輕而小、價格便 宜的宜的Zephyr天線實現(xiàn)。天線實現(xiàn)。 L1 Results 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 -5-4-3-2-1012345 East Position Different

6、ial: millimeters North Position Differential: milimmeters 2）結果結果: 抵制多路徑影響抵制多路徑影響 uGPS 信號是右旋的偏振波信號是右旋的偏振波RCHP . u經(jīng)物體反射的多路徑信號被轉換為經(jīng)物體反射的多路徑信號被轉換為 左旋的偏振波左旋的偏振波 LHCP. u對稱設計的右旋極化天線對左旋的對稱設計的右旋極化天線對左旋的 偏振波不敏感偏振波不敏感(不接收不接收),從而不受多從而不受多 路徑信號影響路徑信號影響. 3)、eRTK Zephyr流動天線流動天線 u相位中心穩(wěn)定精度為亞毫米級相位中心穩(wěn)定精度為亞毫米級 。 u消除被強磁化

7、的多路徑信號影消除被強磁化的多路徑信號影 響響 u接收機跟蹤所有高度角的衛(wèi)星接收機跟蹤所有高度角的衛(wèi)星 信號的信噪比提高了信號的信噪比提高了50db的信的信 號增益號增益 u使用增強實時載波相位差分使用增強實時載波相位差分 eRTK技術的有效工作范圍是傳技術的有效工作范圍是傳 統(tǒng)實時載波相位差分的統(tǒng)實時載波相位差分的4倍倍 . 二、二、Trimble 公司的隱型天線抑徑板公司的隱型天線抑徑板 1、天線是否需要抑徑金屬板天線是否需要抑徑金屬板 需要需要：金屬圓盤是電導 體，所以允許多路徑信 號導入GPS天線。 不需要 意味著 GPS天線 對于來自 地面、水面或船只金 屬甲板等的所有多路 徑影響毫

8、無防范。 2、隱型技術隱型技術 隱型飛機不會被雷達發(fā)現(xiàn)有兩個方法：隱型飛機不會被雷達發(fā)現(xiàn)有兩個方法： u隱型飛機有一種外形可以驅散雷達信號 u隱型飛機涂上一種特殊材料來吸收雷達信號的能量，并將 這些能量燃燒生成熱量揮發(fā)，這樣沒有能量的雷達信號無 法返回雷達站，從而達到阻止雷達信號返回雷達站的目的 。 3、Trimble 隱型天線抑徑板隱型天線抑徑板 uTrimble公司的圓形天線抑公司的圓形天線抑 徑板是用一種近似于涂在徑板是用一種近似于涂在 隱型飛機上的材料制作的隱型飛機上的材料制作的 。 u它能燃燒多路徑信號的能它能燃燒多路徑信號的能 量。量。 u絕對輕便絕對輕便 u最新的最新的GPS技術

9、技術 4、隱型天線抑徑板工作原理隱型天線抑徑板工作原理 uTrimble 隱型天線抑徑板使用非隱型天線抑徑板使用非 常高等的電子抑制法來對付多路常高等的電子抑制法來對付多路 徑信號：在其未到達天線元件前徑信號：在其未到達天線元件前 就將其燃燒掉就將其燃燒掉 Trimble 隱型天線抑徑板隱型天線抑徑板 燃燒多路徑燃燒多路徑 信號信號 5、Trimble 隱型技術隱型技術:未來的趨勢未來的趨勢 u金屬和扼流圈天線盤材料需要有與信號頻率相關的尺度、維元金屬和扼流圈天線盤材料需要有與信號頻率相關的尺度、維元 數(shù)設計，來區(qū)別信號和噪聲。數(shù)設計，來區(qū)別信號和噪聲。 uTrimble隱型天線抑徑板技術設計

10、與信號頻率無關，意味著這隱型天線抑徑板技術設計與信號頻率無關，意味著這 種設計對種設計對L1、L2 乃至將來的乃至將來的 L5頻率起到等同的好效果。頻率起到等同的好效果。 (現(xiàn)在 發(fā)行的天線和放大器不支持 L5) 6、 Trimble 隱型技術對參考站天線的作用效果隱型技術對參考站天線的作用效果 u提高了精度：永久或便攜的參考站提高了精度：永久或便攜的參考站 天線相位中心精度達到亞毫米級。天線相位中心精度達到亞毫米級。 uTrimble 隱型技術大大減少多路徑隱型技術大大減少多路徑 影響。影響。 u跟蹤衛(wèi)星和捕獲信號的信噪比提高跟蹤衛(wèi)星和捕獲信號的信噪比提高 了了50dB 增益增益. u周跳現(xiàn)

11、象和歷元丟失顯象更少。周跳現(xiàn)象和歷元丟失顯象更少。 u隱型天線抑徑板技術設計與信號頻隱型天線抑徑板技術設計與信號頻 率無關，提高了對率無關，提高了對L2載波信號的接載波信號的接 收收效果（效果（提高了提高了50dB ）。 三、三、Zephyr 輕型天線測試結果輕型天線測試結果 1、低高度角衛(wèi)星信號期望值和觀測值：、低高度角衛(wèi)星信號期望值和觀測值： uZephyr 天線對低高度角衛(wèi)星跟蹤能力優(yōu)于扼流圈天線天線對低高度角衛(wèi)星跟蹤能力優(yōu)于扼流圈天線 ： Zephyr提高到提高到 61%;扼流圈天線只有扼流圈天線只有 57% 56.00% 57.00% 58.00% 59.00% 60.00% 61.

12、00% Choke RingZephyr % observed to expected: 0 to 10 Degrees 2、高高度角衛(wèi)星信號期望值和觀測值：、高高度角衛(wèi)星信號期望值和觀測值： uZephyr 天線對低高度角衛(wèi)星跟蹤能力優(yōu)于扼流圈天線： Zephyr 跟蹤達到100%;扼流圈天線跟蹤只有96% 96.00% 97.00% 98.00% 99.00% 100.00% Choke RingZephyr % observed to expected: 10 to 90 Degrees 3、克服多路徑影響克服多路徑影響 uZephyr 天線和扼流圈天線抵制多路徑影響的比較天線和扼流圈天

13、線抵制多路徑影響的比較 ： 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Estimated multipath (m) Non- Trimble Choke Ring Zephyr Antenna Type Mean MP1 and MP2 RMS L1 Mean MP1 RMS L2 Mean MP1 RMS 4、載波相位定位誤差載波相位定位誤差 uZephyr 大地測量天線的邊緣噪聲大于大地測量天線的邊緣噪聲大于扼流圈天線扼流圈天線 . u非非Trimble天線的噪聲影響是天線的噪聲影響是Zephyr大地測量天線的兩倍。大地測量天線的兩倍。 10% 30% 50% 70% 90% 11

14、0% 130% % increase in sigma Zephyr GeodeticNon-Trimble Percentage increase in noise over Choke Ring E N H 四、四、Trimble 公司公司 eRTK 測桿電臺天線測桿電臺天線 RPA (Range Pole Antenna) 1、新型、新型 eRTK 測桿電臺天線測桿電臺天線 u新新UHF數(shù)據(jù)鏈天線設計獨特、數(shù)據(jù)鏈天線設計獨特、 新穎，置于流動桿上。新穎，置于流動桿上。 u高增益，裝配在流動桿高處，高增益，裝配在流動桿高處， 達到最遠的接收距離達到最遠的接收距離. u重量：僅重量：僅 1l

15、b (450g). u不影響不影響 GPS 天線相位中心天線相位中心. u堅固、防水堅固、防水 鞭狀電臺天線以線鞭狀電臺天線以線 狀裝置在狀裝置在GPS天線天線 上部，將對上部，將對GPS天天 線產(chǎn)生電子干擾，線產(chǎn)生電子干擾， 影響相位中心，造影響相位中心，造 成定位誤差和系統(tǒng)成定位誤差和系統(tǒng) 性偏差性偏差. 高增益的高增益的Trimble eRTK 流動桿電臺天流動桿電臺天 線高高裝配在流動桿線高高裝配在流動桿 上以達到最遠的接收上以達到最遠的接收 距離距離 而不影響而不影響 GPS天線測得最高精天線測得最高精 度觀測值度觀測值. 2、新型、新型 eRTK 測桿電臺天線測桿電臺天線 3、新型

16、、新型 eRTK 測桿電臺天線測桿電臺天線 u當需要擴大當需要擴大RTK作用范圍時，作用范圍時， 這種天線可聯(lián)合應用于這種天線可聯(lián)合應用于Trimble 基準站電臺基準站電臺,中繼站電臺和流動中繼站電臺和流動 站的內置電臺站的內置電臺 . u在作業(yè)困難地區(qū)，可用于增強在作業(yè)困難地區(qū)，可用于增強 數(shù)據(jù)鏈的穿透能力。數(shù)據(jù)鏈的穿透能力。 u使用這種獨特安裝在流動桿上使用這種獨特安裝在流動桿上 電臺天線作業(yè)方便，電臺天線作業(yè)方便， GPS定位定位 精度高精度高 . 五、五、 Trimble 公司公司 新天線概要新天線概要 u精確性精確性 u這種天線設計均勻對稱、多點接收信號，其相位中心精度1mm u通

17、過增強極化和Trimble隱型天線抑徑板技術抵制多路徑影響。 u高增益的Trimble eRTK 測桿電臺天線不影響GPS 定位精度。 u可靠性可靠性 u通過高增益和極化來增強跟蹤能力 u比扼流圈天線數(shù)據(jù)丟失率降低。 u輕便而堅固輕便而堅固. u兼容將來的設計信號。兼容將來的設計信號。 Zephyr Antenna Technical Data Zephyr Dimensions: 6 diameter x 2.25 maximum depth Weight: 1lb Operating temperature range -40 to +70 C 100% humidity proof, f

18、ully sealed Shock tested for a drop of 2 meters onto concrete Vibration tested to MIL-STD-810 4-point antenna feed for sub-mm phase center repeatability. Integral Low Noise Amplifier 50dB antenna gain Zephyr Geodetic Reference Station Antenna Dimensions: 13.5 diameter x 3 maximum depth Weight: 2.2 lbs Operating temperature range -40