Bei der Trägheitsnavigation bezieht sich eine Antenne typischerweise auf das Gerät, das Signale von externen Positionierungssystemen empfängt, am häufigsten von globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) wie GPS, GLONASS, Galileo oder BeiDou. Die Antenne ist von entscheidender Bedeutung für die Bereitstellung absoluter Positionsinformationen (Breitengrad, Längengrad und Höhe) und hilft bei der Initialisierung und Korrektur des Trägheitsnavigationssystems (INS).
Rolle der Antenne in der Trägheitsnavigation:
GNSS -Signalempfang:
- Die Antenne erhält Signale von GNSS -Satelliten, die ihre Position und Zeitdaten übertragen. absolute Position und Geschwindigkeit zu bestimmen , mit der die Trägheitssensoren (Beschleunigungsmesser und Gyroskope) im Laufe der Zeit korrigiert oder kalibriert werden können.
Positionierung und Navigation:
- Die von der Antenne bereitgestellten GNSS -Daten tragen dazu bei, die Position des Geräts im Raum festzulegen. Diese Informationen sind besonders wichtig für die Bestimmung der Anfangsposition und für die Durchführung von Korrekturen in den Schätzungen des Trägheitsnavigationssystems und der Geschwindigkeit im Laufe der Zeit, insbesondere in Abwesenheit anderer Referenzsysteme.
Fusion mit Trägheitssensoren:
- In einem typischen Sensorfusionsansatz werden Daten aus der GNSS -Antenne und der Inertialsensoren (IMU) unter Verwendung von Algorithmen wie Kalman Filtering , um genaue, kontinuierliche Navigationsinformationen bereitzustellen. Die Trägheitssensoren bieten kurzfristige Genauigkeit, während die GNSS-Daten die langfristige Drift korrigieren.
Rolle bei der Initialisierung:
- Während des Systems des Systems oder wenn die INS nicht ausreichende Trägheitsmessungen erhalten können, liefert die GNSS -Antenne wichtige Daten für die anfängliche Ausrichtung und Kalibrierung des Systems, insbesondere für die anfängliche Position und die Überschrift.
In Genauigkeit helfen:
- Bei Dual-Antenna-Systemen oder mehreren Antennen kann die relative Position zwischen den Antennen zur Berechnung von Überschriften , Rollen und Tonhöhe . Dies ist in Anwendungen wie Meeres- , Luft- und Raumfahrt- und Landfahrzeugnavigation , wo genaue Überschrift und Haltung erforderlich sind.
Zum Beispiel:
- Single-Antenna-Systeme stützen sich allein auf GNSS-Daten, um die Position zu aktualisieren
- Dual-Antenna-Systeme verwenden zwei Antennen, die in einem festen Abstand getrennt sind, um die Keule zu berechnen, die dann verwendet werden, um die Ins zu korrigieren.
Auswirkungen von Umweltfaktoren:
- Die Leistung der Antenne kann durch Umgebungsfaktoren wie Signalblockade , Multipath -Interferenz (reflektierte Signale) oder atmosphärische Bedingungen , die sich auf die Qualität und Zuverlässigkeit der GNSS -Daten auswirken können. Dies ist besonders problematisch in städtischen Canyons oder dichten Wäldern , in denen Signale blockiert oder reflektiert werden können.
Arten von Antennen in der Trägheitsnavigation:
- Patchantennen:
- Es handelt sich um kleine, flache Antennen, die häufig in GNSS-Empfängern für Anwendungen verwendet werden, die kostengünstige Konstruktionen erfordern. Sie können sowohl in Einzel- als auch in Dual-Antenna-Konfigurationen verwendet werden.
- Helical Antennen:
- Signalempfang in eine bestimmte Richtung liefern muss Flugzeuge , Meeresgefäße ).
- Dual-Antenna-Systeme:
- In Anwendungen, in denen Kurs- und Einstellung bestimmt werden muss, Dual-Antenna-Systeme verwendet. Diese Systeme messen die relative Position zwischen zwei Antennen zur Berechnung der Überschriften (Fahrtrichtung), die dann mit Trägheitsmessungen verschmolzen werden kann.
- Microstrip- und L1/L2 -Antennen:
- Diese Antennen können mit bestimmten GNSS -Bändern (z. B. L1 für GPS) arbeiten und bieten eine hohe Genauigkeit und Resistenz gegen Signalstörungen.
Abschluss:
Bei der Trägheitsnavigation ist die Antenne eine wichtige Komponente für die Bereitstellung von absoluten Positionsdaten über GNSS -Signale, die dazu beiträgt, die akkumulierten Fehler (Drift) in der Inertial -Messeinheit (IMU) . Durch die Kombination der Daten aus der Antenne mit den Messungen der IMU kann das System eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Navigation erzielen, insbesondere über längere Zeiträume und in Umgebungen, in denen Inertialsensoren allein eine Drift erleben würden.
