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Puntos clave
- El posicionamiento RTK de alta precisión depende en gran medida de eliminar la interferencia multitrayecto y garantizar la estabilidad del centro de fase.
- Las antenas de estaciones terrestres suelen utilizar estructuras choke-ring, mientras que las antenas aerotransportadas para UAV requieren diseños ligeros de mitigación del multitrayecto.
- Los diseños de antena con alimentación múltiple y multibanda se utilizan para controlar la variación del centro de fase y su coincidencia entre las bandas de frecuencia GNSS.
Para lograr una precisión centimétrica o incluso milimétrica, RTK (cinemática en tiempo real) depende en gran medida de eliminar la interferencia multitrayecto y garantizar la estabilidad del centro de fase.
Contenido del artículo
- I. Diseño de ingeniería para mitigar el multitrayecto
- II. Control del centro de fase (corrección de PCO / PCV)
I. Diseño de ingeniería para mitigar el multitrayecto
La interferencia multitrayecto se refiere al retardo en la medición de distancia por fase ocasionado por las señales de satélite que se reflejan en edificios, el suelo o los drones.
Estructuras choke-ring y choke-ring 3D
Principio: Las antenas de estaciones terrestres suelen utilizar ranuras metálicas circulares concéntricas (de aproximadamente λ/4 de profundidad). Cuando inciden señales con un ángulo de elevación bajo u ondas de polarización invertida reflejadas por el suelo, se genera una alta impedancia dentro de las ranuras, lo que impide que las ondas superficiales entren en el elemento central de la antena.
Soluciones ligeras para UAV: Las antenas aerotransportadas no pueden soportar las pesadas estructuras choke-ring tradicionales; por ello, se utiliza una estructura de microcinta cerámica junto con un sustrato de puesta a tierra EBG (Electromagnetic Bandgap, banda electromagnética prohibida) para bloquear las ondas refractadas mediante una microestructura geométrica.
Uso de las características de polarización circular (supresión de la inversión RHCP)
Las ondas directas de GNSS presentan polarización circular dextrógira (RHCP), que se invierte a polarización circular levógira (LHCP) tras una sola reflexión. Las antenas RTK de alta precisión minimizan la ganancia de polarización cruzada y mantienen una pureza extremadamente alta de la relación axial (relación axial <1,5 dB), lo que permite una atenuación muy elevada de las señales LHCP (>20 dB de supresión) y filtra directamente las ondas reflejadas en la capa física.
Diagrama de mitigación del multitrayecto y supresión de la inversión RHCP para GNSS RTK, proporcionado con el artículo aprobado.
II. Control del centro de fase (corrección de PCO / PCV)
El «centro de fase eléctrico» de una antena GNSS que recibe señales no es un punto físico fijo; varía según el ángulo de incidencia de la señal (elevación/azimut).
Desplazamiento del centro de fase (PCO): La distancia tridimensional fija entre el centro geométrico físico y el centro de fase medio.
Variación del centro de fase (PCV): Las fluctuaciones dinámicas que se producen al variar el ángulo de elevación del satélite.
Soluciones
- Red de alimentación múltiple: El elemento de la antena utiliza 2 o 4 puntos de alimentación simétricos. La tecnología de combinación coherente garantiza un patrón de radiación altamente simétrico en los 360 grados de azimut y reduce la variación del centro de fase (PCV) a un margen de 1–2 mm.
- Diseño integrado antiinterferencias tribanda/multibanda: La integración de L1/L2/L5 (GPS/BDS/Galileo) garantiza un alto grado de coincidencia de los centros de fase en todas las bandas de frecuencia.