Новые GNSS-модули на российском рынке: Allystar Technology

С момента своего основания компания Allystar Technology сфокусирована на технологиях и решениях для определения местоположения с помощью спутниковых навигационных систем, включая разработку чипсетов, алгоритмов (более 40 патентов), модулей и антенн, применяемых в навигационных терминалах, пользовательской электронике, промышленных приложениях, высокоточном позиционировании и синхронизации времени. Allystar заслуженно
является признанным экспертом в области навигационных решений, о чем свидетельствует участие в его развитии таких компаний как SAIC Motors, BAIC, Bosch и другие.
Линейка навигационных модулей Allystar выглядит достаточно полной, чтобы любой пользователь смог подобрать приемник под свои задачи.

Основные характеристики ГНСС-модулей представлены в таблице ниже:

В зависимости от обеспечиваемой точности позиционирования, приёмники можно разделить на три группы:

• стандартные;
• повышенной точности;
• высокоточные.

GNSS-приёмники стандартной точности

К стандартным относятся приёмники, которые позволяют определить координаты местоположения с точностью до 2–2,5м (CEP). Пожалуй, самым бюджетным и в то же время самым интересным для массового рынка представителем является GNSS-модуль TAU1103E (рисунок 1), основанный на чипсете Allystar HD8021 и поддерживающий одновременную работу с тремя GNSS-группировками (GPS/ГЛОНАСС/Galileo).

Рисунок 1. Распиновка модуля TAU1103E



В составе модуля предусмотрено всё необходимое для решения базовых задач:

• LNA и SAW-фильтр позволяют использовать TAU1103E как с внешними, так и внутренними антеннами.
• Flash-память даёт возможность сохранять данные и тонкие настройки модуля.
• Контроль состояния антенны поможет определить, подключена ли антенна, и защитить приёмник в случае короткого замыкания на линии антенны.

Немаловажен и тот факт, что TAU1103E выполнен в самом популярном форм-факторе 10,1 х 9,7мм — это обеспечит легкий и быстрый переход на него при необходимости замены модуля другого производителя, выполненного в том же корпусе. К наиболее популярным можно отнести приёмники u-blox MAX-M8 (рисунок 2), Quectel L76 (рисунок 3), Simcоm Sim68M (рисунок 4) и другие.

Рисунок 2. Распиновка модуля u-blox MAX-M8



Рисунок 3. Распиновка модуля Quectel L76


Рисунок 4. Распиновка модуля Simcom Sim68M



В таких применениях, как мониторинг транспорта, охранные системы и персональный трекинг, TAU1103E будет незаменим, обеспечив должный уровень точности позиционирования, простоту интеграции и минимальную себестоимость прибора. Как правило, в сложных условиях позиционирования, например в плотной городской застройке, поддерживать даже стандартную точность бывает не так просто. В этом случае помогут модули TAU1105R (рисунок 5) и TAU1111R (рисунок 6), выполненные на базе более нового чипсета Allystar HD8041.

Рисунок 5. Внешний вид и размеры модуля TAU1105R



Рисунок 6. Внешний вид и размеры модуля TAU1111R




Главная особенность данных приёмников заключается в параллельной работе со всеми GNSS: GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou. Таким образом, при большем количестве каналов поиска/слежения (136) пользователь получает максимальный обзор спутников в L1-диапазоне. TAU1105R и TAU1111R различаются между собой размером корпуса и наличием дополнительных интерфейсов, доступных по запросу. TAU1105R выполнен форм-факторе 10,1 х 9,7 мм и совместим с TAU1103E. TAU1111R имеет размеры 12,2 х 16 мм — это второй по популярности корпус среди прочих производителей (u-blox NEO-M8, Quectel L26, Simcom Sim68V и т. д.). TAU1105R и TAU1111R будут интересны там, где к навигационным приёмникам предъявляются более жесткие требования, например, ЭРА-ГЛОНАСС. Данные модули соответствуют всем основным требованиям ГОСТ 33464-2015, включающему поддержку системы прямоугольных систем координат (ECEF), ПЗ90, режима работы «только ГЛОНАСС» и другие.

GNSS-приёмники повышенной точности

Один из способов достижения повышенной точности позиционирования (до 1 м CEP) — использование GNSS-сигналов одновременно в двух диапазонах. Для гражданского применения диапазон L1 (~1575 МГц) всегда оставался самым востребованным в спутниковой навигации, но по мере обновления все больше спутников различных группировок работают в L5-диапазоне (~1176 МГц). Применение L5- сигналов позволяет минимизировать ионосферные и тропосферные ошибки, а также помогает приемнику справиться с многолучевым эффектом (переотраженные сигналы). Приёмники TAU1201R (рисунок 7) и TAU1202R (рисунок 8) основаны на чипсете HD8041D и обеспечивают работу в мультисистемном (четыре ГНСС параллельно) и мультидиапазонном (L1/L5) режимах. Данное решение ориентировано на массовый сегмент, и цена его лишь ненамного превышает цену стандартных приемников, работающих только в L1-диапазоне. Аналогично рассмотренным ранее модулям в состав TAU1201R и TAU1202R входят LNA и SAW, что значительно упростит их применение с внутренними пассивными антеннами.

Рисунок 7. Приёмник повышенной точности TAU1201R (совместим с TAU1111R)



Рисунок 8. Приёмник повышенной точности TAU1202R (совместим с TAU1105R) 


Данные модули применимы в областях, где требуется более высокая точность, например, в дронах и сельскохозяйственной технике (рисунок 9), а также в приборах для сервисов проката самокатов (рисунок 10) и велосипедов, эксплуатация которых происходит в условиях плотной городской застройки.

Рисунок 9. Модули повышенной точности Allystar применяются в агродронах



Рисунок 10. Там, где требуется повышенная точность, применяются модули Allystar TAU1201R и TAU1202R. Например, в прокате самокатов

Высокоточные модули

В области высокоточной навигации (1–2 см CEP) обойтись без дифференциальных поправок практически невозможно. Не так давно фурор произвел L1/L2 RTK (Real-Time Kinematic) приёмник u-blox ZED-F9P, сподвигнув ценой и функционалом множество пользователей реализовать самые смелые идеи, требующие сантиметровой точности позиционирования: дроны, роботы, промышленная и сельскохозяйственная техника, беспилотный транспорт и другие. Компания Allystar Technology также работала в этом направлении, сделав высокоточное позиционирование еще более доступным.

На момент написания статьи в линейку входят три модуля, выполненные в одном и том же корпусе 12,2×16 мм и различающиеся поддерживаемыми диапазонами и встроенным RTK:

• TAU1302R — L1/L2, мультисистемный, RAW data; 
• TAU1308R — L1, мультисистемный, RAW data, RTK; 
• TAU1312R — L1/L2, GPS/ГЛОНАСС/Beidou, RAW data, RTK.

Перечисленные приёмники серии TAU13 осуществляют вывод сырых данных (RAW data) в RTCM-формате, которые можно использовать для вычисления местоположения с высокой точностью посредством популярного программного обеспечения обработки GNSS RTKLib. В тех случаях, когда пользователю необходима более простая интеграция высокоточного позиционирования в устройство, помогут приемники со встроенным RTK-алгоритмом: TAU1308R и TAU1312R.

В целях демонстрации работы модулей с поддержкой RTK был проведен эксперимент с оценочной платой TAU1312-EVK, высокоточной L1/L2-антенной AGR6302 и утилитой Satrack — ПО для GNSS-приёмников Allystar, позволяющее настраивать приемник, отображать, вести запись и воспроизводить данные (рисунок 11).

Рисунок 11. Экспериментальная установка



В качестве базовой станции была выбрана одна из станций сети RTKNet, расположенная возле здания по ул. Салова, 64А, Санкт-Петербург. Место для проведения эксперимента находится неподалеку от здания по ул. Тельмана, 22. Расстояние между ними не превышает 5 км. На месте проведения испытаний на земле была нарисована буква «Е» размером 1 м (рисунок 12).

Рисунок 12. Размеченная буква «Е»



По размеченным границам буквы плавно перемещается антенна, закрепленная на деревянном стержне (рисунок 13).

Рисунок 13. Навигационный стилус с антенной перемещается по границам буквы «Е»



Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что отклонение составляет 6 см, что свидетельствует о высокой сантиметровой точности (рисунок 14).

Рисунок 14. Полученные со спутников данные в ПО Satrack и «оригинал» буквы «Е»

Заключение

Allystar Technology обеспечивает полный цикл разработки GNSS-решения, от чипсета и программного обеспечения до модуля, готового к монтажу на плату. И это выгодно ее отличает от доброй половины производителей, представленных на нашем рынке. Линейка Allystar закрывает большую часть потребностей конечных пользователей в навигационных приемниках, от самых простых и бюджетных до многофункциональных и высокоточных. Вопрос только в том, чтобы подобрать оптимальное по цене и функционалу решение. Популярный форм-фактор модулей Allystar позволит легко и быстро заменить аналоги, поставки которых могут быть затруднены из-за дефицита, вызванного пандемией или борьбой с ней. К слову, появление нового производителя пришлось очень кстати, и, вероятно, поможет некоторым российским компаниям избежать приостановки производства.

Журнал «Беспроводные технологии», все права защищены©