一、GNSS天线到底是什么?

在进行高精度定位时，除了定位芯片本身，天线也是影响结果的重要因素之一。GNSS天线是接收全球卫星导航系统(GNSS)信号的关键部件，它负责捕获来自卫星的电磁波信号，并将其转换为接收机能够处理的电信号。

GNSS 包含了多个卫星系统，例如 GPS(美国)、北斗(中国)、GLONASS(俄罗斯)和 Galileo(欧洲)，天线的性能直接决定了定位的稳定性、精度以及抗干扰能力。

二、GNSS天线的核心功能

信号接收

GNSS天线的首要作用是接收来自不同卫星系统的导航信号。由于卫星发射的信号功率非常低，到达地面时已接近背景噪声水平，因此天线的增益和灵敏度就显得格外重要。

多系统兼容

现代 GNSS 天线支持多系统多频段接收，如 L1、L2、L5 频段，这样不仅可以提高定位精度，还能在信号遮挡或干扰时提供更多可用卫星，减少失锁风险。

信号质量优化

高品质 GNSS 天线具备良好的方向图设计，可以减少多路径效应的影响，并通过内置低噪声放大器(LNA)提升信号质量，从而保证定位结果稳定。

三、影响 GNSS 天线性能的关键因素

频率覆盖范围

天线需支持所使用的 GNSS 系统频段，越多的频段覆盖意味着越强的适应能力。

增益与方向图

增益越高，信号接收能力越强;方向图的均匀性则影响不同仰角的信号接收效果。

相位中心稳定性

相位中心偏移会影响测量精度，尤其是在高精度测绘与 RTK 定位中，稳定的相位中心至关重要。

抗干扰设计

在城市或工业环境中，射频干扰可能导致定位误差，优质天线会配备滤波与屏蔽结构，降低干扰信号的影响。

四、GNSS天线的类型与适用场景

螺旋天线

特点：体积小，重量轻，易于集成。

应用：便携式设备、无人机、手持测绘仪。

微带天线(贴片天线)

特点：结构紧凑，易于批量生产。

应用：汽车导航、消费类电子设备。

四臂螺旋天线

特点：多频段支持，抗多路径能力强。

应用：高精度测绘、基准站、科学研究。

组合型天线

特点：将 GNSS 与 4G、Wi-Fi、蓝牙等通信功能集成。

应用：智慧交通、车联网、综合监控系统。

五、GNSS天线在高精度定位中的作用

在 RTK(实时动态定位)、PPP(精密单点定位)等高精度定位技术中，GNSS 天线的选择决定了系统的可靠性。例如在无人驾驶中，车辆行驶的环境可能包括隧道、高楼林立的城区，这些场景下的信号遮挡和反射都会影响定位。高增益、抗多路径、相位中心稳定的天线，可以有效降低误差。

在工程测绘中，GNSS 天线通常与高精度接收机配合使用，用于地形测量、基准点建立、施工放样等工作。这些应用对厘米级甚至毫米级的定位精度有严格要求，因此对天线的相位中心稳定性、频段覆盖和耐候性能都有较高的标准。

六、安装与维护要点

安装位置

天线应尽量安装在无遮挡、开阔的地方，以获得最佳的卫星可见度。

防护措施

在户外使用时，应选择具备防水、防尘、防紫外线能力的天线外壳，防护等级建议不低于 IP67。

电缆与连接器

选用低损耗射频电缆，保证信号在传输过程中的衰减最小;连接器需牢固、防腐蚀。

定期检测

长期使用后应检查天线的增益、噪声系数和外观情况，及时更换老化或损坏部件。

GNSS天线虽小，但在整个定位系统中扮演着至关重要的角色。选择合适的天线，不仅要看频段覆盖与增益，还要结合实际应用场景考虑抗干扰、耐用性和安装便利性。无论是工程测绘、交通运输、精密农业，还是无人机、智能设备，只要涉及高精度定位，GNSS天线的选择与性能优化都不可忽视。