Glossary

Поляризация (RHCP / LHCP)

Short answer

Направление вращения вектора электрического поля в сигнале GNSS. Все спутники GNSS передают сигналы правой круговой поляризации (RHCP). Наземные отражения переворачивают вращение в LHCP, поэтому антенна, режектирующая LHCP, автоматически режектирует однократно отражённую многолучёвость.

Интерактивно: круговая поляризация

Направление вращения
SVСпутникАнтеннаE

Правая круговая поляризация: если смотреть от источника к приёмнику, вектор электрического поля вращается по часовой стрелке. Все гражданские сигналы GNSS излучаются в RHCP — это универсальное соглашение, позволяющее одной конструкции антенны принимать GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, NavIC и SBAS без потерь на согласование поляризации.

Отражение меняет направление вращения

SVRHCP ✓RHCPLHCP ✗bounce

Когда волна RHCP отражается от гладкой поверхности — мокрого асфальта, стеклянного фасада, крыши автомобиля — направление вращения инвертируется, и отражённый луч возвращается уже как LHCP. Грамотно спроектированная антенна GNSS с высокой чистотой поляризации RHCP подавляет такое отражение на 10–20 dB, бесплатно ослабляя самую сильную составляющую многолучёвого распространения.

Detailed explanation

Круговая поляризация означает, что вектор электрического поля описывает окружность по мере распространения волны. Правая (RHCP) — вращение по часовой стрелке, если смотреть от антенны к источнику; левая (LHCP) — против часовой. Все гражданские сигналы GNSS передаются со спутника как RHCP — это сознательный выбор, чтобы избежать эффекта Фарадея, который иначе исказил бы линейную поляризацию при прохождении сигналов через ионосферу.

Когда RHCP-сигнал отражается от гладкой поверхности (стена здания, мокрая дорога, металлическая крыша машины), направление вращения инвертируется — отражённый сигнал после одного отражения становится LHCP. Это бесплатный инструмент режекции многолучёвости: антенна, спроектированная принимать только RHCP и режектировать LHCP, автоматически подавляет сильнейшие отражённые пути на 10–20 дБ.

Чистота поляризации антенны количественно описывается коэффициентом эллиптичности (Axial Ratio, в дБ) — отношением большой к малой оси эллипса поляризации, который антенна фактически излучает / принимает. Идеальная RHCP-антенна имеет 0 дБ AR везде; реальные антенны имеют <3 дБ в направлении нормали (зенита) и 3–6 дБ при низких углах места. Choke-ring антенны удерживают AR <3 дБ во всей верхней полусфере, что отчасти и делает их стандартом для высокоточных работ.

Двусторонние спутниковые системы (BDS RDSS, спутниковая телефония) иногда используют LHCP-передачу + RHCP-приём (или наоборот) для изоляции двух путей в одной антенне. Комбинированные антенны для таких сервисов имеют двойную поляризацию по конструкции.

Многолучёвость

Искажение сигнала GNSS из-за отражений от близлежащих поверхностей (зданий, земли, машин), приходящих на антенну с задержкой в наносекунды после прямого пути. Добавляет шум псевдодальности в несколько метров в неподавленной городской среде — доминирующий источник ошибок для многих высокоточных применений.

Choke-ring антенна

Геодезическая антенна GNSS с концентрическими гофрированными канавками вокруг излучающего элемента, поглощающими низкоэлевационные отражения сигнала. Обеспечивает лучшую режекцию многолучёвости и самый стабильный фазовый центр среди коммерческих антенн GNSS ценой габаритов и массы (типичный диаметр 380 мм, 5–10 кг).

RDSS

Уникальный для BeiDou сервис двустороннего спутникового обмена сообщениями. Пользователи передают короткое сообщение и запрос координат по восходящей линии L-диапазона (1610–1626,5 МГц), а получают ответ и поправку по нисходящей линии S-диапазона (2483,5–2500 МГц). Единственная GNSS со встроенной глобальной связью уровня SMS.