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【研发历程】“小”看银河 ——全功能MINI RTK银河1 产品背后的故事

责任编辑: 葛珍    来源: 南方测绘    作者: 南方卫星导航仪器    2015-02-03    浏览量: 15152

【南方卫星导航仪器】RTK产品作为一款个人携带使用的工具,如何使之更小更轻便,是其研发者一直不断努力的主要攻关方向之一。2015年,南方公司推出新一代RTK小型化产品——全功能MINI款 RTK(简称“银河1”),也正是基于力求“打造市面上RTK之最小”的目标。作为南方近年来的倾力之作,银河1的面市备受业界期待。

而关于银河1产品的研发历程以及产品背后的故事,笔者有幸采访到南方卫星导航研发经理、银河1项目的项目主管曾工。银河1产品的整个研发过程都围绕着把RTK做到最小这一理念,用曾工的话来说,这是一个“以‘小’看银河的过程”。

银河1体积最小化的设计

曾工首先给我们介绍了银河1的设计思路。银河1要做到市场上产品之最小,何以为之?理念上,是以别人的产品为标杆而小,还是大胆以小为别人产品的标杆?技术上,追求最小的同时如何能不止小?这一些方向性的难题首先摆在了决策和设计者的面前。早在2012年底,公司内部就对此产品设计开展论证,来自不同角度的设想和设计思路不断碰撞,技术实现难度、应用趋势方向等问题最终使得设计方案陷入左右为难的境地。而在此时,进口领导品牌新一代小型化RTK的推出和国内厂家在产品设计上的纷纷模仿、追随,使得南方面临内外双重压力,南方决策者和项目研发团队当即下定决心,大胆坚持自主创新,要研发出不但最小而且兼顾全功能的南方新一代RTK产品,为自己以至业界树立一个属于南方的RTK新标杆。

 

 

最后,经过多轮设计论证,银河1的体积被定义在直径约125mm,高度约120mm这一标准,比号称最小的进口新机型还要小约20%,同时比上一代RTK产品中最小的型号南方灵锐S82小上一半。
 
银河1 的技术攻关

谈到银河1研发的起步,曾工有点苦笑。项目研发团队的每个成员在最初“小”看银河的时候,头先都大了。

 

 

曾工说,银河1是一个系统的设计产品,“小”不是每个模块单独的“小”,而是整体系统性的“小”。因为银河1主机小型化不仅仅是要将天线、电台、主板等模块,塞进体积为1L的圆形主机腔体内,还要兼顾由于体积减小带来的核心模块之间电子窜扰增强等问题。在这些高难度的技术攻关点上,研发小组苦下功夫,最终采用结构叠成模块设计以及主要模块的技术优化等技术技巧成功规避了上述问题。

首先,在电台数据模块的改良上,研发小组首选的方案是将其直径减小30%并优化电子噪声,但发现电台作用距离因此严重下降,研发小组不得不改变思路,改从电台模块底部着手,采用新的技术手段和材料,最后实现了电台模块耐用性高、体积小、电子噪声低等性能。设计思路是实践可行的,然而要大量投产还需要考虑供应商问题。但市面上能够满足技术条件的供应商比较缺乏,且合作成本也大幅增加,暂时而言,我们也只能以投入更大的资金和暂时降低生产效率的方式解决,之后再逐步完善。

关于银河的技术攻关,除了电子窜扰处理外,曾工说天线技术的改进也是一项值得说道的工作。天线小型化的设计思路和抗多路径提升技术问题早在2010年上一代82RTK的研发过程就碰到过,不过当时这并不是研发的主要矛盾,所以一直没有梳理和深入研究,直到银河1的需要。作为一支曾经在各类项目攻关中累积了丰富的天线抗多路径经验的研发团队,这些问题显然并不那么棘手,经验技术再加以拓展,就收到了良好的效果,银河1天线直径在减少了50%以后,抗多路径效果基本没损失。

 

 

此外,为了解决主机内部噪声问题,研发小组采用镁铝合金作为银河1外壳,但由此又产生了新的细节问题。仅以蓝牙模块为例,设计团队为解决铝合金对蓝牙距离的屏蔽问题进行了很多探索。银河1的早期原型产品中采用了一款性能更优越的蓝牙,在试用时发现,蓝牙效果达不到预期。解决此问题时研发团队做了上百次试验,光是选择不同蓝牙的布局位置带来外壳和整体布局的变动就有几十次。磨合了4个月以后才确定了最优的布局位置,发挥了蓝牙的最佳效果。又如因无经验可循,镁铝合金外壳的每次改动都需要进行可行性验证,不仅造价高,而且周期长。所幸,银河1的结构设计团队的主力人员有着丰富的在不同领域和行业的结构设计经验,大家把各自的经验,甚至各人的手工技艺融合到了一起,巧妙而有趣解决了资金和周期的问题。

银河1背后的强大团队

可以看到,银河1是在不断地自我否定中逐渐成型的,这背后的故事有时候比产品本身更加吸引人,而那些在这背后奋战无数个日夜,呕心沥血付出的研发设计者们,更加值得敬佩。

 

 

谈到自己的团队,曾工显得十分自信也十分激动,“我们的团队,十分铁血,为了信念和目标,会尽全力去实现”。银河1背后不仅仅有专业能力夯实、经验丰富的研发团队,还有云集能工巧匠的结构设计团队,镁铝合金外壳最终的定型不是投机取巧,恰恰是团队合作和颠覆常规思路相结合的创新。

此外,银河1还有一支强大的测试队伍。这是为验证实际应用效果,公司专门在各个部门抽调各方面的应用专员组建的工程测试部。在测试期间,他们使用了1500多项案例,新增案例达到一半,各种案例反应的问题必须闭合重新再次通过测试。11月,银河1项目进入后期后,为了验证最后的使用效果,银河1项目组包括曾工自己在内的主要负责人分成三组,根据测量外业的环境和应用场景的不同特点分别奔赴哈尔滨、成都、西安等外业现场,参与银河1测量施工,时间长达1个月。只有注重实际应用的每一个细节,及时发现问题修改模型,从而优化设计,银河1才能达到预期的效果。
 
“小”看银河,却不小看银河。银河代表的是一个交互和应用的平台,RTK在未来不仅仅是一个外业数据采集工具,还是一个野外数据端口交互转发平台,开放第三方的应用接口,让应用模式拓展、交融,这就是“银河”命名的初衷。银河系列产品的理念是要更好地与用户一起担当现在,承载未来,而银河1正是南方面向未来的新一代RTK迈出的第一步。