Методика поверки «Аппаратно-программные комплексы оценки характеристик комплексированной навигационной аппаратуры» (842-17-04 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального

Инструкция

Аппаратно-программные комплексы оценки характеристик комплексированной навигационной аппаратуры

Методика поверки

842-17-04 МП р.п. Менделеево 2017 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на аппаратно-программные комплексы оценки характеристик комплексированной навигационной аппаратуры (далее -комплексы), изготавливаемые АО «КБ НАВИС», г. Москва, и устанавливает порядок и объем их первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1 При поверке комплекса выполнить работы в объеме, указанном в таблице 1.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

• 2.2 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций, приведенных в таблице 1, поверка прекращается и комплекс бракуется.

3.1 При проведении поверки использовать средства измерений и вспомогательные средства, представленные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.2 Допускается использование других средств измерений, обеспечивающих определение метрологических характеристик комплексов с требуемой точностью.

• 3.3 Применяемые для поверки средства измерений должны быть утверждённого типа, исправны и иметь действующие свидетельства о поверке (знаки поверки).

• 4.1 К проведению поверки комплексов допускается инженерно-технический персонал со среднетехническим или высшим образованием, ознакомленный с руководством по эксплуатации (РЭ) и документацией по поверке, имеющий право на проведение поверки.

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3.019-80.

• 5.2 При проведении поверки необходимо принять меры защиты от статического напряжения, использовать антистатические заземленные браслеты и заземлённую оснастку.

6 Условия поверки

6.1 Поверку проводить при следующих условиях:

Все средства измерений, используемые при поверке комплексов, должны работать в нормальных условиях эксплуатации.

• 7.1 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ поверяемого комплекса по подготовке его к работе;

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ на применяемые средства поверки по их подготовке к измерениям;

• - осуществить прогрев приборов для установления их рабочих режимов.

• 8.1 Внешний осмотр

  • 8.1.1 При внешнем осмотре проверить:

• - отсутствие механических повреждений и ослабление элементов, четкость фиксации их положения;

• - чёткость обозначений, чистоту и исправность разъёмов и гнёзд, наличие и целостность печатей и пломб;

• - наличие маркировки согласно требованиям эксплуатационной документации.

• 8.1.2 Результаты поверки считать положительными, если выполняются требования

п. 8.1.1.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Собрать рабочее место в соответствии с рисунком 1.

    

Рисунок 1

• 8.2.2 Включить блок розеток электропитания стола ТДЦК.464979.006, мониторы, источник бесперебойного электропитания.

• 8.2.3 Включить все составные части комплекса, выдержать во включенном состоянии в течение 15 мин для установления рабочего режима.

• 8.2.4 Проконтролировать загрузку ПО:

на дисплее АРМ-КНАП проконтролировать загрузку:

• - специального программного обеспечения «Конструктор сценариев» ТДЦК.80304-01;

• - специального программного обеспечения «Конструктор ИНС» ТДЦК.80305-01;

• - специального программного обеспечения «Конструктор протоколов» ТДЦК.80306-01;

• - специального программного обеспечения рабочей станции «Среда создания сценариев» ТДЦК.80339-01 в режиме проверки работоспособности комплекса.

• 8.2.5 Проверку проводить руководствуясь указаниями появляющимися на экране дисплея. По окончании проверки проконтролировать на экране дисплея результаты проверки. Все результаты проверки должны быть положительными.

• 8.2.6 После загрузки операционной системы ИС-КНАП в главном окне ПО нажать кнопку «Система», в строке «Программное обеспечение» считать наименование и номер версии ПО ТДЦК.80251-01. Убедиться, что идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО соответствуют приведенным в таблице 3.

После запуска ПО «Среда создания сценариев» в окне «Результаты тестирования» в разделе «Информация о ССС» считать номер версии ПО ТДЦК.80339-01. Убедиться, что идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО соответствуют приведенным в таблице 3.

После загрузки специального программного обеспечения «Конструктор протоколов» выбрать в меню «Помощь» пункт «О программе». Считать в появившемся окне информацию о номере версии ПО. Убедиться, что идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО соответствуют приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

8.2.7 Результаты опробования считать положительными, если выполняются требования пп. 8.2.5, 8.2.6.

• 8.3 Определение абсолютной погрешности формирования сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД при доверительной вероятности 0,95

  • 8.3.1 Провести измерения временной задержки сигнала в ВЧ-кабелях «1PPS», для чего собрать схему измерений в соответствии с рисунком 2 (здесь и далее в схемах измерений используются средства измерений из состава системы измерительной автоматизированной -рабочего места для аттестации и поверки имитаторов сигналов Кб-17). На частотомере 53230А включить режим измерения временных интервалов. Записать измеренные значения.

    

Рисунок 2 - Схема измерений временной задержки ВЧ-кабеля «1PPS»

• 8.3.2 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 3.

IPPSot ИС-КНАП

Рисунок 3 - Схема измерений для определения погрешности формирования сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД

Убедиться, что во вкладке «Метка времени» специального программного обеспечения «Конструктор протоколов» ТДЦК.80306-01 не введена дополнительная задержка сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД («Задержка отн. 1 с») (рисунок 4).

Коне Г ру К гор opt l! 1JI1 into:

Помощь

Рисунок 4

• 8.3.3 Измерить с использованием осциллографа интервал времени между импульсным сигналом времени 1 Гц от ИС-КНАП, используемым БГД в качестве опорной метки времени, и импульсным сигналом времени 1 Гц «Синхронизация», формируемым БГД. Провести не менее 30 измерений.

• 8.3.4 Учесть в результатах измерений значения группового времени запаздывания соединительных ВЧ-кабелей.

• 8.3.5 По полученной выборке измерений рассчитать следующие статистические параметры по формулам (1) и (2):

М(ДТ) =                               а)

где ATj - измеренное значение разности между импульсными сигналами времени в i-ый момент времени (с учетом п. 8.3.4);

N - количество измерений.

• 8.3.6 Вычислить абсолютную погрешность формирования сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД при доверительной вероятности 0,95 по формуле (3):

Р(4Т) = \М(4Т)| + 2 • RMS(AT)                        (3)

• 8.3.7 Результаты поверки считать положительными, если значение абсолютной погрешности формирования сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД при доверительной вероятности 0,95 не превышает 45 нс.

• 8.4 Определение абсолютной погрешность формирования сигнала синхронизации БГД относительно метки времени, передаваемой в навигационном сигнале, формируемом ИС-КНАП, при доверительной вероятности 0,95

  • 8.4.1 Выполнить действия п. 8.3.1 для ВЧ-кабеля, используемого для подачи сигнала синхронизации БГД на осциллограф.

  • 8.4.2 С использованием векторного анализатора цепей провести измерения группового времени запаздывания в ВЧ-кабеле «RF» на частотах, соответствующих рабочим частотам ГНСС: ГЛОНАСС Ll=(1598,l - 1606) МГц, L2=(1243 - 1249,1) МГц, L3 =1202,0250 МГц, GPS (QZSS) Ll=1575,42 МГц, L2=1227,60 МГц, L5=l 176,45 МГц, Galileo Е1=1575,42 МГц, Е5а=1176,45 МГц, Е5Ь=1207,14 МГц, BeiDou Bl = 1561,098 МГц. Результаты измерений зафиксировать.

  • 8.4.3 Собрать схему в соответствии с рисунком 5.

    

Рисунок 5 - Схема измерений для определения погрешности формирования сигнала синхронизации БГД относительно метки времени, передаваемой в навигационном сигнале, формируемом ИС-КНАП

Убедиться, что во вкладке «Метка времени» специального программного обеспечения «Конструктор протоколов» ТДЦК.80306-01 не введена дополнительная задержка сигнала синхронизации относительно опорной метки времени БГД («Задержка отн. 1 с») (рисунок 4).

• 8.4.4 В соответствии с эксплуатационной документацией настроить имитатор на выдачу всех доступных сигналов (в том числе с кодовым и частотным разделением) одного НКА ГНСС ГЛОНАСС №1 во всех доступных частотных диапазонах с нулевым доплеровским смещением частоты и нулевой дальностью.

• 8.4.5 Измерить в соответствии с РЭ на АКНС интервал времени между импульсным сигналом времени 1 Гц и соответствующим ему событием в навигационном сигнале по фазе дальномерного кода.

• 8.4.6 Учесть в результатах измерений значения группового времени запаздывания ВЧ-кабелей.

• 8.4.7 Провести аналогичные измерения в диапазонах частот L2, L3 системы ГЛОНАСС, а также GPS (QZSS) (LI, L2, L5), GALILEO (El, E5ab), BeiDou (Bl).

• 8.4.8 По выборке измерения для каждого НКА для каждого навигационного сигнала рассчитать по формулам (4) - (6) следующие статистические параметры:

  M(PR) = ^₌₁PRi

  

(4)

где PR; - погрешность формирования псевдодальности в i-й момент времени.

• 8.4.9 Определить максимальное значение P(PR), рассчитанное в п. 8.4.8.

• 8.4.10 Результаты поверки считать положительными, если значение абсолютной погрешности формирования сигнала синхронизации БГД относительно метки времени, передаваемой в навигационном сигнале, формируемом ИС-КНАП, при доверительной вероятности 0,95 не превышает 95 нс.

• 8.5 Определение номинальных значений выходных частот

  • 8.5.1  Подключить с помощью радиочастотного кабеля к порту «КАЛИБР», расположенному на передней панели ИС-КНАП, вход анализатора сигналов FSVR7.

  • 8.5.2 Сформировать и последовательно воспроизвести на имитаторе сценарий по формированию сигналов ГНСС ГЛОНАСС (LI, L2) с частотным разделением, ГНСС ГЛОНАСС (LI, L2, L3) с кодовым разделением, ГНСС GPS (LI, L2, L5), ГНСС Galileo (El, E5ab), ГНСС BeiDou (Bl), ГНСС QZSS (LI, L2, L5), ШДПС SBAS (LI, L5) для неподвижного объекта.

  • 8.5.3 Контролировать на анализаторе сигналов FSVR7 спектр принимаемого сигнала (центральную частоту спектра) и его соответствия требованиям соответствующих интерфейсных документов.

  • 8.5.4 Результаты поверки считать положительными, если на дисплее анализатора сигналов FSVR7 отображается спектр принимаемого сигнала в соответствии с интерфейсными контрольными документами на соответствующие сигналы и номинальные значения центральных частот спектров соответствуют требованиям описания типа на АПК-КНАП.

• 8.6 Определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения результата измерений частоты внутреннего опорного генератора при т_и = 1 с

  • 8.6.1 Определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения результата измерений частоты внутреннего опорного генератора ИС-КНАП проводить после предварительного прогрева установки ИС-КНАП в течение не менее 2 часов.

  • 8.6.2 Собрать схему в соответствии с рисунком 6.

    

Рисунок 6 - Схема измерения характеристик внутреннего опорного генератора ИС-КНАП

• 8.6.3 Провести определение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения результата измерений частоты внутреннего опорного генератора ИС-КНАП при т_и = 1 с в соответствии с РЭ компаратора частотного VCH-314.

• 8.6.4 Результаты поверки считать положительными, если значение среднего квадратического относительного двухвыборочного отклонения результата измерений частоты внутреннего опорного генератора ИС-КНАП при т_и = 1 с не более 2-10'¹².

• 8.7 Определение абсолютной погрешности установки уровня мощности выходного сигнала

  • 8.7.1 Собрать схему, приведенную на рисунке 7.

    

Рисунок 7 - Схема измерений выходной мощности имитатора сигналов

• 8.7.2 Перевести имитатор навигационных сигналов в режим генерации несущего колебания нулевой литеры (отключить модуляцию сигнала ПСП и навигационным сообщением). Установить уровень выходной мощности минус 80 дБВт.

• 8.7.3 В соответствии с руководством по эксплуатации на ваттметр N9114A измерить мощность сигнала имитатора.

• 8.7.4 Повторить измерения по п.п. 8.7.2-8.7.3 на литерных частотах ГНСС ГЛОНАСС (в частотных диапазонах L1 и L2), ГНСС GPS (LI, L2, L5), ГНСС Galileo (El, E5ab), ГНСС BeiDou (Bl).

• 8.7.5 По измеренным значениям рассчитать модуль абсолютной погрешности установки уровня мощности сигналов относительно установленного опорного значения минус 80 дБВт по формуле:

Д = Р1-Р₂                                   (7)

где Pi - измеренное ваттметром значение мощности, Вт

Р2 - значение уровня мощности, установленное на имитаторе сигналов, Вт.

• 8.7.6 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности установки уровня мощности выходного сигнала находятся в пределах ±0,28 дБ.

• 8.8 Определение абсолютной инструментальной погрешности разностей формируемых псевдодальностей для сигналов с кодовым разделением в одном частотном диапазоне при доверительной вероятности 0,95: по фазе дальномерного кода, по фазе несущей частоты

  • 8.8.1 Выполнить действия п. 8.3.3, п. 8.4.2.

  • 8.8.2 Собрать схему в соответствии с рисунком 8.

    

Рисунок 8 - Схема измерений инструментальных погрешностей ИС-КНАП по фазе дальномерного кода, по фазе несущей частоты

• 8.8.3 В соответствии с РЭ настроить ИС-КНАП на выдачу всех доступных сигналов (в том числе с кодовым и частотным разделением) одного НКА ГНСС ГЛОНАСС №1 во всех доступных частотных диапазонах с нулевым доплеровским смещением частоты и нулевой дальностью, т. е. НКА должен быть неподвижен для наблюдателя.

• 8.8.4 Провести измерения на АКНС.

• 8.8.5 Настроить ИС-КНАП на выдачу сигналов следующего НКА системы ГЛОНАСС. Повторить сбор данных измерений.

• 8.8.6 Аналогично повторить сбор данных измерений для всех НКА системы ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Beidou, QZSS.

• 8.8.7 Поскольку ИС-КНАП был настроен на выдачу навигационных сигналов с нулевой беззапросной дальностью (псевдодальностью), то результаты измерений по фазе кода навигационных сигналов фактически являются оценками погрешности формирования псевдодальности по соответствующему виду сигналов для соответствующего НКА в каждый момент времени, выраженные в секундах, смещенные на разность группового времени запаздывания в соединительных кабелях RF и 1PPS. Результаты пересчитать в метры с учётом поправок на группового времени запаздывания по формуле (8) (если эти поправки не введены в ПО АКНС):

Р-й*, =    — ГВЗдр +          - с,                           (8)

где Rj - результат измерений АКНС, с;

TB3rf - групповое время запаздывания в соединительном кабеле RF на соответствующей частоте, с;

ГВЗ ipps ^— групповое время запаздывания в соединительном кабеле 1PPS, с;

с - скорость света.

Измерения АКНС по фазе несущей частоты навигационного сигнала, полученные в виде части длины волны несущей, перевести в метры путем умножения на длину волны в метрах.

• 8.8.8 Каждую выборку следует обработать следующим образом: определить по формулам математическое ожидание, СКО и предельную погрешность формирования псевдодальности соответственно по формулам (4) - (6).

• 8.8.9 Выделить среди полученного массива результатов обработки систематические погрешности, соответствующих погрешностям формирования псевдодальностей по фазе дальномерного кода по сигналам ГНСС ГЛОНАСС с кодовым разделением в частотном диапазоне L1. Определить среди них максимальное значение sup M(PRci) и минимальное значение inf M(PRci).

• 8.8.10 Определить по формуле (9) абсолютную инструментальную погрешность разности формируемых псевдодальностей по фазе дальномерного кода и по фазе несущей для сигналов ГНСС ГЛОНАСС с кодовым разделением в частотном диапазоне L1 при доверительной вероятности 0,95:

APRci = supM(PR_Ci) + 2 - RMS^ - (infM(PR_Ci) - 2 - RMS_inf) ,   (9)

где RMS_SUp и RMSjnf - значения CKO, соответствующие максимальному и минимальному математическому ожиданию соответственно.

• 8.8.11 Выполнить действия п.п. 8.8.8 - 8.8.10 для НКА системы ГЛОНАСС в частотных диапазонах L2 и L3, GPS (QZSS) (LI, L2, L5), Galileo (Е5а, E5b), Beidou (Bl).

• 8.8.12 Результаты поверки считать положительными, если все значения абсолютной инструментальной погрешности разностей формируемых псевдодальностей для сигналов с кодовым разделением в одном частотном диапазоне при доверительной вероятности 0,95 не превышают 0,019 м для измерений по фазе дальномерного кода и 0,001 м для измерений по фазе несущей частоты.

• 8.9 Определение абсолютной инструментальной погрешности разностей формируемых псевдодальностей для сигналов с частотным разделением в одном частотном диапазоне при доверительной вероятности 0,95: по фазе дальномерного кода, по фазе несущей частоты

  • 8.9.1 Выделить среди полученного массива результатов обработки измерительной информации по п.п. 8.8.3 - 8.8.7 систематические погрешности, соответствующие погрешностям формирования псевдодальностей по фазе дальномерного кода и фазе несущей частоты по сигналам ГНСС ГЛОНАСС с частотным разделением в частотном диапазоне L1.

  • 8.9.2 Все вычисления провести аналогично п.4.8.8 - 4.10.10.

  • 8.9.3 Аналогично определить инструментальную погрешность разностей формируемых псевдо дальностей для сигналов ГНСС ГЛОНАСС с частотным разделением в частотном диапазоне L2 при доверительной вероятности 0,95.

  • 8.9.4 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной инструментальной погрешности разностей формируемых псевдодальностей для сигналов с частотным разделением в одном частотном диапазоне при доверительной вероятности 0,95 не превышают 0,039 м для измерений по фазе дальномерного кода и 0,0019 м для измерений по фазе несущей частоты.

• 8.10 Определение абсолютной инструментальной погрешности погрешность разностей формируемых псевдодальностей для сигналов из различных частотных диапазонов при доверительной вероятности 0,95: по фазе дальномерного кода, по фазе несущей частоты

  • 8.10.1 Выделить среди полученного массива результатов обработки измерительной информации по п.п. 8.8.3 - 8.8.7 систематические погрешности, соответствующие погрешностям формирования псевдодальностей по фазе дальномерного кода по сигналам ГНСС ГЛОНАСС и сгруппировать их по номеру НКА. Определить в каждой группе максимальное значение supM(PRGLO) и минимальное значение infM(PRGLO).

  • 8.10.2 Определить по формуле (10) абсолютную инструментальную погрешность разности формируемых псевдодальностей по фазе дальномерного кода для сигналов из различных частотных диапазонов при доверительной вероятности 0,95:

APR_eLO =            + 2 • RMS - (infM(PR_eLO) - 2 • RMS_inf)

,   (Ю)

где RMSsup и RMSinf - значения CKO, соответствующие максимальному и минимальному математическому ожиданию соответственно.

• 8.10.3 Аналогично определить абсолютную погрешность формирования разности псевдодальностей по фазе несущей частоты для сигналов из различных частотных диапазонов ГНСС ГЛОНАСС. Для этого использовать измерения АКНС по фазе несущей частоты навигационного сигнала.

• 8.10.4 Аналогично рассчитать абсолютные погрешности разности формируемых псевдодальностей по фазе дальномерного кода для сигналов из различных частотных диапазонов для ГНСС GPS, GALILEO, QZSS.

• 8.10.5 Результаты поверки считать положительными, если все значения абсолютной инструментальной погрешности разностей формируемых псевдодальностей для сигналов из различных частотных диапазонов при доверительной вероятности 0,95 не превышают по модулю 0,059 м для измерений по фазе дальномерного кода и 0,0029 м для измерений по фазе несущей частоты.

• 8.11  Определение абсолютной погрешности синхронизации шкалы времени (выход сигнала метки времени «1 с») с меткой времени, передаваемой в навигационном сигнале.

  • 8.11.1 Провести анализ всех PRi, полученных в пп. 8.8-8.10, определить максимальное значение.

  • 8.11.2 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности синхронизации шкалы времени (выход шкалы времени «1 с») с меткой времени, передаваемой в навигационном сигнале, не превышают 2 нс.

• 8.12 Определение диапазона скорости моделирования движения объекта-носителя

  • 8.12.1 Подключить с помощью радиочастотного кабеля к порту «КАЛИБР», расположенному на передней панели ИС-КНАП, вход анализатора спектра сигналов FSVR7.

  • 8.12.2 Сформировать и воспроизвести на ИС-КНАП сценарий по формированию немо-дулированного сигнала в диапазоне L1 (литер 0, номинальное значение частоты сигнала fo = 1602,00 МГц) ГНСС ГЛОНАСС согласно РЭ. Установить значение скорости изменения беззапросной дальности (псевдодальности) равным 56 000 м/с.

  • 8.12.3 Измерить частоту сигнала f] при помощи маркера анализатора спектра N9010А.

  • 8.12.4 Рассчитать значение доплеровского сдвига частоты по формуле (11):

    (Н)

    

  • 8.12.5 Рассчитать значение скорости изменения псевдо дальности по формуле (12):

    

(12)

где с - значение скорости света.

• 8.12.6 Провести аналогичные измерения в диапазонах частот ГНСС ГЛОНАСС (LI, L2) с частотным разделением, ГНСС ГЛОНАСС (LI, L2, L3) с кодовым разделением, ГНСС GPS (LI, L2, L5), ГНСС Galileo (El, E5ab), ГНСС BeiDou (Bl), ГНСС QZSS (LI, L2, L5).

• 8.12.7 Результаты поверки считать положительными, если рассчитанное значение скорости изменения псевдо дальности составляет 56 000 м/с, что свидетельствует о том, что диапазон скорости моделирования движения объекта-носителя составляет от 0 до 56000 м/с.

• 9.1 При положительных результатах поверки на комплекс выдается свидетельство установленной формы.

• 9.2 В случае отрицательных результатов поверки поверяемый комплекс к дальнейшему

применению не допускается. На него выдается извещение о непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракования.                         /

Заместитель генерального директора -                          лК.

начальник НИО-8 ФГУП «ВНИИФТРИ»                     7 О.В. Денисенко

к

Начальник лаборатории 842 ФГУП «ВНИИФТРИ»              г       А.А. Фролов