Методика поверки «Имитаторы сигналов спутниковых навигационных систем GSS7000» (651-18-066 ΜΠ)

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

А.Н. Щипунов

2018 г.

• 1 Общие сведения

  • 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на имитаторы сигналов спутниковых навигационных систем GSS7000 (далее - имитаторы сигналов) и устанавливает порядок и объем их первичной и периодической поверок.

  • 1.2 Интервал между поверками - 1 год.

2.1 При поверке имитатора сигналов выполнить работы в объеме, указанном в таблице 1.

Таблица 1

2.2 Допускается возможность проведения поверки имитатора сигналов для меньшего числа измеряемых величин и на меньших диапазонах измерений.

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

-3 -

Таблица 2

3.2 Допускается использование других эталонов и средств измерений с метрологическими характеристиками, обеспечивающими определение метрологических характеристик поверяемого имитатора сигналов с требуемой точностью.

• - температура окружающего воздуха, °C                                   22 ± 2;

• - относительная влажность воздуха, %                                      60± 10;

• - атмосферное давление, мм рт. ст.                                          745± 15;

• - напряжение питания, В                                            от 220 до 240;

• - частота напряжения питания, Гц                                     от 49 до 51.

• 7.1 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - выполнить  операции,  оговоренные  в  эксплуатационной  документации  на

поверяемый имитатор сигналов, по его подготовке к работе;

• - выполнить  операции,  оговоренные  в  эксплуатационной  документации  на

применяемые средства поверки, по их подготовке к измерениям.

• 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 все перечисленные требования. В противном случае имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Включить имитатор сигналов путем перевода в верхнее положение тумблера на задней панели корпуса и нажатия соответствующей кнопки включения на передней панели корпуса.

  • 8.2.2 После включения на дисплее монитора должна отображаться загрузка системы Windows. Дождаться окончания загрузки системы Windows, что свидетельствует о том, что имитатор сигналов готов к работе.

  • 8.2.3 Запустить установленное программное обеспечение (ПО) SimGEN, либо SimREPLAYplus, либо SimTEST (определяется комплектом поставки и представлено в паспорте). Сформировать в соответствии с руководством по эксплуатации ПО или использовать имеющийся в наличии при поставке сценарий работы имитатора сигналов, обеспечивающий формирование радиочастотных сигналов спутниковых навигационных систем (СНС) (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте). Запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО и проконтролировать отсутствие ошибок в работе имитатора сигналов.

  • 8.2.4 Результаты поверки считать положительными, если при выполнении сценария в работе имитатора сигналов отсутствуют ошибки. В противном случае имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

• 8.3 Идентификация программного обеспечения

  • 8.3.1 Проверку соответствия заявленных идентификационных данных ПО имитатора сигналов проводить в следующей последовательности:

• - проверить идентификационное наименование ПО имитатора сигналов;

• - проверить номер версии ПО имитатора сигналов.

• 8.3.2 Результаты поверки считать положительными, если идентификационные данные ПО соответствуют идентификационным данным, представленным в паспорте, а также одному из вариантов, приведенных в таблице 3. В противном случае имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

аблица 3

• 8.4 Определение номинальных значений несущих частот выходных сигналов

  • 8.4.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 1.

    

    Рисунок 1 - Схема измерений

Для подключения анализатора сигналов использовать разъем HIGH LEVEL на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

• 8.4.2 Включить имитатор сигналов, анализатор сигналов и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

• 8.4.3 Сформировать в соответствии с руководством по эксплуатации ПО сценарий работы имитатора сигналов, обеспечивающий формирование радиочастотных немодулированных сигналов СНС геостационарным навигационным космическим аппаратом (НКА), при этом установить максимальную мощность сигнала.

• 8.4.4  Запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО, каждый раз поочередно устанавливая формирование сигнала, номинальное значение несущей частоты которого подлежит определению (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте). Определить номинальные значения несущих частот выходных сигналов.

• 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если номинальные значения несущих частот выходных сигналов соответствуют:

  ГЛОНАСС (L1)

  ГЛОНАСС (L2)

  GPS (L1)

  GPS (L2)

  GPS (L5)

  Galileo (El)

  Galileo (Е5а)

  Galileo (E5b)

1602 + n-0,5625 МГц, 1246+ n-0,4375 МГц, где n от -7 до 6, 1575,42 МГц, 1227,60 МГц,

1176,45 МГц,

1575,42 МГц,

1176,45 МГц,

1207,14 МГц,

BeiDou-П (В1)                                    1561,098 МГц,

BeiDou-11 (В2)                                         1207,14 МГц.

В противном случае имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

• 8.5 Определение относительной вариации частоты внутреннего опорного генератора за 1 сутки (после 24-часового прогрева)

  • 8.5.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 2.

    

    Рисунок 2 - Схема измерений

Для подключения частотомера использовать разъем REF OUT на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

• 8.5.2 Включить имитатор сигналов, частотомер и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

• 8.5.3 По окончании времени прогрева 24 часа провести измерение частоты внутреннего опорного генератора (ОГ) имитатора сигналов fj.

• 8.5.4 По окончании 1 суток от момента первого измерения провести повторное измерение частоты внутреннего ОГ имитатора сигналов £3.

• 8.5.5 Определить относительную вариацию частоты внутреннего ОГ за 1 сутки (24 часа) по формуле (1):

  

где f_H0M - номинальное значение частоты внутреннего ОГ имитатора сигналов.

• 8.5.6 Результаты поверки считать положительными, если значение относительной вариации частоты внутреннего ОГ за 1 сутки (после 24-часового прогрева) находится в пределах ± 5- 1О'¹⁰. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.6 Определение относительного уровня гармонических составляющих

  • 8.6.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 1. Для подключения анализатора сигналов использовать разъем HIGH LEVEL на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

  • 8.6.2 Включить имитатор сигналов, анализатор сигналов и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

  • 8.6.3 Сформировать в соответствии с руководством по эксплуатации ПО сценарий работы имитатора сигналов, обеспечивающий формирование радиочастотных немодулированных сигналов СНС геостационарным НКА, при этом установить максимальную мощность сигнала.

  • 8.6.4  Запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО, каждый раз поочередно устанавливая формирование сигнала, относительный уровень гармонических составляющих которого подлежит определению (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте). Определить относительный уровень гармонических составляющих (вторые гармоники) выходных сигналов.

  • 8.6.5 Результаты поверки считать положительными, если значения относительного уровня гармонических составляющих не более -40 дБс. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.7 Определение погрешности установки уровня мощности выходных сигналов

  • 8.7.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 3.

    

Рисунок 3 - Схема измерений

Для подключения преобразователей измерительных ваттметров поглощаемой мощности использовать разъем HIGH LEVEL на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

• 8.7.2 Включить имитатор сигналов и ваттметр и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств. Перед использованием ваттметра провести его калибровку и учитывать соответствующие поправочные коэффициенты при проведении измерений мощности.

• 8.7.3 Рассчитать ожидаемый уровень мощности выходных сигналов RFREF(GNSS), уровень мощности которых подлежит определению (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте), от разъема HIGH LEVEL, на задней панели корпуса имитатора сигналов по формуле (2), например, для сигналов ГЛОНАСС (L1). Для этого использовать значения OFFSET(GNSS) -значения ослабления уровня мощности сигналов от разъема HIGH LEVEL на задней панели корпуса имитатора сигналов до разъема RF Out на передней панели корпуса имитатора сигналов, приведенные в технической документации.

RFREF(LnOHACC LI) = OFFSET (ГЛОНАСС L1) - 131,0 дБм + Ку,      (2)

где минус 131.0 дБм - номинальный уровень мощности сигналов ГЛОНАСС (L1), приведенный в технической документации;

Ку - программно устанавливаемый коэффициент усиления.

• 8.7.4  Сформировать и запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО, каждый раз поочередно устанавливая формирование сигнала, уровень мощности которого подлежит определению (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте).

• 8.7.5 Определить погрешность установки уровня мощности выходных сигналов по формуле (3):

А = RFREF(GNSS) - Р_изм,                                            (3)

где Р_изм - уровень мощности сигналов, измеренный ваттметром.

• 8.7.6 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности установки уровня мощности выходных сигналов находятся в пределах ±0,5 дБ. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.8 Определение межканального смещения уровня мощности выходных сигналов

  • 8.8.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 3. Для подключения преобразователей измерительных ваттметров поглощаемой мощности N8481А и 8481D использовать разъем HIGH LEVEL на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

  • 8.8.2 Включить имитатор сигналов и ваттметр и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств. Перед использованием ваттметра провести его калибровку и учитывать соответствующие поправочные коэффициенты при проведении измерений мощности.

  • 8.8.3  Сформировать и запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО, каждый раз поочередно устанавливая формирование сигнала в каналах с 1-го по k-ый (количество каналов к, типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте).

  • 8.8.4 Определить значения межканального смещения уровня мощности выходных сигналов по формуле (4):

где Р_изм.1 - уровень мощности сигнала, измеренный для 1-го канала;

Ризм к - уровень мощности сигнала, измеренный для к-го канала.

• 8.8.5 Результаты поверки считать положительными, если значения межканального смещения уровня мощности выходных сигналов находятся в пределах ±0,1 дБ. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.9 Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности

  • 8.9.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 4.

    

Рисунок 4 - Схема измерений

Для подключения государственного рабочего эталона единиц координат местоположения 1 разряда по ГОСТ Р 8.750-2011 использовать разъем RF Out на передней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов. К имитатору сигналов подключить эталонный приемник навигационного сигнала (далее - приемник) из состава государственного рабочего эталона единиц координат местоположения 1 разряда по ГОСТ Р 8.750-2011.

• 8.9.2 Включить имитатор сигналов, приемник и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

• 8.9.3  Сформировать и запустить выполнение сценария в соответствии с руководством по эксплуатации ПО для неподвижного объекта (типы и частотные диапазоны сигналов определяются комплектом лицензий на ключи активации и представлены в паспорте).

• 8.9.4 Провести измерения текущих навигационных параметров приемником в течение 1 суток. По окончании измерений сформировать файл измерений формата Rinex приемника, а также проконтролировать наличие файла измерений имитатора сигналов.

• 8.9.5 Для определения СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности (псевдодальности) определить i-ые разности псевдодальности, измеренной приемником, и имитатора сигналов по формуле (5);

ASj = Si _изм - Si,                                   '                              (5)

где Si _изм - i-oe значение псевдодальности, измеренное приемником;

Si - i-oe значение псевдодальности имитатора сигналов;

i = 1.. .N, N - количество измерений, N > 1000.

• 8.9.6 Определить СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности по формуле (6):

  (6)

^s F-¹^!

-_£ N

где AS ^_ XT ~       ■ среднее значение i-ых разностей псевдодальности.

¹Ч = 1

измеренной приемником, и имитатора сигналов.

• 8.9.7 Результаты поверки считать положительными, если значения СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности не более 0,1 м. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.10 Определение диапазона скорости при моделировании параметров движения объекта

  • 8.10.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 1. Для подключения анализатора сигналов использовать разъем HIGH LEVEL на задней панели корпуса поверяемого имитатора сигналов.

  • 8.10.2 Включить имитатор сигналов, анализатор сигналов и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

  • 8.10.3 Сформировать и запустить в соответствии с руководством по эксплуатации ПО сценарий работы имитатора сигналов, обеспечивающий формирование радиочастотных немодулированных сигналов СПС для объекта, движущегося к геостационарному НКА. при этом установить максимальную мощность сигнала.

Описание движения объекта (рисунок 5), длительность 15 с:

а) неподвижное положение, длительность 0,5 с;

б) рывок со значением 22000 м/с³ в течение 0,61 с, при этом значение ускорения достигает 2200 м/с²;

в) ускорение 2 200 м/с² в течение 14,2 с, при этом значение скорости достигает 30008 м/с.

Time s

Рисунок 5 - Описание движения объекта (jerk - рывок; acceleration - ускорение; velocity - скорость)

• 8.10.4 Зафиксировать на дисплее анализатора сигналов изменение номинального значения несущей частоты выходного сигнала, обусловленного влиянием эффекта Доплера, при моделировании движения объекта. Изменение номинального значения несущей частоты выходного сигнала, в качестве примера GPS (L1), должно быть не менее 157651 Гц.

• 8.10.5 Определить верхнюю границу диапазона скорости при моделировании параметров движения объекта по формуле (7):

  

(7)

где с - скорость света, с = 299792458 м/с;

fiu - номинальное значение несущей частоты сигнала; fd - доплеровское смещение частоты сигнала.

Таким образом, для GPS (LI): V =—------^-т--157,651-10³ «30000м/с.

1,57542-Ю⁹

• 8.10.6 Результаты поверки считать положительными, если диапазон скорости при моделировании параметров движения объекта составляет от 0 до 30000 м/с, В противном случае имитатор сигналов бракуется.

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

• 9.2 На оборотной стороне свидетельства о поверке записываются результаты поверки.

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемый имитатор сигналов к дальнейшему применению не допускается. На него выдается извещение о непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин браковки непригодности.

Заместитель начальника НИО-8 по                      .

научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник лаборатории 841

ФГУП «ВНИИФТРИ»