Методика поверки «ГСИ. РСДБ Радиотелескоп нового поколения комплекса "Квазар-КВО"» (651-20-053 МП)

УТВЕРЖДАЮ

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

Государственная система обеспечения единства измерений

РСДБ Радиотелескоп нового поколения комплекса «Квазар-КВО»

Методика поверки

651-20-053 МП

р.п. Менделеево 2020 г.

• 1. Общие положения

• 2. Операции поверки

• 3. Средства поверки

• 4. Требования к квалификации поверителей

• 5. Требования безопасности

• 6. Условия поверки

• 7. Подготовка к поверке

• 8. Проведение поверки

• 9. Оформление результатов поверки

Настоящая методика устанавливает методы и средства поверки РСДБ радиотелескопа нового поколения комплекса «Квазар-КВО» зав. № 001 (далее - радиотелескоп), изготовленного Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН), 197110, г. Санкт-Петербург, Ждановская ул., 8, при выпуске, в эксплуатации, а также после хранения и ремонта.

Интервал между поверками - 3 (три) года.

• 2.1 При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.1 Не допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов или меньшего числа измеряемых величин.

• 2.2 При получении отрицательных результатов поверки по любому пункту таблицы 1 радиотелескоп бракуется и отправляется в ремонт.

• 3.1 При проведении поверки применяют средства поверки, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

Окончание таблицы 2

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

• 3.3 Применяемые при поверке средства измерений должны быть утверждённого типа, исправны и иметь действующие свидетельства о поверке.

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица с высшим и средним техническим образованием, имеющие квалификацию поверителя в области радиочастотных измерений и квалификационную группу по электробезопасности не ниже третьей с правом работы на электроустановках напряжением до 1000 В и имеющие опыт работы в области радиотехнических измерений, измерений геометрических величин, измерений времени и частоты.

• 4.2 Персонал, проводящий поверку, должен быть ознакомлен с руководством по эксплуатации радиотелескопа и всего применяемого при поверке оборудования.

• 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, установленные ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.1.038-82, действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», а также всеми действующими инструкциями по технике безопасности объекта эксплуатации и эксплуатационной документации радиотелескопа.

• 6.1 Для аппаратуры радиотелескопа, предназначенной для работы на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях, поверку проводят в реальных условиях, если они не выходят за рамки рабочих условий эксплуатации радиотелескопа и средств поверки.

  6.2 Для аппаратуры радиотелескопа, предназначенной для работы в отапливаемых помещениях, поверку проводят в следующих условиях:

  • - температура окружающего воздуха....................................................................(20±5) °C;

  • - относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 °C .........до 80 %;

  • - напряжение сети переменного тока.............................................................(220,0±4,4) В;

  • - частота сети питания ......................................................................................(50,0±2,5) Гц.

• 7.1 На первичную поверку предоставляют радиотелескоп с комплектом эксплуатационной документации, включая методику поверки.

На периодическую поверку дополнительно предоставляется свидетельство о предыдущей поверке.

• 7.2 Подготовить радиотелескоп к работе в соответствии с его руководством по эксплуатации (РЭ), средства поверки - в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• 7.3 Перед поверкой радиотелескопа убедиться, что условия эксплуатации соответствуют указанным в РЭ и МП.

• 7.4 Перед проведением операций поверки необходимо:

• - проверить комплектность поверяемого радиотелескопа;

• - проверить комплектность средств поверки;

• - заземлить (если это необходимо) на общую точку заземления средства измерений и включить питание заблаговременно перед очередной операцией поверки (в соответствии со временем установления рабочего режима, указанным в технической документации).

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 8.1.1  Произвести внешний осмотр радиотелескопа, убедиться в отсутствии внешних механических повреждений и неисправностей, влияющих на работоспособность радиотелескопа.

• 8.1.2  При проведении внешнего осмотра проверить отсутствие механических повреждений и ослабления элементов, четкость фиксации их положения, чёткость обозначений, чистоту и исправность разъёмов и гнёзд.

8.1.3. В случае, если имеются дефекты (механические повреждения, влияющие на работоспособность), радиотелескоп бракуют.

• 8.2.1 Опробование проводить последовательно в соответствии с разделом 2 ИЕЛГ.461000.600 РЭ «Использование по назначению», совместно с обслуживающим персоналом.

• 8.2.2 Провести весь цикл работ по планированию, проведению наблюдений и корреляционной обработке двухстанционных серий наблюдений длительностью не менее одного часа.

Системой планирования формируется и передается на обсерватории комплекса средств PC ДБ программа наблюдений.

Провести РСДБ наблюдения. Данные наблюдений передаются из обсерваторий в ЦКО РАН по ВОЛС, в режиме е-РСДБ.

Провести первичную обработку данных на корреляторе с получением NGS-файла, далее провести вторичную обработку в ЦО АД РАН.

В ЦО АД РАН также провести вторичную обработку NGS-файлов, полученных по заранее проведенной серии наблюдений.

• 8.2.3 В протоколе поверки зафиксировать следующие показатели:

• - время начала и окончания проведения наблюдений;

• - получение корреляционных откликов по всем сканам, включенным в программу сеанса;

• - получение NGS-файлов по каждому сеансу наблюдений;

• - полученные оценки Всемирного времени и их формальные ошибки;

• - время получения оценок Всемирного времени.

• 8.2.4 Результаты поверки считать положительными, если все этапы выполнения проверки (п.8.2.2) выполнены. В противном случае радиотелескоп бракуют.

• 8.3.1 Определение ширины полосы частот аналого-цифрового преобразования в каналах многофункциональной цифровой системы преобразования сигналов (МСПС) провести в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 1.

  

Рисунок 1 - Схема определения ширины полосы частот аналого-цифрового преобразования

• 8.3.2 Ширина полосы частот аналого-цифрового преобразования в каждом канале МСПС определяется двумя показателями:

• - шириной полосы пропускания канала по уровню минус 6 дБ, как это принято в радиотехнических измерениях и радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (PCДБ);

• - шириной зоны Найквиста при аналого-цифровом преобразовании в канале МСПС.

• 8.3.3 Измерение ширины полосы пропускания каналов МСПС.

  • 8.3.3.1 Подготовить к работе генератор сигналов в соответствии с руководством по его эксплуатации. Установить частоту выходного сигнала 1536 МГц и мощность 0 дБм. С помощью компьютера управления радиотелескопом (ПК) настроить МСПС на прием нижней части входного диапазона частот (1024 - 2048 МГц). Отключить кабель, соединяющий выход ПЧ1 приемной системы радиотелескопа от входа ПЧ первого канала МСПС. Подключить указанный вход к выходу «RF Out» генератора N5183 А.

Для измерения ширины полосы пропускания 1-го канала МСПС в интерфейсном окне программы управления МСПС перейти на страницу «Графики», выбрать 1-й исследуемый канал (ЦПС 1) и перейти на вкладку «Спектр мощности». Наблюдать в интерфейсном окне график спектра мощности гармонического сигнала в 1-м канале МСПС после АЦП, но без 2-битового квантования (единичная гармоника на частоте 512 МГц). Измерить с помощью МСПС и зафиксировать уровень мощности указанной гармоники Ро в дБм с точностью не хуже ±0,1 дБ. Не меняя мощности сигнала на входе ЦПС 1, уменьшать частоту выходного сигнала генератора N5183А. Зафиксировать частоту/_х_], при которой уровень мощности гармоники на выходе 1-го канала МСПС уменьшится относительно Ро на 6 дБ с точностью не хуже ±0,1 дБ. Затем увеличивать частоту выходного сигнала генератора N5183А и зафиксировать частоту /_вх.2, при которой уровень мощности гармоники на выходе 1-го канала МСПС уменьшится относительно Ро на 6 дБ. Канал считается выдержавшим испытание, если разность полученных значений/_х,2 будет не менее 1000 МГц.

• 8.3.3.2 Повторить измерения по п. 8.3.3.1 для каналов МСПС № 2 - № 8.

• 8.3.4 Измерение ширины зоны Найквиста при аналого-цифровом преобразовании в каналах МСПС.

Измерение основано на эффекте наложения соседних зон Найквиста при аналого-цифровом преобразовании сигналов, благодаря которому сигнал с одинаковой отстройкой по частоте выше и ниже границы зоны Найквиста на выходе аналого-цифрового преобразователя находится на одной и той же частоте.

• 8.3.4.1 Для измерения частоты нижней границы зоны Найквиста настроить генератор N5183А на частоту / = 1028 МГц при мощности 0 дБм. Наблюдать в интерфейсном окне программы управления МСПС график спектра мощности гармонического сигнала в 1-м канале МСПС после АЦП — единичная гармоника на частоте 4 МГц. Убедиться в этом, измерив частоту гармоники с помощью МСПС. Погрешность измерения при этом не хуже ±0,5 МГц. Перестраивать частоту генератора N5183 А вниз, наблюдая в интерфейсном окне программы управления МСПС, как гармоника сигнала сдвигается сначала вниз по частоте до нуля, а потом вверх. Зафиксировать значение частоты генератора / при котором наблюдаемая гармоника вернется на частоту 4 МГц. Нижняя граница зоны Найквиста определяется как среднее арифметическое значений частот/ и/:

7ni = (/1 +/)/2.

• 8.3.4.2 Повторить действия по п. 8.3.4.1 для частот настройки генератора /1=2052 МГц и / = 2044 МГц и определить верхнюю границу зоны Найквиста по аналогичной формуле /42 = (/i + /)/2. Вычислить ширину зоны Найквиста по формуле A/_N =/ч2 -/ni- Канал считается выдержавшим испытание, если полученное значение ширины зоны Найквиста будет не менее 1000 МГц.

• 8.3.4.3 Повторить измерения по п. 8.3.4.1, 8.3.4.2 для каналов МСПС № 2 - № 8.

• 8.3.5 Результаты поверки считать положительными, если ширина полосы частот аналого-цифрового преобразования в каждом канале МСПС не менее 1000 МГц.

Для определения погрешности привязки локальной геодезической сети радиотелескопа к земной системе координат (ITRF) установить на пунктах сети ГНСС аппаратуру из состава ГЭТ 199-2018.

• 8.4.1  Произвести измерения на всех пунктах сети в режиме «Статика» с интервалом записи данных 1 сек в течении 3 суток. Данные, полученные с применением ГНСС аппаратуры перенести на ПК для последующей обработки.

• 8.4.2  Из свободных источников (на пример http://sopac.ucsd.edu) скачать на ПК данные ближайшего пункта IGS в системе ITRF на период измерений на пунктах локальной сети радиотелескопа. Обработать совместно данные локальной геодезической сети и пункта IGS в программе «Geodis» и получить координаты пунктов локальной геодезической сети радиотелескопа в системе координат ITRF.

• 8.4.3  Сравнить полученные координаты с координатами пунктов локальной геодезической сети радиотелескопа в системе координат ITRF. Определить погрешность привязки

локальной геодезической сети радиотелескопа к земной системе координат (ITRF) по каждой координате по формулам.

• 8.4.4 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности привязки локальной геодезической сети радиотелескопа к земной системе координат (ITRF) по каждой координате находятся в пределах ±10 мм. В противном случае радиотелескоп бракуют.

Для определения допускаемой погрешности привязки опорной точки радиотелескопа к локальной геодезической сети установить на пунктах сети и опорной точке ГНСС аппаратуру из состава ГЭТ 199-2018.

• 8.5.1   Произвести измерения на всех пунктах сети и опорной точке в режиме «Статика» с интервалом записи данных 1 сек в течении 3 суток. Данные, полученные с применением ГНСС аппаратуры перенести на ПК для последующей обработки.

• 8.5.2  Обработать совместно данные локальной геодезической сети и опорной точки в программе «Geodis» и получить координаты опорной точки в локальной геодезической сети радиотелескопа.

• 8.5.3  Сравнить полученные координаты с координатами опорной точки в локальной геодезической сети радиотелескопа и определить погрешность привязки опорной точки радиотелескопа в локальной геодезической сети радиотелескопа как в пункте 8.4.3.

• 8.5.4  Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности привязки опорной точки радиотелескопа в локальной геодезической сети радиотелескопа находятся в пределах ±10 мм. В противном случае радиотелескоп бракуют.

• 8.6.1  Проложить тахеометрический ход по пунктам локальной геодезической сети радиотелескопа с целью уточнения параметров сети и азимутальных направлений эталонным тахеометром из состава ГЭТ 199-2018. При этом измерения углов и длин линий производить на каждом пункте сети полными приёмами, не менее трех для каждого направления.

• 8.6.2  Выбрать несколько пунктов локальной геодезической сети радиотелескопа таким образом, чтобы был обеспечен максимальный обзор радиотелескопа.

• 8.6.3  Установить эталонный тахеометр на один из пунктов локальной геодезической сети радиотелескопа и сориентировать его на любой доступный пункт сети. На горизонтально вращающейся части радиотелескопа установить магнитный шариковый отражатель на границе видимости. Вращая телескоп в горизонтальной плоскости с шагом в 5-10 угловых градусов измерять горизонтальные, вертикальные углы и длины линий до отражателя. Аналогично провести измерения на всех выбранных пунктах сети. По результатам измерений вычислить приращения координат, а затем и сами координаты всех измеренных точек в горизонтальном диапазоне вращения радиотелескопа в системе его координат. По координатам точек, лежащих на окружности вращения в горизонтальной плоскости определить координаты центра этой окружности.

• 8.6.4  Аналогичным образом выполнить измерения для определения координат центра вертикальной оси, вращая зеркало радиотелескопа в вертикальной плоскости, с той разницей, что магнитный шариковый отражатель необходимо устанавливать на обоих концах оси вращения. Определить координаты двух центров вращения.

• 8.6.5  По плановым координатам полученных центров осей вращения в вертикальной и горизонтальной плоскости определить расстояние между ними.

• 8.6.6 Сравнить полученные результаты с паспортными данными радиотелескопа. Результаты поверки считать положительными, если отклонения антенного выноса от номинального значения находятся в пределах ±10 мм. В противном случае радиотелескоп бракуют.

• 8.7.1 Определение смещений формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU) провести в соответствии со схемой измерений, приведенной на рисунке 2.

Внимание! Убедиться, что выходной сигнал 10 МГц радиотелескопа передается от того из хранителей времени и частоты который используется в качестве опорного для формирования шкалы времени (сигнала 1 Гц) радиотелескопа.

Рисунок 2 - Схема определения смещений формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU)

• 8.7.2    В соответствии с требованиями ЭД включить средства измерений, радиотелескоп и вспомогательное оборудование.

• 8.7.3    Соблюдая требования эксплуатационной документации с использованием осциллографа цифрового DSO6032A проверить наличие выходных сигналов радиотелескопа и убедиться, что:

• - амплитуда выходного импульсного сигнала 1 Гц радиотелескопа, подаваемого на соответствующий вход аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51. при нагрузке 50 Ом не менее 2,5 В.

• - среднеквадратическое значение напряжения выходного синусоидального сигнала 5 (10) МГц находится в пределах (1,0±0,2) В.

• 8.7.4    С помощью частотомера универсального CNT-90 измерить значение задержки сигналов в соединительном кабеле, от условного «нуля» шкалы времени радиотелескопа до входа «1 Гц» аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51.

Провести не менее 10 измерений. Зафиксировать среднее значение.

• 8.7.5    Соблюдая требования эксплуатационной документации аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 убедится, что файлы форматов RINEX и CGGTTS формируются.

• 8.7.6    По результатам работы на протяжении не менее одних полных суток, с применением специального программного обеспечения ГЭТ 1-2018 по файлам RINEX рассчитать значения геоцентрических координат фазового центра антенны аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51.

• 8.7.7    Ввести в конфигурационный файл аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 значения задержки сигналов в соединительном кабеле от условного «нуля» шкалы времени радиотелескопа до входа «1 Гц» аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 (п. 8.7.4), а также значения геоцентрических координат фазового центра его антенны (п. 8.7.6).

• 8.7.8    Аппаратура для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 формирует результаты измерений смещений формируемой ШВ относительно ШВ глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в виде файлов ASCII стандартного международного формата cggtts v.2 (2Е) при интервале времени измерения 16 мин.

По окончании интервала времени наблюдений не менее 10 суток, с применением специального программного обеспечения (СПО) ГЭТ 1-2018 обработать файлы CGGTTS стационарного и перевозимого комплектов аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 из состава ГЭТ 1-2018. С помощью специального программного обеспечения

ГЭТ 1-2018 рассчитать значения смещений формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU) по формуле (2):

21Тщ_ТС(5у)__Т(рсдб)](^) = “ХЙ=1М^Щтс(5С/)-Т(ГНСС)](^) “ ^^[Т(РСДБ)-Т(ГНСС)](^)] ’      Р)

где:

" разность шкалы времени ГНСС (ГЛОНАСС/GPS), передаваемой к-м космическим аппаратом (далее - КА) и национальной шкалы координированного времени UTC(SU), полученная с применением опорной аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 из состава ГЭТ 1-2018;

z1T[_T(_Pq - разность шкалы времени ГНСС (ГЛОНАСС/GPS), передаваемой к-м КА и шкалы времени радиотелескопа, полученная с применением перевозимой аппаратуры для высокоточного сравнения шкал времени GTR51 из состава ГЭТ 1-2018 на месте эксплуатации радиотелескопа.

т        - количество одновременно наблюдаемых КА;

- момент времени, на который вычисляется расхождение ШВ

• 8.7.9 Результаты поверки считать положительными, если значения смещений формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU) находятся в пределах ±5,0 мкс. В противном случае радиотелескоп бракуют.

Определение абсолютной погрешности автономного хранения формируемой ШВ за сутки рекомендуется совместить проведение измерений с п. 8.7.

• 8.8.1  Зафиксировать текущее значение времени и значение смещения формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU), полученное в п. 8.7.8

• 8.8.2  Перевести радиотелескоп в режим автономного хранения в соответствии с руководством по эксплуатации.

По истечении суток аналогично п.8.7.8 определить значение смещения формируемой ШВ относительно национальной ШВ UTC(SU) ^^₇’_С(5у)_₇’(_Рсдб)](^)•

• 8.8.3  Абсолютную погрешность автономного хранения формируемой ШВ за сутки Тхран определить по формуле (3):

Тхран —,               (3)

• 8.8.4 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности автономного хранения формируемой ШВ за сутки находятся в пределах ±50 нс. В противном случае радиотелескоп бракуют.

• 8.9.1  Радиотелескоп работает под управлением «Программного обеспечения центрального компьютера управления РСДБ радиотелескопа ИЕЛГ.00072-01».

Составная часть изделия Система высокоточной синхронизации использует для сравнений шкал времени ТСЮИ.01942-01 31 01 «Программа приема и обработки результатов сличений».

В соответствии с руководством по эксплуатации зафиксировать:

• - идентификационное наименование ПО;

• - номер версии (идентификационный номер) ПО

• 8.9.2  Результаты поверки считать положительными, если идентификационные данные соответствуют данным, представленным в таблице 3. В противном случае радиотелескоп бракуют.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

9.1 Результаты поверки средств измерений подтверждаются сведениями о результатах поверки средств измерений, включенными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По заявлению владельца средства измерений или лица, представившего его на поверку, на средство измерений наносится знак поверки, и (или) выдается свидетельство о поверке средства измерений, и (или) в формуляр средства измерений вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки, или выдается извещение о непригодности к применению средства измерений.

В извещении о непригодности к дальнейшей эксплуатации указываются причины непригодности.

Заместитель генерального директора - начальник ГМЦ ГСВЧ ФГУП «ВНИИФТРИ»

Заместитель генерального

директора - начальник НИО-8

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник отдела № 71 ГМЦ ГСВЧ -ученый хранитель ГЭТ 1-2018

ФГУП «ВНИИФТРИ»

Инженер I категории лаборатории № 714

ГМЦ ГСВЧ

ФГУП «ВНИИФТРИ»

И.Ю. Блинов

О.В. Денисенко

И.Б. Норец

С.А. Семенов

Всего листов 14

Лист 14