Методика поверки «Устройства бортовые приемо-преобразующие БППУ-ГН» (651-19-038 ΜΠ)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

генерального директора — заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

ИНСТРУКЦИЯ

Устройства бортовые приемо-преобразующие БППУ-ГН

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

651-19-038 МП р.п. Менделеево

• 1 Общие сведения

• 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

Ссылочные нормативные документы

Перечень сокращений

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на устройства бортовые приемо-преобразующие Б1111У-ГН (далее — бортовое устройство ГН), изготавливаемые ОАО «ЛИИП им. Гризодубовой В.С.», Московская область, г. Жуковский, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками — 5 лет.

• 2.1 При поверке выполняют операции, представленные в таблице 1.

Таблица 1 — Перечень операций, выполняемых при поверке

2.1 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций поверка прекращается, и бортовое устройство ГН бракуется.

• 2.2 Не допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов или отдельных автономных блоков или меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

• 3.1 Рекомендуемые средства поверки бортовых устройств ГН приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Средства измерений, используемые при поверке

3.2 Все средства поверки, применяемые при поверке бортовых устройств ГН, должны быть исправны, аттестованы или поверены.

• 3.3 Вместо указанных в таблице 2 средств поверки допускается применять другие аналогичные, обеспечивающие определение метрологических характеристик бортовых устройств ГН с требуемой точностью.

• 4.1 Поверка должна осуществляться лицами с высшим или средним техническим образованием, квалифицированными в качестве поверителей в области координатно-временных средств измерений.

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

• 6.1 При проведении поверки бортового устройства ГН должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха от 10 до 30 °C;

• - атмосферное давление от 735 до 790 мм рт.ст.;

• - относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

• - напряжение питания в сети постоянного тока блока спутникового навигационного датчика (бортовой блок) от 19 до 35 В;

• - напряжение питания в сети постоянного тока блока спутникового навигационного датчика (контрольно-корректирующая станция) от 4,75 до 5,25 В.

• 7.1 Поверитель должен изучить техническую документацию изготовителя, руководство по эксплуатации «Устройство бортовое приемо-преобразующее Б1111У-ГН ТВИГ.464425.003 РЭ» (далее — РЭ ГН) и руководства по эксплуатации применяемых средств поверки.

• 7.2 Перед проведением операций поверки необходимо:

• - проверить комплектность рекомендованных (или аналогичных им) средств поверки;

• - заземлить (если это необходимо) рабочие эталоны, средства измерений и включить питание заблаговременно перед очередной операцией поверки (в соответствии со временем установления рабочего режима, указанным в РЭ).

• 8.1 Внешний осмотр

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

  • 8.1.2 Результаты поверки считать положительными, если отсутствуют механические повреждения и ослабления элементов, фиксация их положения чёткая, разъёмы и гнёзда чистые и исправные. В противном случае бортовые устройства ГН бракуются и направляются в ремонт.

• 8.2 Опробование, идентификация ПО

  • 8.2.1 Опробование бортового устройства ГН

    • 8.2.1.1 Для проведения опробования бортового устройства ГН подключить БСНД-К (контрольно-корректирующая станция) и БСНД-К (бортовой блок) к антеннам с МШУ и ПЭВМ согласно рисунку 1.

      

Рисунок 1 — Схема подключения бортового устройства ГН для проверки работоспособности

• 8.2.1.2 Установить антенны бортового устройства ГН под открытым небом без объектов, препятствующих приёму навигационного сигнала, и включить бортовое устройство ГН согласно РЭ ГН.

• 8.2.1.3 Запустить на ПЭВМ специализированное ПО согласно РЭ ГН и убедиться в обмене информацией ПЭВМ с БСНД-К (контрольно-корректирующая станция) и БСНД-К (бортовой блок).

• 8.2.2 Идентификация ПО

  • 8.2.2.1 Определить идентификационные данные ПО бортового устройства ГН в соответствии с РЭ ГН. Идентификационные данные ПО представлены в таблице 3.

Таблица 3 — Идентификационные данные ПО устройства бортового приемопреобразующего БППУ-ГН

• 8.2.3 Результаты поверки бортового устройства ГН считать положительными, если ПЭВМ получает пакеты информации с БСНД-К (контрольно-корректирующая станция) и БСНД-К (бортовой блок), а идентификационные данные ПО соответствуют данным, указанным в таблице 3. В противном случае бортовое устройство ГН бракуются и направляются в ремонт.

• 8.3 Определение абсолютного смещения (при доверительной вероятности 0,95) формируемой шкалы времени относительно национальной шкалы координированного времени Российской Федерации UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам НКА

  • 8.3.1 Собрать схему, приведенную на рисунке 2.

    

    Рисунок 2 — Схема для определения смещений формируемой ШВ относительно ШВ UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам НКА

• 8.3.2 На вход «В» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от бортового устройства ГН, на вход «А» частотомера подать импульсный сигнал 1 Гц от стандарта частоты и времени водородного 41-1007. Частотомер универсальный CNT-90 установить в режиме измерений интервалов времени.

• 8.3.3 Настроить входы «А» и «В» частотомера в соответствии с параметрами импульсных сигналов 1 Гц:

• - импульсный сигнал;

• - измерения по переднему фронту;

• - входная нагрузка 50 Ом;

• - уровень напряжения точки привязки по переднему фронту 1,0 В.

• 8.3.4 Произвести не менее 100 измерений интервала времени между выходными импульсными сигналами 1 Гц бортового устройства ГН и стандарта частоты и времени водородного 41-1007 (смещений формируемой ШВ относительно ШВ UTC(SU)).

• 8.3.5 Оценить среднее арифметическое значение Т измеряемого интервала времени по формуле (1):

  

(1)

где Т, — z-й результат измерений; п - количество результатов измерений.

• 8.3.6 Вычислить СКО результатов измерений по формуле (2):

  
  

• 8.3.7 Вычислить CKO среднего арифметического по формуле (3):

  

(3)

• 8.3.8 Рассчитать доверительные границы случайной составляющей погрешности по формуле (4):

(4)

где t — коэффициент Стьюдента, равный 1,96 при (и-1) = 100 и доверительной вероятности 95 %.

• 8.3.9 Оценить доверительные границы НСП по формуле (5):

  
  

где — пределы допускаемой абсолютной погрешности привязки шкалы времени 41-1007 относительно шкалы времени UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам НКА ±50 нс;

0₂ — пределы допускаемой погрешности измерения интервалов времени при использовании частотомера универсального CNT-90, ±200 нс.

0₃ и 0₄ — пределы допускаемой погрешности при измерении задержки сигнала в кабелях, подключаемых к частотомеру универсальному CNT-90, ±200 нс.

• 8.3.10 Оценить доверительные границы погрешности по формуле (6):

где А” — коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и НСП (см. ниже формулу (10));

S_z — суммарное СКО вычислить по формуле (7):

(7)

где5₀ — СКО НСП, вычислить по формулам (8) и (9):

(8)

• 8.3.11 Максимальное смещение формируемой ШВ бортового устройства ГН относительно ШВ UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам НКА определить по формуле (10):

  

(Ю)

• 8.3.12 Результаты поверки считать положительными, если значение абсолютного смещения (при доверительной вероятности 0,95) формируемой шкалы времени относительно национальной шкалы координированного времени Российской Федерации UTC(SU) в режиме синхронизации по сигналам НКА находятся в границах ±6-10^-6 с. В противном случае бортовые устройства ГН бракуются и направляются в ремонт.

• 8.4 Определение инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в абсолютном режиме

  • 8.4.1 Для проведения измерений собрать схему, приведенную на рисунке 3.

  • 8.4.2 Установить БСНД-К (контрольно-корректирующая станция) на одном из геодезических пунктов из состава рабочего эталона единиц координат местоположения под открытым небом без объектов, препятствующих приёму навигационного сигнала, и включить автономный режим работы согласно РЭ ГН.

  • 8.4.3 Разместить БСНД-К (бортовой блок) на мобильной платформе и включить в автономном режиме работы согласно РЭ ГН.

Рисунок 3 — Схема подключения бортового устройства ГН при определении координат

• 8.4.4 Настроить смещение вывода позиции приемо-измерительного устройства из состава рабочего эталона единиц координат местоположения на фазовый центр антенны БСНД-К (бортовой блок).

• 8.4.5 Провести заезд на мобильной платформе по маршруту с характеристиками, представленными в таблице 4.

Таблица 4 — Условия проведения выездной поверки на мобильной платформе

• 8.4.6 Обработать результаты измерений рабочего эталона координат, получив координаты местоположения относительно базовой станции.

• 8.4.7 Обработать результаты измерений бортового устройства ГН в абсолютном режиме с помощью штатного ПО, получив координаты местоположения.

• 8.4.8 Выбрать измерения на общем интервале времени длительностью не менее 3600 с.

• 8.4.9 Рассчитать абсолютную погрешность определения широты по формуле (11):

(И)

где i — значение эпохи измерения;

В — измеренная широта БСНД-К (бортовой блок), градус;

В_ге/— измеренная широта эталоном, градус

• 8.4.10 Рассчитать абсолютную погрешность определения долготы по формуле (12):

  

(12)

где А — измеренная долгота БСНД-К (бортовой блок), градус;

L_ref— измеренная долгота эталоном, градус

• 8.4.11 Перевести полученные значения абсолютной погрешности определения широты и долготы в метры по формулам (13) и (14) соответственно:

  
  

  (13)

  
  

  (14)

где AS/, АЛ, — абсолютная погрешность определения широты и долготы на z-ю эпоху, градус;

а — большая полуось общеземного эллипсоида, м;

е — эксцентриситет общеземного эллипсоида.

• 8.4.12 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения широты по формуле (15) и долготы по формуле (16):

(15)

(16)

где А— количество измерений

• 8.4.13 Рассчитать СКО абсолютной погрешности определения широты по формуле (17) и долготы по формуле (18):

  °в=\

  i=i_______________ ЛГ-1

  (17)

1=1_______________

• 8.4.14 Рассчитать абсолютную погрешность определения высоты по формуле (19):

^i=ⁿi-ⁿrefh                         (19)

где Л — измеренная высота БСНД-К (бортовой блок), м;

h_ref— измеренная высота эталоном, м.

• 8.4.15 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения высоты по формуле (20):

(20)

• 8.4.16 Рассчитать СКО абсолютной погрешности определения высоты по формуле (21):

  

• 8.4.1 Рассчитать доверительные границы инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в абсолютном режиме по формулам (22)-(24):

• 8.4.2 Результаты поверки считать положительными, если значения инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в абсолютном режиме по каждой координатной оси находятся в границах ±20 м. В противном случае бортовые устройства ГН бракуются и направляются в ремонт.

• 8.5 Определение инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в дифференциальном режиме

  • 8.5.1 Обработать результаты измерений бортового устройства ГН в ходе заезда п. 8.4.5 в дифференциальном режиме с помощью штатного ПО, получив координаты местоположения.

  • 8.5.2 Повторить операции согласно пп. 8.4.8-8.4.1.

  • 8.5.3 Результаты поверки считать положительными, если значения инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в дифференциальном режиме по каждой координатной оси находятся в границах ±7 м. В противном случае бортовые устройства ГН бракуются и направляются в ремонт.

• 8.6 Определение инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющих вектора скорости в абсолютном режиме

  • 8.6.1 Обработать результаты измерений рабочего эталона координат в ходе заезда п. 8.4.5, получив составляющие вектора скорости в локальной системе координат XYZ относительно базовой станции.

  • 8.6.2 Обработать измерения бортового устройства ГН в ходе заезда п. 8.4.5 в абсолютном режиме с помощью штатного ПО, получив составляющие вектора скорости.

  • 8.6.3 Для каждой составляющей вектора скорости определить инструментальную абсолютную погрешность (при доверительной вероятности 0,95)

    • 8.6.3.1 Рассчитать абсолютную погрешность определения составляющей вектора скорости по формуле (25):

      

(25)

где V — измеренная составляющая вектора скорости БСНД-К (бортовой блок), м;

V_ref— измеренная составляющая вектора скорости эталоном, м.

• 8.6.3.2 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения составляющей вектора скорости по формуле (26):

  

(26)

• 8.6.3.3 Рассчитать CKO абсолютной погрешности определения составляющей вектора скорости по формуле (27):

  

  N

  

  (27)

• 8.6.3.4 Рассчитать доверительные границы инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющей вектора скорости в абсолютном режиме по формуле (28):

  

(28)

• 8.6.4 Результаты поверки считать положительными, если значения инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющих вектора скорости в абсолютном режиме находятся в границах ±0,2 м.

• 8.7 Определение доверительных границ инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющих вектора скорости в дифференциальном режиме

  • 8.7.1 Обработать результаты измерений бортового устройства ГН в ходе заезда п. 8.4.5 в дифференциальном режиме с помощью штатного ПО, получив составляющие вектора скорости.

  • 8.7.2 Повторить операции согласно пункту 8.6.3.

  • 8.7.3 Результаты поверки считать положительными, если значения инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющих вектора скорости в дифференциальном режиме находятся в границах ±0,2 м/с.

• 9.1 При положительных результатах поверки на бортовые устройства ГН выдается свидетельство установленной формы.

• 9.2 Результаты поверки по требованию заказчика записываются на оборотной стороне свидетельства о поверке или оформляются отдельным приложением к свидетельству.

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемые бортовые устройства ГН к дальнейшему применению не допускается, на них выдается извещение о непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракования.

Заместитель начальника НИО-8 по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» Начальник

841 лаборатории ФГУП «ВНИИФТРИ»

Старший научный сотрудник

841 лаборатории ФГУП «ВНИИФТРИ»

Ссылочные нормативные документы

БСНД — блок спутникового навигационного датчика;

ГНСС — глобальная навигационная спутниковая система;

МШУ — малошумящий усилитель;

НКА — навигационный космический аппарат;

НСП — неисключенная систематическая погрешность;

ПО — программное обеспечение;

ПЭВМ — персональная электронно-вычислительная машина;

СИ — средства измерений;

СКО — среднее квадратическое отклонение;

ШВ — шкала времени;

ШВ UTC(SU) — национальная шкала координированного времени РФ UTC (SU).