Инструкция «Устройства бортовые приемо-преобразующие БППУ-ОГ» (651-19-037 МП)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель

генерального директора — заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

ИНСТРУКЦИЯ

Устройства бортовые приемо-преобразующие Б1111У-ОГ

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ 651-19-037 МП

р.п. Менделеево

Содержание

• 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 Общие сведения

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на устройства бортовые приемо-преобразующие Б1П1У-ОГ (далее — бортовое устройство ОГ), 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 Операции поверки

• 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 ОГ 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 Средства поверки

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

Таблица 2 — Средства измерений, используемые при поверке

3.2 Все средства поверки, применяемые при поверке бортовых устройств ОГ, 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 ОГ с требуемой точностью.

4 Требования к квалификации поверителей

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

5 Требования безопасности

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

6 Условия поверки

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

• - температура окружающего воздуха 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 приемо-преобразу-ющего и временной синхронизации от 24,3 до 29,7 В;

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

7 Подготовка к поверке

• 7.1 Поверитель должен изучить техническую документацию изготовителя, руководство по эксплуатации «Устройство бортовое приемо-преобразующее БППУ-ОГ ТВИГ.464425.001-02 РЭ» (далее— РЭ ОГ) и руководства 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 Проведение поверки

• 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 ОГ бракуются и направляются в ремонт.

• 8.2 Опробование, идентификация ПО

  • 8.2.1 Опробование бортового устройства ОГ

    • 8.2.1.1 Для проведения опробования бортового устройства ОГ собрать измерительную схему в соответствии с рисунком 1, подключить БПП-ВС-1 и блок спутникового навигационного датчика к своим антеннам с МШУ и ПЭВМ.

      

Рисунок 1 — Схема подключения бортового устройства ОГ для проверки работоспособности

• 8.2.1.2 Разместить антенны с МШУ под открытым небом без объектов, препятствующих приёму навигационного сигнала, и включить БПП-ВС-1 с блоком спутникового навигационного датчика в соответствии с РЭ ОГ.

• 8.2.1.3 Подождать не менее 10 минут для получения текущего координированного времени UTC(SU) на дисплее БПП-ВС-1.

• 8.2.1.4 Запустить штатное ПО бортового устройства ОГ и убедиться в приеме пакетов данных в соответствии с РЭ ОГ.

• 8.2.2 Идентификация ПО

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

Таблица 3 — Идентификационные данные ПО устройства бортового приемопреобразующего Б1111У-ОГ

• 8.2.3 Результаты поверки бортового устройства ОГ считать положительными, если на дисплее БПП-ВС-1 получено координированное время UTC(SU), а идентификационные данные ПО соответствуют данным, указанным в таблице 3. В противном случае бортовое устройство ОГ бракуются и направляется 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 ОГ, 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 ОГ 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, — i-й результат измерений; п — количество результатов измерений.

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

  
  

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

  

(3)

• 8.3.8 Рассчитать доверительные границы случайной составляющей погрешности по формуле (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 0_г — 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 К— коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и НСП (см. ниже формулу (10));

S_E — суммарное СКО вычислить по формуле (7):

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

(9)

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

  

(10)

• 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 ±2-10^-6 с. В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

• 8.4 Определение абсолютной погрешности хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 час

  • 8.4.1 Абсолютную погрешность хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 час определить с помощью стандарта частоты и времени водородного 41-1007, работающего в режиме синхронизации по сигналам НКА, и частотомера универсального CNT-90 по схеме, приведенной на рисунке 2.

  • 8.4.2 Перевести бортовое устройство ОГ в автономный режим работы, отключив антенну.

  • 8.4.3 По истечении 1 часа повторить измерения в соответствии с пунктом 8.3.5 и аналогично формуле (1) рассчитать 7\.

  • 8.4.4 Абсолютную погрешность хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 час определить по формуле (11):

дт=7;-т.                      (и)

• 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если значение абсолютной погрешности хранения формируемой ШВ в автономном режиме за 1 час находится в пределах ±3,5-10^-4 с. В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

• 8.5 Определение относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА

  • 8.5.1 Собрать схему, приведенную на рисунке 3.

    

Рисунок 3 — Схема для определения относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА

• 8.5.2 Определение относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА провести методом сравнения частот бортового устройства ОГ и стандарта частоты и времени водородного 41-1007 с помощью компаратора частотного VCH-314.

• 8.5.3 Установить в меню «опции» параметры измерения VCH-314 в соответствии с ЯКУР.411146.014РЭ:

• - коэффициент умножения 1-Ю⁶;

• - полоса частот 10 Гц;

• - максимальное время усреднения измерений 100 с;

• - число измерений 20;

• - входная частота 10 МГц.

• 8.5.4 Запустить измерения при минимальном интервале времени наблюдений 30 мин. По истечении указанного времени зафиксировать среднюю относительную разность частот при интервале времени измерения 100 с (относительная погрешность по частоте выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА).

• 8.5.5 Результаты поверки считать положительными, если значение относительной погрешности по частоте выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА находится в пределах ±5-10^-8. В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

8.6 Определение относительной вариации частоты выходного сигнала 10 МГц при интервале времени измерения 1 час в автономном режиме

• 8.6.1 Собрать схему, приведенную на рисунке 3.

• 8.6.2 Определение относительной вариации частоты выходного сигнала 10 МГц при интервале времени измерения 1 час в автономном режиме провести методом сравнения частот бортового устройства ОГ и стандарта частоты и времени водородного 41-1007 с помощью компаратора частотного VCH-314.

• 8.6.3 Выполнить операции согласно пунктам 8.5.3 и 8.4.2.

• 8.6.4 Запустить измерения компаратора частотного VCH-314.

• 8.6.5 Каждый час фиксировать значения средней относительной разности частот А/ (относительная погрешность по частоте выходного сигнала 10 МГц в /-й час), после чего перезапускать измерения VCH-314

Зафиксировать 10 результатов измерений между соседними в ряду измерениями А/+1 - А/(если измерения переносятся на следующий день, то важна разность между соседними результатами измерений)

• 8.6.6 Определить относительную вариацию частоты в соответствии с ГОСТ 8.567.

• 8.6.7 Результаты поверки считать положительными, если максимальная относительная вариация частоты выходного сигнала 10 МГц при интервале времени измерения 1 час в режиме автономного хранения находится в пределах ±1-10^-7. В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

• 8.7 Определение нестабильности частоты (среднего квадратического относительного отклонения) выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА

• 8.7.1 Определить нестабильность частоты (среднего квадратического относительного отклонения) выходного сигнала 10 МГц бортового устройства ОГ в режиме синхронизации по сигналам НКА при следующих временах измерений т_и, выборки т_в и наблюдений т_н:

а) т_и = т_в = 1 с,

б) Ти = т_в = 10 с,

в) т_и = т_в = 100 с,

г) Т_и = Тв = 1 Ч,

• 8.7.2 Собрать схему, приведенную на рисунке 3.

• 8.7.3 Определение нестабильности частоты (среднего квадратического относительного отклонения) выходного сигнала 10 МГц бортового устройства ОГ в режиме синхронизации по сигналам НКА провести методом сравнения частот бортового устройства ОГ и стандарта частоты и времени водородного 41-1007 с помощью компаратора частотного VCH-314.

• 8.7.4 Выполнить операции согласно пункту 8.5.3.

• 8.7.5 Запустить измерения при минимальном интервале времени наблюдений 24 часа. По истечении указанного времени зафиксировать среднее квадратическое относительное отклонение результата измерения частоты выходного сигнала 10 МГц в режиме синхронизации по сигналам НКА при заданных интервалах времени измерения.

• 8.7.6 Результаты поверки считать положительными, если значения нестабильности частоты (среднего квадратического относительного отклонения) выходного сигнала 10 МГц бортового устройства ОГ в режиме синхронизации по сигналам НКА при временах измерений, выборки и наблюдений п. 8.7.1 (а, б, в, г), не превышают:

а) ГЮЛ

б) 81О^-9;

в) 6-10^-9;

г) 4-10^-9.

В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

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

• 8.8.1 Для проведения измерений собрать схему, приведенную на рисунке 4.

  

Рисунок 4 — Схема подключения бортового устройства ОГ для определения координат

• 8.8.2 Установить Б1111-ВС-1 на одном из геодезических пунктов из состава рабочего эталона единиц координат местоположения и включить автономный режим работы согласно РЭ ОГ.

• 8.8.3 Разместить БСНД на мобильной платформе и включить в автономном режиме работы согласно РЭ ОГ.

• 8.8.4 Настроить смещение вывода позиции приемо-измерительного устройства из состава рабочего эталона единиц координат местоположения на фазовый центр антенны БСНД

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

Таблица 4 — Условия проведения выездной поверки на мобильной платформе

• 8.8.6 Обработать результаты измерений рабочего эталона координат с помощью штатного ПО, получив координаты местоположения в локальной системе координат XYZ относительно базовой станции.

• 8.8.7 Обработать результаты измерений с помощью штатного ПО бортового устройства ОГ в дифференциальном режиме, получив координаты местоположения в локальной системе координат XYZ относительно базовой станции.

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

• 8.8.9 Рассчитать абсолютную погрешность определения координаты X по формуле (12):

(12)

где z — значение эпохи измерения;

X— измеренная координата БСНД, м;

X_ref— измеренная координата X эталоном, м

• 8.8.10 Рассчитать абсолютную погрешность определения координаты Y и Z аналогично п. 8.8.9.

• 8.8.11 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения координаты Xпо формуле (13):

оз)

■*’ /=1

гдеМ— количество измерений

• 8.8.12 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения координаты У и Z аналогично п. 8.8.11.

• 8.8.13 Рассчитать СКО абсолютной погрешности определения координаты X по формуле (14):

W-1

• 8.8.14 Рассчитать СКО абсолютной погрешности определения координат Ки Zаналогично п. 8.8.13.

• 8.8.15 Рассчитать инструментальную абсолютную погрешность (при доверительной вероятности 0,95) определения координат в дифференциальном режиме по формулам (15)-( 17):

⁷⁷х=^±(К1 + ²-°'.г);

77_г=±(|Л/_г|+2-о>)_;

⁷⁷z^=±(|^A/z| ^{+ 2o}’z)-

• 8.8.16 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 ОГ бракуются и направляются в ремонт.

8.9 Определение инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющих вектора скорости в дифференциальном режиме

• 8.9.1 Обработать результаты измерений рабочего эталона координат в ходе заезда п. 8.8.5, получив составляющие вектора скорости в локальной системе координат XYZ относительно базовой станции.

• 8.9.2 Обработать результаты измерений бортового устройства ОГ в ходе заезда п. 8.8.5 в дифференциальном режиме с помощью штатного ПО, получив составляющие вектора скорости в локальной системе координат XYZ относительно базовой станции.

• 8.9.3 Для каждой составляющей вектора скорости определить доверительные границы инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95)

• 8.9.3.1 Рассчитать абсолютную погрешность определения составляющей вектора скорости по формуле (18):

(18)

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

V_ref— измеренная составляющая вектора скорости эталоном, м.

• 8.9.3.2 Рассчитать математическое ожидание абсолютной погрешности определения составляющей вектора скорости по формуле (19):

(19)

• 8.9.3.3 Рассчитать CKO абсолютной погрешности определения составляющей вектора скорости по формуле (20):

• 8.9.3.4 Рассчитать доверительные границы инструментальной абсолютной погрешности (при доверительной вероятности 0,95) определения составляющей вектора скорости в абсолютном режиме по формуле (21):

П_у =±(|Л/_и| + 2-ст_г).                      (21)

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.

В противном случае бортовые устройства ОГ бракуются и направляются в ремонт.

9 Оформление результатов поверки

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

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

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемые бортовые устройства ОГ 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

Перечень сокращений

БПП-ВС — блок приемо-преобразующий и временной синхронизации;

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).