Методика поверки «Имитаторы сигналов спутниковых навигационных систем GSS6700» (МП 651-16-15)

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель генерального

по научной

А.Н. Щипунов

CS_____2016 г.

ИНСТРУКЦИЯ

Имитаторы сигналов спутниковых навигационных систем GSS6700 МЕТОДИКА ПОВЕРКИ 651-16-15 МП

р.п. Менделееве

2016 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на имитаторы сигналов спутниковых навигационных систем GSS6700 (далее - имитатор 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

Примечание. Периодическую поверку допускается проводить в тех диапазонах, которые используются при эксплуатации, по соответствующим пунктам настоящей методики. При этом соответствующая запись должна быть сделана в эксплуатационных документах и свидетельстве о поверке (при его наличии) на основании решения эксплуатанта.

• 2.2 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций поверка прекращается, имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

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

Таблица 2          

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

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

• 4.1 К проведению поверки имитатора сигналов допускается инженерно-технический персонал с высшим образованием, ознакомленный с руководством по эксплуатации (РЭ) и документацией по поверке, допущенный к работе с электроустановками напряжением до 1000 В и имеющий право на поверку (аттестованный в качестве поверителей).

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

• 5.2 К работе с имитатором сигналов допускаются лица, изучившие требования безопасности в соответствие с ГОСТ Р 51350-99, инструкцию по правилам и мерам безопасности и прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

• 6.1 Поверку проводить при следующих условиях:

• - температура окружающего воздуха, °C                                   20 ± 5;

• - относительная влажность воздуха, %                                     60±10;

• - атмосферное давление, мм рт. ст.                                         750±10;

• - напряжение питания, В                                          от 220 до 240;

• - частота напряжения питания, Гц                                      от 50 до 60.

• 7.1 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ на поверяемый имитатор сигналов, по его подготовке к работе;

• - выполнить операции, оговоренные в РЭ 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 ПЭВМ и генератор сигналов из состава имитатора сигналов путем нажатия соответствующей кнопки включения на ПЭВМ и перевода в верхнее положение тумблера на задней панели генератора сигналов.

  • 8.2.2 После включения на дисплее ПЭВМ 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 на ПЭВМ специализированное программное обеспечение SimGEN, либо SimREPLAY, либо SimREPLAYplus (в зависимости от комплекта поставки) и в соответствии с РЭ имитатора сигналов воспроизвести любой имеющийся при поставке сценарий имитации. Проконтролировать результаты на предмет отсутствия ошибок.

  • 8.2.4  Результаты поверки считать положительными, если по результатам воспроизведения сценария имитации 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 программного обеспечения (ПО) имитатора сигналов проводить в соответствии с разделом 1 РЭ 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, приведенным в таблице 3. В противном случае имитатор сигналов бракуется и отправляется в ремонт.

Таблица 3

• 8.4 Определение номинальных значений несущих частот выходных сигналов

  • 8.4.1 Для определения номинальных значений несущих частот выходных сигналов подключить к имитатору сигналов навигационную аппаратуру потребителей ГЛОНАСС/GPS/Galileo/BeiDou-II/SBAS, например, GNSS-станцию Trimble NetR9 Ti-2, используя антенный кабель. Использовать радиочастотный разъем N-типа для выдачи формируемых навигационных сигналов, расположенный на лицевой панели генератора сигналов.

  • 8.4.2 Включить имитатор сигналов и GNSS-станцию Trimble NetR9 Ti-2 и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

  • 8.4.3 Сформировать и воспроизвести на имитаторе сигналов сценарий для неподвижного объекта с сигналами КНС ГЛОНАСС (Ы, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El), BeiDou-II (Bl) и подсистемы SB AS (LI).

  • 8.4.4 Провести измерения текущих навигационных параметров по сигналам КНС ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou-II и подсистемы SBAS GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2 в течение 1 суток. По окончании измерений проконтролировать наличие измерительной информации (файлы формата Rinex) GNSS-станции Trimble NetR9 Ti-2 по сигналам КНС ГЛОНАСС (L1, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El), BeiDou-II (Bl) и подсистемы SBAS (LI).

  • 8.4.5 Результаты поверки считать положительными, если по результатам измерений GNSS-станции Trimble NetR9 Ti-2 в наличии измерительная информация по сигналам КНС ГЛОНАСС (L1, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El), BeiDou-II (Bl) и подсистемы SBAS (L1), что свидетельствует о том, что сигналы КНС ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou-II, а также подсистемы SBAS, формируемые имитатором сигналов, соответствуют опубликованным интерфейсным контрольным документам, а, следовательно, номинальные значения несущих частот выходных сигналов соответствуют:

ГЛОНАСС (L1)                                1602 + п-0,5625 МГц,

где п от минус 7 до 6,

GPS (LI), Galileo (El), SBAS (LI)                    1575,42 МГц,

BeiDou-II (Bl)                                       1561,098 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 1.

    

    Рисунок 1 - Схема измерений для определения относительной вариации частоты внутреннего опорного генератора за 1 сутки

Для подключения частотомера к имитатору сигналов использовать разъем (10 MHz OUT) на задней панели генератора сигналов из состава 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 имитатора сигналов 24 часа провести измерение частоты внутреннего опорного генератора для генератора сигналов из состава имитатора сигналов.

• 8.5.4 Определить относительную погрешность по частоте $0/1 по формуле (1):

  

гдеХолг. = Ю МГц.

• 8.5.5 По окончании 1 суток от момента первого измерения провести повторное измерение частоты и определить относительную погрешность по частоте $0/2

• 8.5.6 Определить относительную вариацию частоты внутреннего опорного генератора за 1 сутки по формуле (2):

$01сут. ~ $0f2 ~ $0/1 ■

• 8.5.7 Результаты поверки считать положительными, если для генератора сигналов, входящего в состав имитатора сигналов, значение относительной вариации частоты внутреннего опорного генератора за 1 сутки (после 24-часового прогрева) находится в пределах ± 5'10'¹⁰. В противном случае имитатор сигналов бракуется. При положительных результатах поверки отрегулировать при необходимости внутренний опорный генератор до получения показания частоты на табло частотомера в пределах ± 0,02 Гц от номинального значения 10 МГц, используя отвертку, входящую в комплект инструментов для калибровки, и регулировочный винт в отверстии на панели генератора сигналов.

8.6 Определение относительного уровня гармонических составляющих

• 8.6.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 2.

  

  Рисунок 2 - Схема измерений для определения уровня гармонических составляющих

Для подключения анализатора сигналов к имитатору сигналов использовать разъем (MON CAL) на корпусе генератора сигналов из состава 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  На имитаторе сигналов выполнить последовательно формирование немодулированных сигналов (CW - Continuous Wave) со значениями несущих частот навигационных сигналов в соответствии с РЭ.

• 8.6.4 Настроить значения уровня мощности и ширины полосы частот анализатора сигналов для получения на дисплее изображения, характеризующего уровень второй гармонической составляющей.

• 8.6.5 Определить относительный уровень гармонических составляющих.

• 8.6.6 Результаты поверки считать положительными, если значения относительного уровня гармонических составляющих не более минус 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 определения погрешности установки уровня мощности выходных сигналов

Для подключения измерителя мощности с блоком измерительным и первичными измерительными преобразователями к имитатору сигналов использовать разъем (MON CAL) на корпусе генератора сигналов из состава имитатора сигналов.

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

• 8.7.3 Рассчитать ожидаемый уровень мощности выходных сигналов RFREF(GNSS) КНС ГЛОНАСС (LI), КНС GPS (LI), КНС Galileo (El), КНС BeiDou-II (Bl) от разъема (MON CAL) на корпусе генератора сигналов по формуле (3), например, для сигналов КНС ГЛОНАСС (L1). Для этого использовать значения OFFSET(GNSS) - значения ослабления уровня мощности сигналов от разъема (MON CAL) на корпусе генератора сигналов до разъема N-типа, расположенного на лицевой панели генератора сигналов, приведенные в технической документации на имитатор сигналов.

RFREF(WIOHACC LI) = OFFSET (ГЛОНАСС L1) -131,0 дБм + К_у,      (3)

где минус 131,0 дБм - номинальный уровень мощности сигналов КНС ГЛОНАСС (L1), приведенный в технической документации на имитатор сигналов;

К_у - программно устанавливаемый коэффициент усиления.

• 8.7.4  На имитаторе сигналов выполнить последовательно формирование навигационных сигналов в соответствии с РЭ.

• 8.7.5 Определить погрешность установки уровня мощности выходных сигналов по формуле (4):

А = RFREF(GNSS) - Р_им.,                                             (4)

где Ризы. ~ уровень мощности навигационных сигналов, измеренный измерителем мощности.

• 8.7.6 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности установки уровня мощности выходных сигналов находятся в пределах ± 1 дБ. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.8 Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности

• 8.8.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 4.

  

  Рисунок 4 - Схема измерений для определения погрешности формирования беззапросной дальности

Для подключения навигационной аппаратуры потребителей ГЛОНАСС/GPS/Galileo/BeiDou-II/SBAS, например, GNSS-станции Trimble NetR9 Ti-2, к имитатору сигналов использовать радиочастотный разъем N-типа для выдачи формируемых навигационных сигналов, расположенный на лицевой панели генератора сигналов.

• 8.8.2 Включить имитатор сигналов, GNSS-станцию Trimble NetR9 Ti-2 и стандарт частоты и дождаться установления рабочего режима работы для каждого из средств.

• 8.8.3 Сформировать и воспроизвести на имитаторе сигналов сценарий для неподвижного объекта с сигналами КНС ГЛОНАСС (L1, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El), BeiDou-II (Bl).

• 8.8.4 Провести измерения текущих навигационных параметров по сигналам КНС ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou-II GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2 в течение 1 суток. По окончании измерений проконтролировать наличие измерительной информации (файлы формата Rinex) GNSS-станции Trimble NetR9 Ti-2 по сигналам КНС ГЛОНАСС (L1, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El) и BeiDou-II (Bl), а также файла с измерительной информацией имитатора сигналов.

• 8.8.5 Для определения СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности определить i-ые разности псевдодальности имитатора сигналов и псевдодальности, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2, по формуле (5):

^ = 5,-5,^.,                                                  (5)

где Sj - i-oe значение псевдодальности имитатора сигналов, содержащееся в файле с измерительной информацией;

SiusM. ~ i-oe значение псевдо дальности, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2.

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

(6)

---  ₇ N

AS =— Z AS

‘ ¹ . . имитатора сигналов и псевдодальности, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2.

CKO случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности определить по сигналам КНС ГЛОНАСС LI, GPS LI, Galileo El и BeiDou-II Bl.

• 8.8.7 Результаты поверки считать положительными, если значения СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности не более 0,5 м. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.9 Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности

• 8.9.1 Для определения СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности (псевдоскорости) имитатора сигналов использовать измерительную информацию (файлы формата Rinex) GNSS-станции Trimble NetR9 Ti-2, полученную в п. 8.8, и определить i-ые разности псевдоскорости имитатора сигналов и псевдоскорости, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2, по формуле (7):

ADt = Di-Di_U3M.,                                                          (7)

где Di - i-oe значение псевдоскорости имитатора сигналов, содержащееся в файле с измерительной информацией;

Dtu3M. ~ i-oe значение псевдоскорости, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2.

• 8.9.2 Определить СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности по формуле (8):

где      ~~n           - среднее значение i-ых разностей псевдоскорости

имитатора сигналов и псевдоскорости, измеренной GNSS-станцией Trimble NetR9 Ti-2.

СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности определить по сигналам КНС ГЛОНАСС LI, GPS LI, Galileo El и BeiDou-II Bl.

• 8.9.3 Результаты поверки считать положительными, если значения СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности не более 0,01 м/с. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.10 Определение погрешности измерений интервала времени между импульсным сигналом шкалы времени 1 Гц и соответствующим ему событием в навигационном сигнале

• 8.10.1 Собрать схему измерений в соответствии с рисунком 5.

  

Рисунок 5 - Схема измерений для определения погрешности измерений интервала времени между импульсным сигналом шкалы времени 1 Гц и соответствующим ему событием в навигационном сигнале

Для подключения осциллографа цифрового к имитатору сигналов использовать разъем (MON CAL) и разъем (AUX OUTPUTS, 1 PPS OUT) на корпусе генератора сигналов из состава имитатора сигналов.

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

в. 10.3 На имитаторе сигналов выполнить последовательно формирование навигационных сигналов в соответствии с РЭ.

• 8.10.4 Настроить значение уровня запуска триггера (1 В, импульсный сигнал частотой 1 Гц, подаваемый на вход) осциллографа цифрового для получения на дисплее изображений, подобных приведенным на рисунке 6.

  

Рисунок 6 - Изображение изменения фазы в псевдослучайной последовательности (ПСП) высокочастотного сигнала КНС ГЛОНАСС L1 а) и КНС GPS L1 б)

• 8.10.5 Провести измерения интервала времени Д между импульсным сигналом шкалы времени имитатора сигналов 1 Гц (1 PPS) по уровню 0,5 и изменением фазы в ПСП высокочастотного (ВЧ) сигнала, характеризующим переход от последнего элемента предыдущей ПСП к первому элементу следующей ПСП (для сигналов КНС ГЛОНАСС необходимо учесть поправку на 2тэл. ~ 1957-2 = 3914 нс).

Измерения Д провести по сигналам КНС ГЛОНАСС (L1, литеры рабочих частот от минус 7 до 6), GPS (LI), Galileo (El), BeiDou-II (Bl).

Учесть в измерениях Д поправки на задержку сигналов в радиочастотных кабелях, подключаемых к разъему (MON CAL) и разъему (AUX OUTPUTS, 1 PPS OUT) на корпусе генератора сигналов из состава имитатора сигналов.

• 8.10.6 Результаты поверки считать положительными, если значения погрешности измерений интервала времени между импульсным сигналом шкалы времени 1 Гц и соответствующим ему событием в навигационном сигнале находятся в пределах ± 5 нс. В противном случае имитатор сигналов бракуется.

• 8.11 Определение диапазона скорости при моделировании параметров движения объекта

• 8.11.1  Использовать схему измерений в соответствии с рисунком 2. Для подключения анализатора сигналов к имитатору сигналов использовать разъем (MON CAL) на корпусе генераторов сигналов из состава имитатора сигналов.

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

• 8.11.3 Сформировать и воспроизвести на имитаторе сигналов сценарий для объекта типа «самолет», движущегося по направлению к геостационарному космическому аппарату. В этом случае изменение значения несущей частоты навигационного сигнала от номинального значения будет обусловлено влиянием эффекта Доплера.

Параметры сценария:

а) неподвижное положение;

б) измерение скорости до значения минус 15000 м/с (значения рывка в пределах ± 500 м/с³, ускорения в пределах ± 450 м/с²);

в) движение с постоянной скоростью;

г) измерение скорости сначала до нулевого значения, затем до максимального значения 15000 м/с (значения рывка в пределах ± 500 м/с³, ускорения в пределах ± 450 м/с²);

д) движение с постоянной скоростью;

е) измерение скорости до нулевого значения (значения рывка в пределах ± 500 м/с³, ускорения в пределах ± 450 м/с").

• 8.11.4  Фиксировать на анализаторе сигналов смещение несущей частоты навигационного сигнала от номинального значения, обусловленное влиянием эффекта Доплера. Смещение несущей частоты вправо и влево, обусловленное изменением скорости в проекции от минимального до максимального значения, должно быть не менее {157,651/? ₌ 78,825кГц .

• 8.11.5 Определить верхнюю границу диапазона скорости при моделировании параметров движения объекта по формуле (9):

И=-7-Л-                                               (’)

JU

Таким образом, V = ^299292458. ₇₈₈₂j. ю^} Гц » 15000м/с.

1,57542 Ю⁹ Гц

• 8.11.6 Результаты поверки считать положительными, если диапазон скорости при моделировании параметров движения объекта составляет от 0 до 15000 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»