Методика поверки «Имитатор сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS/SBAS GSG-63» (МП 651-16-17)

УТВЕРЖДАЮ

ИНСТРУКЦИЯ

Имитатор сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS/SBAS GSG-63

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ 651-16-17 МП

р.п. Менделееве, 2016 г.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Настоящая методика распространяется на «Имитатор сигналов глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS/SBAS GSG-63» (далее - аппаратура). Методика устанавливает методы и средства проведения первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - один год.

2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

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

Таблица 1

3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 3.1  Рекомендуемые средства поверки, в том числе рабочие эталонные средства измерений приведены в таблице 2.

• 3.2  Все средства поверки, применяемые при поверке средства измерений, должны быть исправны, поверены и иметь свидетельства о поверке или оттиск поверительного клейма на приборе или технической документации.

Таблица 2

Примечание: вместо указанных в таблице 2 средств поверки допускается применять другие аналогичные средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

Поверка должна осуществляться лицами, аттестованными в качестве поверителей в порядке, установленном в ПР 50.2.012-94.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

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

6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 6.1  При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия (если не оговорено иное):

• - температура окружающего воздуха от 15 до 25 °C;

• - относительная влажность воздуха от 45 до 80 %;

• - атмосферное давление, от 720 до 780 мм рт. ст.;

• - напряжение питания от 215 до 225 В;

• - частота напряжения питания от 49,5 до 50,5 Гц.

7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 7.1  Поверитель должен изучить техническую документацию изготовителя и руководства по эксплуатации (РЭ) 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.

• 8.2  Опробование, идентификация программного обеспечения

  • 8.2.1 Для проверки работоспособности аппаратуры и дальнейших испытаний собрать схему в соответствии с рисунком 1.

    

Контрольная НАП - эталонный приёмник навигационного сигнала МРК-ЗЗМС (рабочий эталон единиц координат местоположения 1 разряда по ГОСТ Р 8.750-2011)

Рисунок 1 - Схема для проверки работоспособности аппаратуры

• 8.2.2  Настроить ПО для управления аппаратурой и контрольной НАП в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 8.2.3  Настроить аппаратуру на воспроизведение сигналов всех доступных глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) для статической точки с произвольными координатами. Установить уровень мощности в соответствии с интерфесными контрольными документами (ИКД) на ГНСС.

• 8.2.4  Дождаться в течение не более 10 минут решения навигационной задачи, о чем должно свидетельствовать отображение соответствующей информации в строках «Дата», «Время», «Широта», «Долгота», «Высота».

• 8.2.5  Идентификационные данные ПО:

• - наименование: «Firmware», номер версии (идентификационный номер) не ниже 5.5.1

• - наименование: «StudioView», номер версии (идентификационный номер) не ниже 3.5.0.1

получить, используя программное обеспечение в соответствии с инструкциями производителя.

• 8.2.6  Результаты поверки считать положительными, если получена информация о текущем времени и координатах, соответствующая параметрам сценария, и идентификационные данные ПО соответствуют указанным в п. 8.2.5.

• 8.3 Определение номинальных значений выходных частот

  • 8.3.1  Собрать схему в соответствии с рисунком 1, вместо контрольной НАП подключить анализатор спектра (анализатор спектра N9010A (per. №40312-08)).

  • 8.3.2  Сформировать и воспроизвести на аппаратуре сценарий по формированию сигналов СНС ГЛОНАСС (LI, L2), СНС GPS (LI, L2), ШДПС SBAS (L1) для неподвижного объекта. Выставить мощность сигнала в максимальное значение.

  • 8.3.3  Поочерёдно включать каждый сигнал по отдельности и контролировать на анализаторе спектра спектр принимаемого сигнала и его соответствия требованиям ИКД на соответствующую ГНСС.

  • 8.3.4  Результаты поверки считать положительными, если на дисплее анализатора спектра отображается спектр принимаемого сигнала в соответствии с ИКД. Таким образом, номинальные значения выходных частот сигналов, формируемых имитатором, должны составлять значения, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

• 8.4 Определение относительной погрешности по частоте внутреннего опорного генератора

  • 8.4.1  Определение относительной погрешности по частоте внутреннего опорного генератора аппаратуры проводить после предварительного прогрева в течение не менее 2 часов.

  • 8.4.2  Определение относительной погрешности по частоте проводить методом прямых измерений значений частоты внутреннего опорного генератора с помощью частотомера (частотомер универсальный CNT-90XL (per. №41567-09)). В качестве опорного генератора для частотомера применять стандарт частоты (стандарт частоты рубидиевый FS725 (per. №31222-06)).

  • 8.4.3  Измерить частоту внутреннего опорного генератора аппаратуры в соответствии с РЭ на частотомер.

  • 8.4.4  Провести определение относительной погрешности по частоте внутреннего опорного генератора аппаратуры в соответствии с формулой (1):

«7 = ^ -1, (1) J ном

где /_изм - измеренное значение частоты опорного генератора, Гц;

/ном ^_ номинальное значение частоты опорного генератора, Гц.

• 8.4.5  Провести измерения и расчёт относительной погрешности по частоте опорного генератора не менее 1000 раз.

• 8.4.6  Результаты считать положительными, если значение относительной погрешности по частоте внутреннего опорного генератора аппаратуры находится в пределах ±2 х 10~⁸.

• 8.5 Определение предельного уровня мощности выходного сигнала

  • 8.5.1  Собрать схему в соответствии с рисунком 1, вместо контрольной НАП подключить ваттметр (измеритель мощности с блоком измерительным Е4418В и первичными измерительными преобразователями 8481А и 8481D (per. №38915-08)).

  • 8.5.2  Перед использованием ваттметра необходимо провести его внутреннюю калибровку с учетом соответствующих поправочных коэффициентов. При проведении измерений использовать радиочастотный кабель с известным коэффициентом ослабления и учитывать его значение при вычислениях.

  • 8.5.3  Сформировать и воспроизвести на аппаратуре сценарий по формированию сигнала в диапазоне L1 (литер 0) ГНСС ГЛОНАСС согласно эксплуатационной документации на аппаратуру. Установить нулевым значение скорости изменения беззапросной дальности (псевдодальности). Установить максимальный уровень мощности.

  • 8.5.4  Измерить значение мощности сигнала с использованием ваттметра.

  • 8.5.5  Провести аналогичные измерения в остальных диапазонах частот.

  • 8.5.6  Результаты считать положительными, если измеренное значение мощности во всех диапазонах частот не ниже минус 95 дБВт.

• 8.6  Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности (псевдодальности) по фазе дальномерного кода

  • 8.6.1  Для проведения измерений собрать схему в соответствии с рисунком 1. Настроить контрольную НАП на работу от внешнего источника опорной частоты и шкалы времени. В качестве внешнего источника опорной частоты подать сигнал с выхода опорного генератора испытуемой аппаратуры, в качестве внешнего источника шкалы времени - сигнал с выхода 1PPS.

  • 8.6.2  Сформировать и воспроизвести на аппаратуре сценарий по формированию сигналов всех доступных ГНСС для неподвижного объекта продолжительностью не менее 120 минут. Сформировать файл протокола сценария в соответствии с руководством по эксплуатации.

  • 8.6.3  Настроить контрольную НАП на запись измеренных значений навигационных параметров с частотой 1 сообщение в 1 с в течение всего сценария.

  • 8.6.4  Выделить из итоговых результатов измерения псевдодальности по фазе дальномерного кода для сигналов с открытым доступом в частотном диапазоне L1 ГНСС ГЛОНАСС для каждого видимого НКА. Соответствующие исходные значения псевдодальности выделить из файла протокола сценария, сформированного при его создании.

  • 8.6.5  Определить среднее квадратическое отклонение (СКО) погрешности формирования псевдодальностей по формулам (2), (3), (4):

AD_w(j) = (ДО')изм - Д0')исх);                          (2)

1 ^N

О)

J=1

g-JA-DwW-m.)))².

N - 1            ’                          ' ’

где А0)изм ~ измеренное значение навигационного параметра i-ro НКА, м;

А0)исх ^_ исходное значение навигационного параметра i-ro НКА по данным протокола сценария, м;

N - количество измерений.

Аналогичные вычисления провести для всех сигналов всех видимых НКА.

• 8.6.6  Повторить вычисления для аналогичных измерений во всех частотных диапазонах всех доступных ГНСС.

• 8.6.7  Результаты считать положительными, если для всех НКА значение СКО погрешности формирования псевдодальностей по фазе дальномерного кода не превышает 1,5 м.

• 8.7  Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования беззапросной дальности (псевдодальности) по фазе несущей частоты

  • 8.7.1  Из результатов, полученных в ходе выполнения п. 8.6 выделить измерения псевдодальности по фазе несущей частоты сигналов ГНСС ГЛОНАСС в частотном диапазоне L1 для каждого видимого НКА. Соответствующие исходные значения псевдодальности выделить из файла протокола сценария, сформированного при его создании.

  • 8.7.2  Перевести измеренные значения псевдодальности по фазе несущей частоты из единиц длин волн в метры, путём умножения на длину волны (с учётом несущей частоты сигнала).

  • 8.7.3  Определить среднее квадратическое отклонение (СКО) погрешности формирования псевдодальностей по формулам (2), (3), (4) для всех видимых НКА.

  • 8.7.4  Повторить вычисления для аналогичных измерений во всех частотных диапазонах всех доступных ГНСС.

  • 8.7.5  Результаты считать положительными, если для всех НКА значение СКО погрешности формирования псевдодальностей по фазе несущей частоты не превышает 0,01 м.

• 8.8  Определение СКО случайной составляющей погрешности формирования скорости изменения беззапросной дальности (псевдодальности)

  • 8.8.1  Из результатов, полученных в ходе выполнения п. 8.6 выделить измерения доплеровского смещения несущей частоты сигналов ГНСС ГЛОНАСС в частотном диапазоне L1 для каждого видимого НКА. Соответствующие исходные значения псевдодальности выделить из файла протокола сценария, сформированного при его создании.

  • 8.8.2  Перевести измеренные значения доплеровского смещения несущей частоты сигналов из герц в м/с, путём умножения на длину волны (с учётом несущей частоты сигнала). Таким образом мы получаем радиальную псевдоскорость каждого НКА.

  • 8.8.3  Определить среднее квадратическое отклонение (СКО) погрешности формирования псевдоскорости по формулам (2), (3), (4) для всех видимых НКА.

  • 8.8.4  Повторить вычисления для аналогичных измерений во всех частотных диапазонах всех доступных ГНСС.

  • 8.8.5  Результаты считать положительными, если для всех НКА значение СКО погрешности формирования псевдоскорости не превышает 0,01 м/с.

• 8.9  Определение СКО случайной составляющей погрешности синхронизации шкалы времени имитатора (выход сигнала метки времени 1PPS) с меткой времени, передаваемой в навигационном сигнале

  • 8.9.1 Собрать схему в соответствии с рисунком 1. Настроить контрольную НАП на выдачу системной шкалы времени ГНСС ГЛОНАСС.

  • 8.9.2  Сформировать и воспроизвести на аппаратуре сценарий по формированию всех доступных сигналов ГНСС ГЛОНАСС для неподвижного объекта.

  • 8.9.3  Измерить с помощью частотомера (частотомер универсальный CNT-90XL (per. №4156709)) интервал времени между импульсным сигналом времени 1 Гц (1PPS) с выхода аппаратуры и контрольной НАП.

  • 8.9.4  Рассчитать СКО измеренной величины по формуле (5):

    а(Т) =

    (5)

  • 8.9.5  Провести аналогичные измерения для всех доступных ГНСС.

  • 8.9.6  Результаты считать положительными, если значения СКО случайной составляющей погрешности синхронизации шкалы времени имитатора (выход сигнала метки времени 1PPS) с меткой времени, передаваемой в навигационном сигнале не превышают 15 нс.

• 8.10 Определение диапазона скорости при моделировании параметров движения объекта-носителя НАП в навигационном поле СНС

  • 8.10.1  Собрать схему в соответствии с рисунком 1, вместо контрольной НАП подключить анализатор спектра (анализатор спектра N9010A (per. №40312-08)).

  • 8.10.2  Сформировать и воспроизвести на аппаратуре сценарий по формированию немодулиро-ванного сигнала в диапазоне L1 (литер 0, номинальное значение частоты сигнала /₀ = 1602,00 МГц) СНС ГЛОНАСС согласно РЭ. Установить максимальное доступное значение скорости изменения беззапросной дальности (псевдодальности).

  • 8.10.3  Измерить частоту сигнала при помощи маркера анализатора спектра N9010A.

  • 8.10.4  Рассчитать значение доплеровского сдвига частоты по формуле (6):

• 8.10.5  Рассчитать значение скорости изменения псевдодальности по формуле (7):

• 8.10.6  Провести аналогичные измерения во всех доступных частотных диапазонах всех доступных ГНСС.

• 8.10.7  Результаты считать положительными, если рассчитанное значение скорости изменения псевдодальности составляет не менее 1515 м/с, что свидетельствует о том, что диапазон скорости при моделировании парамтеров движения объекта-носителя НАП в навигационном поле ГНСС превышает 515 м/с (515 м/с - скорость двтжения объекта, 1000 м/с - максимальная радиальная скорость навигационного космического аппарата).

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 9.1  При положительных результатах поверки аппаратуры выдается свидетельство установленной формы.

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

• 9.3 В случае отрицательных результатов поверки поверяемая аппаратура к дальнейшему применению не допускается. На такую аппаратуру выдается извещение об ее непригодности к дальнейшей эксплуатации с указанием причин забракования.

Заместитель начальника НИО-8 по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»        Федотов В.Н.

Начальник 84 отдела ФГУП «ВНИИФТРИ»                               Каверин А.М.

Начальник 841 лаборатории ФГУП «ВНИИФТРИ»                           Печерица Д.С.

10