Модернизация навигационных систем
Ознакомление с основными характеристиками глобальных навигационных спутниковых систем. Исследования технических и метрологических характеристик имитатора сигналов космических навигационных системы глонасс. Рассмотрение и анализ особенностей частотомера.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.09.2016 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
|
Наименование |
УРИП |
|
|
Количество каналов |
1 |
|
|
Виды генерируемых сигналов |
гармонич., широкопол., импульсн., сигналопод. |
|
|
Диапазон рабочих частот, МГц |
800_2500 |
|
|
Стабильность частоты |
110-7 |
|
|
Максимальная мощность, дБмВт |
+10(30 На частотах от 1133 до 1333 МГц и от 1488 до 1688 МГц) |
|
|
Минимальная выходная мощность, дБмВт |
_165 |
|
|
Погрешность установки уровня мощности, дБмВт |
±1 |
|
|
Максимальная ширина широкополосного сигнала, МГц |
50 |
|
|
Имитация ПСП ГНСС |
Есть |
|
|
Возможность добавления новых видов сигналов |
Есть |
|
|
Встроенный сумматор навигационного и помехового сигналов |
Есть |
|
|
Формирование помехи (сигнало-подобной) произвольной формы |
Есть |
|
|
Мобильное исполнение |
Есть |
По результатам исследования и существующих и разрабатываемых имитаторов помех можно сделать вывод, что только разрабатываемый имитатор обеспечит проведение в полном объеме испытаний НАП на помехоустойчивость, как в частотном диапазоне, так и с формированием помехи (сигнало-подобной) произвольной формы, возможностью добавления новых видов сигналов, при этом погрешность установки уровня мощности будет составлять ±1 дБмВт.
3.6 Исследования технических и метрологических характеристик дальномерной и угломерной аппаратуры
На данный момент существует необходимость поверки не только навигационной аппаратуры потребителя, но и геодезической и угломерной аппаратуры. Для решения этой задачи в комплекс КПА НАП входит комплект двухчастотной спутниковой геодезической аппаратуры потребителей КНС ГЛОНАСС/GPS прецизионной точности (индекс 14Ц828), электронный тахеометр и вспомогательное оборудование опорно_поворотный стенд.
14Ц828 (далее - аппаратура) предназначен для измерения текущих навигационных параметров по сигналам космических навигационных систем (КНС) ГЛОНАСС и GPS и определения на их основе приращений координат методом относительного позиционирования по ГОСТ Р 53606-2009.
Принцип действия аппаратуры основан на параллельном приеме и обработке 48-ю измерительными каналами сигналов навигационных космических аппаратов. Аппаратура обеспечивает формирование измерительной информации по сигналам стандартной (СТ) и высокой (ВТ) точности системы ГЛОНАСС в частотных диапазонах L1 и L2, по сигналам C/A-кода (coarse/acquisition) в частотном диапазоне L1 и сигналам L2C системы GPS. Конструктивно аппаратура состоит из трех взаимозаменяемых полевых комплектов, каждый из которых включает в себя следующие основные части: блок приемника, блок антенный, контроллер ручной, комплект кабелей, комплект средств установки и радиомодем. Блок приемника обеспечивает обработку сигналов навигационных космических аппаратов систем ГЛОНАСС и GPS, измерения радионавигационных параметров, осуществляет накопление и первичное хранение навигационной информации во внутренней памяти. Съем с блока приемника накопленной информации и ее ввод в устройство обработки измерений осуществляется с помощью USB и последовательных портов. Блок антенный состоит из двухчастотной антенны этажерочного типа и подавителя задних лепестков диаграммы направленности и обеспечивает прием, усиление, фильтрацию сигналов навигационных космических аппаратов систем ГЛОНАСС и GPS и передачу их по антенному кабелю в блок приемника. Контроллер ручной обеспечивает задание режимов работы блока приемника, отображение измерительной информации, поступающей с блока приемника и предназначенной для дальнейшей обработки. Аппаратура имеет возможность работы в режиме статической съемки и кинематическом режиме реального времени. Апостериорная обработка навигационной информации и решение специальных задач осуществляется с использованием специального программно-математического обеспечения, установленного в персональной портативной электронно-вычислительной машине (ППЭВМ) ЕС1866. Для обеспечения передачи и приема измерительной и корректирующей информации в реальном времени могут применяться радиомодемы. Основные метрологические и технические характеристики приведены в таблице 8.
Таблица 8 Метрологические характеристики 14Ц828
|
Наименование параметра или характеристики |
Значение характеристики |
|
|
Средняя квадратическая погрешность определения приращений координат при работе по сигналам КНС ГЛОНАСС и GPS и пространственном геометрическом факторе (PDOP) менее 4, мм, не более: |
||
|
- для режима статической съемки для расстояний до 2 км и сеансов измерений до 2 ч: |
||
|
в плане |
3 + 0,5·10-6·D |
|
|
по высоте |
5 + 1·10-6·D |
|
|
где D - расстояние в мм |
||
|
- для режима статической съемки для расстояний от 2 до 100 км и сеансов измерений до 8 ч и режима быстрой статики для расстояний до 15 км: |
||
|
в плане |
5 + 0,5·10-6·D |
|
|
по высоте |
8 + 1·10-6·D |
|
|
- для кинематического режима реального времени для расстояний до 10 км: |
||
|
в плане |
10 + 0,5·10-6·D |
|
|
по высоте |
20 + 1·10-6·D |
Электронный тахеометр, как рабочий эталон в составе КПА НАП, предназначен для высокоточных измерений длин прямых линий, углов и определения координат пунктов в эталонных геодезических построениях (метрологических сетях и на базисах), используемых для испытаний и поверки геодезической и угломерной навигационной аппаратуры.
Кроме того, электронный тахеометр объединяет в себе возможности электронного теодолита (высокоточного угломерного прибора), электронного высокоточного дальномера и полевого компьютера. Использование электронного тахеометра позволяет значительно повысить производительность работ, сократить время на камеральную обработку и упростить обработку данных измерений, исключить ошибки оператора (взятия отсчета, записи измерений, ручных вычислений). Основные технические характеристики электронного тахеометра представлены в таблице 9.
Таблица 9 Метрологические и технические характеристики тахеометра
|
Параметр |
Значение |
|
|
Зрительная труба: |
||
|
- увеличение |
30х |
|
|
- диапазон фокусировки |
от 1,7 м до бесконечности |
|
|
Угловые измерения: |
||
|
- СКО измерения горизонтальных углов |
0,5" |
|
|
- СКО измерения вертикальных углов |
0,5" |
|
|
Линейные измерения: |
||
|
- диапазон измерений расстояний на отражатель RRR |
от 2 до 600 м |
|
|
- предел допустимой абсолютной погрешности измерения расстояний |
± (0,3 + 6,5D) мм (D - измеренное расстояние в км) |
|
|
Источник электропитания |
внутренняя lithium-ion батарея, внешний источник питания AC power supply |
|
|
Масса, не более |
7,6 кг |
|
|
Габаритные размеры (длина Ч ширина Ч высота), не более |
(150 Ч 145 Ч 365) мм |
Для возможности проведения поверки угломерной аппаратуры по реальным сигналам в комплексе КПА НАП используется опорно_поворотный стенд. Опорно-поворотный стенд выполнен в виде наклонно-поворотной металлической конструкции, состоящей из основания, опоры поворотной, крестовины, держателя и балок поворотных.
На концах поворотных балок имеются фиксаторы для установки антенн поверяемой угломерной аппаратуры. С помощью стенда задаются углы пространственного ориентирования: азимут, тангаж и крен. При этом обеспечивается:
- высота плоскости измерений (для установки антенных систем) не менее 1,5 м;
- диапазон изменения расстояний между антенными системами от 0,5 до 3 м;
- воспроизведение углов в азимутальной плоскости в диапазоне ± 180є с дискретностью 20є и возможностью установки угла в пределах дискрета с точностью до 1є;
- воспроизведение углов в плоскости тангажа в диапазоне ± 30є с точностью до 1є;
- воспроизведение углов в плоскости крена в диапазоне ± 30є с точностью до 1є,
- воспроизведение углов поворотными балками относительно неподвижной балки в плоскости измерений в диапазоне ± 60є с точностью до 1є.
Опорно-поворотный стенд предназначен для эксплуатации на открытых площадках.
Применяемые эталонные СИ и вспомогательные средства поверки угломерной НАП, позволяют охватить полностью парк существующих угломерных НАП.
4. Программное обеспечение для расчета погрешностей поверяемых средств измерений
Управление КПА НАП, обработка измерительной информации, оформление результатов поверки осуществляется устройством управления и обработки информации с помощью специального программного обеспечения (СПО) приборов, СПО главного модуля управления и СУБД Firebird с использованием интерфейса RS-232.
Программное обеспечение КПА НАП предназначено для автоматизации измерений метрологических характеристик навигационной аппаратуры потребителей ГНСС ГЛОНАСС и КНС GPS, включая геодезическую аппаратуру и аппаратуру, обеспечивающую определение углов пространственной ориентации объектов. ПО КПА НАП представляет собой комплекс следующих программ:
– Программный комплекс главный модуль управления (ГМУ), предназначен для обеспечения технологического процесса поверки аппаратуры, обработки информации, получаемой от поверяемой аппаратуры и приборов, входящих в состав КПА НАП, формирования отчётов поверки и сохранения полученных результатов в базе данных. ГМУ обеспечивает:
– выбор параметров, необходимых для проведения процедуры поверки НАП определённого типа;
– возможность запуска СПО приборов, необходимых для проведения поверки;
– контроль за получением от СПО приборов результирующей информации;
– взаимодействие с БД;
– формирование отчётов о результатах поверки НАП.
СПО СН-3803М предназначено для работы с имитатором сигналов СН_3803М. Данное СПО позволяет создавать сценарии имитации использования навигационной аппаратуры потребителя. Позволяет получать погрешность определения координат местоположения и составляющих вектора скорости.
СПО измерителя параметров импульсов CNT-90, предназначено для управления и автоматизации измерения параметров импульсных сигналов измерителем интервалов времени CNT-90. Программа обеспечивает конфигурирование CNT-90, автоматизацию измерений, обработку результатов измерений параметров импульсов.
СПО приемника-компаратора, предназначено для управления приемником-компаратором, в части измерения относительной погрешности частоты и параметров нестабильности частоты внешнего исследуемого сигнала, и обеспечивает обработку и протоколирование результатов измерения.
Программный комплекс управления РИП-02 предназначен для управлением имитатором помех РИП_02. Представляет собой интерактивный графический интерфейс взаимодействия с прибором РИП-02 и обеспечивает механизм обмена данными между ПК и прибором.
Система управления базами данных Firebird 2.0.3 реляционная система управления базами данных с архитектурой клиент-сервер предназначенная для хранения протоколов поверки прошедших поверку СИ.
Программа обработки данных угломерной аппаратуры БКДП.00238_01 предназначена для определения метрологических характеристик НАП в части угловых измерений на основе сравнения полученных данных от испытуемой НАП и данных угломерной геодезической аппаратуры, входящей в состав КПА НАП.
Программа NMEA-обработчик, предназначена для автоматизированной обработки поступающей информации, в формате NMEA, с приемника.
5. Оценка метрологических характеристик эталона
5.1 Расчет неопределенности измерений частоты эталона
Расчет неопределенности производился по ГОСТ Р 54500.3_2011 «Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения».
Для оценки величины случайной составляющей погрешности измерения единицы частоты была проведена серия измерений из 10 независимых измерений частоты 1 Гц, таблица 10.
Таблица 10 Измерение частоты, Гц
|
Частота |
||
|
Номинальное |
1,0000000000000 |
|
|
1 |
0,9999999999999 |
|
|
2 |
0,9999999999999 |
|
|
3 |
1,0000000000001 |
|
|
4 |
1,0000000000000 |
|
|
5 |
1,0000000000000 |
|
|
6 |
1,0000000000001 |
|
|
7 |
1,0000000000001 |
|
|
8 |
1,0000000000000 |
|
|
9 |
1,0000000000001 |
|
|
10 |
1,0000000000001 |
Стандартная неопределенность по типу А измерения единицы частоты, вычисляется по формуле:
гдеn - число измерений значения частоты;
Ri - результат i измерения, Гц;
- усредненное значение, Гц.
Стандартная неопределенность по типу В вычислялась по формуле:
Суммарная стандартная неопределенность вычислялась по формуле:
Расширенная неопределенность единицы частоты вычислялась по формуле при уровне доверия k=2:
Таблица 11 Бюджет неопределенности измерения частоты
|
Источники |
Значение |
|
|
Источники неопределенности по типу B |
||
|
Нестабильность стандарта частоты для интервала времени 1 сут |
3·10-15 |
|
|
Дополнительная погрешность по частоте при изменении температуры окружающей среды на 1 °С |
1·10-14 |
|
|
Источники неопределенности по типу А |
||
|
Стандартная неопределенность типа A |
1,73·10-14 |
|
|
Стандартная неопределенность типа В |
1,04·10-14 |
|
|
Суммарная стандартная неопределенность |
2,05·10-14 |
|
|
Расширенная неопределенность |
4·10-14 |
Рассчитанная расширенная неопределенность модернизированного эталона КПА НАП равна 4·10-14.
5.2 Сравнение метрологических и технических характеристик
Анализ метрологических характеристик (Таблица 12) показал, что модернизированный эталон КПА НАП позволяет решать задачи, связанные с поверкой не только навигационной, угломерной НАП, но и проводить поверку частотно_временных НАП, используемых в сфере обороны и безопасности государства, таких как ОСП_1 и ОСП_2, осуществлять поверку рабочих эталонов частоты и времени в соответствии с государственной поверочной схемой.
Таблица 12 Метрологические и технические характеристики модернизированного КПА НАП
|
Наименование характеристики |
КПА НАП |
модернизированный КПА НАП |
|
|
Диапазон формирование сигналов ГЛОНАСС |
L1; L2; CT-код; BT_код |
L1; L2; L3; CT-код; BT_код |
|
|
Диапазон формирование сигналов GPS |
L1; L2; C/A-код |
L1; L2; C/A-код |
|
|
Число каналов формирования сигналов ГЛОНАСС и GPS |
32 |
32 |
|
|
Пределы допускаемой основной погрешности формирования скорости потребителя, м/с |
± 0,02 |
± 0,02 |
|
|
Диапазон имитируемых скоростей м/с |
от 0 до11000 |
от 0 до11000 |
|
|
Пределы допускаемой основной погрешности формирования скорости потребителя, м/с |
± 0,02 |
± 0,02 |
|
|
Вносимая АРМ относительная погрешность при определении относительного отклонения частоты опорного генератора за время измерения 24 ч, не более, Гц |
± 1·10-12 |
± 4·10-15 |
|
|
Пределы допускаемой аппаратурной погрешности формирования шкалы времени, синхронизированной со шкалой времени UTC(SU) |
± 50 нс |
± 50 нс |
|
|
Диапазон измерений интервалов времени, с |
0…9,9(9) |
0…9,9(9) |
|
|
Пределы допускаемой основной систематической погрешности измерений длительности временного интервала, с, не более |
1·10-9 |
1·10-9 |
|
|
Разрешающая способность измерения по времени, с |
1·10-10 |
1·10-10 |
|
|
Номинальные значения частот измеряемых сигналов, МГц |
1·10-6…300 |
1·10-6…300 |
6. Обеспечение прослеживаемости результатов измерений вторичного эталона к Государственному первичному эталону единиц времени, частоты и национальной шкалы времени (ГЭВЧ) в соответствии с государственной поверочной схемой ГОСТ 8.129-2013
Основная передаваемая единица эталонным модернизированным комплексом КПА НАП- это частота и время. Согласно статьи 7 Федерального закона «Об обеспечении единства измерений»: «В Российской Федерации должны применяться эталоны единиц величин, прослеживаемые к государственным первичным эталонам соответствующих единиц величин. В случае отсутствия соответствующих государственных первичных эталонов единиц величин должна быть обеспечена прослеживаемость средств измерений, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, к национальным эталонам единиц величин иностранных государств». До проведения модернизации КПА НАП согласно с Государственной поверочной схемой по ГОСТ 8.129-2013, соответствовал уровню рабочего эталона. После проведения модернизации, в результате введения в состав комплекса стандарта частоты и времени Ч1-1007, он по своим метрологическим и техническим характеристикам соответствует уровню вторичного эталона и обеспечивает прослеживаемость результатов измерений к Государственному первичному эталону единиц времени, частоты и национальной шкалы времени (ГЭВЧ). Это позволяет проводить поверку рабочих эталонов и рабочих СИ времени и частоты, таких как ЧК7-1011, VCH 320, а так же как существующих, так и перспективных приемников навигационной аппаратуры потребителя.
Рис. 7. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты
7. Аттестация модернизированного эталонного комплекса КПА НАП
В соответствии с Федеральным законом от 26.06.2008 N 102-ФЗ (в ред. от 13.07.2015) «Об обеспечении единства измерений» статье 13, пункта 2 порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке, устанавливаются федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений.
Данный порядок установлен Приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», далее Порядок, утвердил порядок проведения поверки. В первой части Порядка, в 5 разделе установлено, что эталоны единиц величин, используемых при поверке СИ, должны быть аттестованы в соответствии с Положением об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. Данное положение было утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений». Процедура первичной и периодической аттестации вторичных (рабочих) эталонов определяется Приказом Росстандарта от 22 января 2014г. № 36 «Об утверждении рекомендаций по проведению первичной и периодической аттестации и подготовке к утверждению эталонов единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».
Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734 определяет порядок обязательных требований к эталонам единиц величин и применения этих требований, порядок оценки соответствия требованиям к этим эталонам, порядок передачи единиц величин от государственных эталонов единиц величин, а также порядок утверждения, содержания, сличения и применения эталонов единиц величин.
Рис. 8. Этапы первичной аттестации и подготовки к утверждению эталонов
В соответствии с приложением к Приказу Росстандарта от 22 января 2014г. № 36, раздел 5 устанавливает правила проведения первичной аттестации эталона. Первичная аттестация эталона проводится согласно схеме указанной на рисунке 8.
В этой схеме на первом шаге держатель эталона разрабатывает следующие документы: паспорт эталона, правила содержания и применения эталона (включающие раздел «Методика периодической аттестации эталона), методика калибровки (при необходимости).
На втором шаге производится оценка соответствия эталона метрологическим требованиям и государственной поверочной схеме, данную процедуру выполняет держатель эталона имеющего более высокие показатели точности в соответствии с государственной поверочной схемой. Результатом выполнения данной процедуры является выдача Свидетельства о поверке (Сертификата калибровки) эталона, с подтверждением его соответствия конкретному разряду государственной поверочной схемы и указанием межповерочного интервала эталона, установленного по результатам испытаний и указанным в описании типа средства измерений. В случае калибровки эталона подтверждение его соответствия конкретному разряду государственной поверочной схемы и указание межкалибровочного интервала оформляется отдельным заключением, содержащим необходимые сведения. Держатель эталона на данном этапе производит оценку соответствия эталона техническим требованиям и требованиям к условиям его содержания и применения и, при положительных результатах оценки соответствия, наличии Свидетельства о поверке (Сертификата калибровки), оформляет Свидетельство об аттестации эталона.
После прохождения второго шага держатель эталона оформляет официальную заявку (на бланке организации, подписанную руководителем и заверенную печатью) на утверждение эталона, прошедшего первичную аттестацию, и направляет ее в Управление метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии. Регистрирует заявку и данные по эталонам, в соответствии с Приложением 6б Приказа № 36, в электронном журнале заявок системы электронного документооборота. Передает комплект подтверждающих документов в соответствии с Приложения 6в Приказа № 36 оператору по экспертизе документов для проведения экспертизы и принятия решения по утверждению эталонов.
После модернизации комплекса КПА НАП были разработаны следующие документы для аттестации в качестве вторичного эталона единицы частоты и времени:
Паспорт эталона;
Правила содержания и применения;
7.1 Разработка паспорта модернизированного эталонного комплекса КПА НАП
В соответствии с Приказом Росстандарта № 36 «Об утверждении рекомендаций по проведению первичной и периодической аттестации и подготовке к утверждению эталонов единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений» в разрабатываемый паспорт содержит следующую структуру:
состав эталона;
метрологические характеристики;
год выпуска и производитель вторичного эталона;
место и условия содержания вторичного эталона;
вкладной лист к паспорту вторичного эталона.
В разделе состав эталона был заполнен эталонными СИ из таблицы 13.
Таблица 13 Состав эталона
В разделе «метрологические характеристики эталона» указаны его метрологические характеристики в соответствии с таблицей 14.
Таблица 14 Метрологические характеристики эталона
|
Измеряемая величина |
Ед. изм. |
Диапазон |
Особые условия |
Характеристики точности |
||||
|
Наименование |
Значение |
отн./абс. |
Ед. изм. |
|||||
|
Номинальные значения рабочих частот радионавигационных сигналов |
||||||||
|
- КНС ГЛОНАСС (L1) |
1602 + n·0,5625 |
|||||||
|
- КНС ГЛОНАСС (L2) |
1246 + n·0,4375 |
|||||||
|
МГц |
где n от минус 7 до 12 |
|||||||
|
- КНС GPS(L1) |
1575,420 |
|||||||
|
- КНС GPS (L2) |
1227,600 |
|||||||
|
Диапазон параметра моделирования динамических характеристик движения потребителя по скорости |
м/с |
0 до 11 000 |
Погрешность формирования скорости изменения беззапросной дальности |
±0,02 |
абсолютная |
м/с |
||
|
Динамический диапазон изменений уровня мощности выходного сигнала |
дБВт |
От минус 175 до минус 115 |
- |
погрешность |
± 1 |
абсолютная |
дБВт |
|
|
Номинальное значение частот выходных сигналов |
МГц |
1·10-6; 2,048; 5; 10; 100 |
- |
нестабильность частоты |
Дf= 4,0·10-15 за 1 сут |
приведенной |
||
|
Погрешность синхронизации по внешней шкале времени |
нс |
± 25 |
||||||
|
Диапазон измеряемых интервалов времени |
с |
от 0 до 9,999999999 |
- |
погрешности измерения длительности времени |
± 1 |
абсолютная |
Нс |
В разделе «место и условия содержания вторичного эталона» указано, что эталон находится и используется в поверочной лаборатории ЗАО «Бинкос», в соответствии с Правилами содержания и применения эталона.
7.2 Разработка правил содержания и применения эталонного комплекса КПА НАП
Правила содержания и применения эталона содержат следующие разделы:
состав вторичного эталона;
обязательные метрологические технические требования к эталону;
межаттестационный интервал;
требования к помещению и условиям содержания и применения;
требования по установке, регулировке и подготовке эталона к эксплуатации;
процедура контроля технического состояния эталона и условий его содержания и применения;
процедура технического обслуживания средств измерений, используемых для передачи значения величины, вспомогательных средств измерений и дополнительного оборудования;
методика периодической аттестации эталона.
В разделе состав эталона были приведены данные из таблицы 13.
В разделе обязательные метрологические технические требования к эталону в части метрологических требований приведены сведения из таблицы 14.
В части технических требований были разработаны следующие требования:
Принцип действия стандарта частоты и времени входящего в состав эталона, лежит в основе автоподстройки частоты кварцевого генератора к частоте линии излучения атомов водорода дискриминатора. При этом явление медленных флуктуаций частоты резонатора дискриминатора на линию излучения устраняется путем подстройки частоты резонатора к частоте сигнала кварцевого генератора.
Принцип работы эталона основан на формировании суммарного радиочастотного сигнала, состоящего из навигационных сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) КНС ГЛОНАСС с дальномерным кодом стандартной точности (СТ) и высокой точности (ВТ) в частотных диапазонах L1, L2, КНС GPS с дальномерным кодом стандартной точности C/A и возможностью имитации селективного доступа SA в частотном диапазоне L1, с дальномерным кодами C/A в частотном диапазоне L2, воспроизведение шкалы времени, синхронизированной со шкалой времени UTC(SU), измерение горизонтальных и вертикальных плоских углов, а так же длины базисных линий.
Габаритные размеры составных частей комплекса, мм:
стойка приборная БКДП.4615311.0011900Ч700Ч600
АРМ БКДП.465681.0011500Ч1500Ч900
тахеометр электронный TCA-2003150Ч145Ч365
двухчастотная спутниковая геодезическая
аппаратура 14Ц828 ЦДКТ.464316.051209Ч115Ч62
Эталон в упакованном виде может транспортироваться всеми видами транспорта. При транспортировке эталон не должен подвергаться механическим ударам. При обращении с эталоном следует соблюдать осторожность как при обращении с хрупким предметом.
Межповерочный интервал входящих в состав эталона средств измерений составляет 12 месяцев, в соответствии с этим межаттестационный интервал составляет 12 месяцев.
Требования к помещению и условиям содержания и применения эталона были установлены в соответствии с руководством по эксплуатации на средства измерения входящие в состав эталона. В них приведены следующие условия эксплуатации:
температура окружающего воздуха, °С:20 ± 5;
среднесуточный дрейф температуры окружающей среды в пределах рабочего диапазона температур не более, °С:1;
относительная влажность окружающего воздуха, %:65 ± 25;
атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.):84 - 106 (630 - 795);
напряжение питающей сети, В:220 ± 4,4.
Расстояние от отопительных приборов до эталона должно быть не менее 0,5 метра. Стойку приборную располагать справа от АРМ и на расстоянии не более 1 метра. К эталону должна быть подведена шина заземления. Вводный щиток, обеспечивающий питание должен быть рассчитан на нагрузку не менее 1 кВт.
При использовании эталона не следует подвергать воздействию магнитных полей напряженностью более 80 А/м, во избежание намагничивания квантового дискриминатора, находящегося в стандарте частоты и времени Ч1-1007.
Условия к размещению блока антенного входящего в состав стандарта частоты и времени Ч1-1007:
диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 55 °С;
повышенная относительная влажность 100 % при температуре 35 °С.
Место монтажа блока антенного должно быть выбрано с учетом наличия прямой радиовидимости максимальной площади небесной полусферы. Не рекомендуется монтировать блок антенный над металлическими поверхностями. Размещение блока антенного и антенн спутниковых систем связи не менее 26 метров, антенн сотовой связи не менее 100 метров, других приемных антенн или блоков антенных не менее 10 метров.
При установке, регулировке и подготовке эталона к эксплуатации требуется провести внешний осмотр входящих средств измерений и вспомогательного оборудования в состав эталона на предмет:
открытых вентиляционных отверстий на корпусах приборов;
отсутствие механических повреждений;
исправность разъемов, переключателей;
органы управления приборов должны находится в исходном состоянии, соответствующие состоянию «Выключено»;
установив стойку приборную зафиксировать ее колёса с помощью фиксирующего механизма;
заземлить стойку приборную и АРМ;
установить приборы в стойку приборную, согласно рисунка 9, в следующем порядке: источник бесперебойного питания, радиочастотный имитатор помех, блок имитации, стандарт частоты и времени, частотомер, восьмипортовый преобразователь, четырехпортовый разветвитель USB;
подключить соединительные и питающие кабели к приборам.
Рис. 9. Стойка приборная
Процедура контроля технического состояния эталона и условий его содержания и применения проводится с целью проверки технических характеристик в процесе эксплуатации и проводится один раз в 12 месяцев и заключается в проверке внешнего вида приборов, контроля состояния разъемов приборов входящих в состав эталона.
Процедура технического обслуживания средств измерений, используемых для передачи значения величины, вспомогательных средств измерений и дополнительного оборудования представляет собой комплекс мероприятий и проводится с целью поддержания в работоспособном, исправном состоянии и обеспечения бесперебойной работы прибора, поддержания эксплуатационной надежности и повышения эффективности использования эталона в течение всего срока службы. Техническое обслуживание проводится в соответствии с эксплуатационной документацией к средствам измерениям из состава эталона. Техническое обслуживание (ТО) включает себя следующие мероприятия:
профилактическое обслуживание;
контроль технического состояния;
представление на периодическую поверку средств измерений входящих в состав эталона;
учет технического обслуживания.
Ответственным за выполнение ТО хранитель эталона. Перед началом проведения ТО следует изучить эксплуатационную документацию в соответсвующих разделах, получить необходимые инструменты, приборы и расходные материалы, согласно документации на приборы входящие в состав эталона. Результаты проведения должны быть отражены в эксплуатационных документах. Особые происшествия с эталоном должны быть зарегистрированы в журнале работ. В журнале должен быть указан характер происшествия, дано предварительное заключение о необходимых мероприятиях для поддержания сохранности эталона.
Методика периодической аттестации эталона включает себя:
поверку средств измерения входящих в состав эталона;
проверку работоспособности и правил содержания эталона.
Поверка средств измерений проводится в соответствии с МП 49312_12 «Инструкция. Комплексы навигационные метрологические специального назначения КПА НАП» и ГОСТ 8.129_2013 ГСИ «Государственная поверочная схема для средств измерений частоты и времени».
Поверка средств измерений входящих в состав эталона осуществляется лицами, аккредитованными на компетентность выполнения работ по поверке средств измерений, в область аккредитации которых включены соответствующие группы измерений. Аттестация эталона осуществляется держателем эталона и по результатам аттестации оформляется свидетельство об аттестации установленной формы в соответствии с приказом Росстандарта № 36 от 22.01.2014 г.
Заключение
Анализ состояния метрологического обеспечения Навигационной аппаратуры потребителя позволил сделать обоснованный выбор направления модернизации рабочего эталона на основе навигационного метрологического комплекса специального назначения (КПА НАП).
Выполненная модернизацию рабочего позволила:
- расширить его функциональные возможности, которые позволят проводить поверку существующих рабочих эталонов и рабочих СИ времени и частоты, таких как ЧК7_1011, VCH 320;
- повысить точность метрологических характеристик навигационного метрологического комплекса специального назначения (КПА НАП), аттестованного в ранге рабочего эталона, что создало предпосылки для перевода его в статус вторичного эталона;
-разработанный в результате модернизации комплект документов, создал предпосылку для проведения успешной аттестации метрологического комплекса КПА НАП в качестве вторичного эталона.
Поставленные задачи в соответствии с заданием на выполнение магистерской диссертации выполнены в полном объеме.
Список используемых источников
1. Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ (ред. от 21.07.2014) «Об обеспечении единства измерений» (26 июня 2008 г.)
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»
3. Приказ Росстандарта от 22 января 2014г. № 36 «Об утверждении рекомендаций по проведению первичной и периодической аттестации и подготовке к утверждению эталонов единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений»
4. Приказом Минпромторга России от 2 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке»
5. ГОСТ Р 54500.3-2011 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения
6. ГОСТ 8.129_2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты
7. ГОСТ РВ 52271-04 ГСИ. Аппаратура спутниковая навигационная для наземных и транспортных средств военного и двойного назначения. Методы и средства поверки
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Спутниковая_система_навигации
9. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС// Интерфейсный контрольный документ. Редакция 5.1. - Москва, 2008.
10. Крутиков В.Н., Кононогов С.А., Золотаревский Ю.М.. Нормативно_правовое обеспечение единства измерений. - М.: Логос, 2014. - Т.1. - 736 с.
11. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования/ Под. Ред. Перова А.И., Харисова В.Н. Изд. 4-е, переработанное и доп. - М.: Радиотехника, 2010.- 800 с.
12. Селиверстов С.А. Сравнение ТТХ спутниковых навигационных систем с кодовым и частотным разделением сигналов. Материалы 2 Международной научно - технической конференции «Навигационные спутниковые системы, их роль и значение в жизни современного человека», Красноярск. 2012 г.
13. Донченко С.И., Блинов И.Ю., Денисенко О.В. и др. Метрологическое обеспечение аппаратуры потребителей сигналов космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS //Информация и космос, №1, 2005, С.23-28.
14. Денисенко О.В., Донченко С.И., Еремин Е.В. Комплекс эталонов и средств измерений для испытаний аппаратуры потребителей космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS // Измерительная техника. 2003. №2. С.25_31.
15. Федоров В.Н. Оценки погрешностей беззапросных средств измерений ГЛОНАСС// Измерительная техника, 2009. № 1, С.25-28.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Развитие спутниковой навигации. Структура навигационных радиосигналов системы GPS. Состав навигационных сообщений спутников системы GPS. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов. Определение координат потребителя.
реферат [254,9 K], добавлен 21.06.2011Навигационные измерения в многоканальной НАП. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS. Точность глобальной навигации наземных подвижных объектов. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов.
курсовая работа [359,2 K], добавлен 13.12.2010Принципы функционирования спутниковых навигационных систем. Требования, предъявляемые к СНС: глобальность, доступность, целостность, непрерывность обслуживания. Космический, управленческий, потребительский сегменты. Орбитальная структура NAVSTAR, ГЛОНАСС.
доклад [36,6 K], добавлен 18.04.2013Сущность спутниковых навигационных систем. Определение координат их потребителя. Правовая основа применения систем функционального дополнения. Особенности распространения волн средневолнового диапазона. Метод частотной модуляции с минимальным сдвигом.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 27.07.2013Приёмники космической навигации и системы передачи информации через них. Анализ систем GPS и ГЛОНАСС, их роль в решении навигационных, геоинформационных и геодезических задач, технические особенности. Оценка структуры космической навигационной системы.
реферат [1,4 M], добавлен 26.03.2011Региональные спутниковые навигационные системы: Бэйдау, Галилео, индийская и квазизенитная. Принцип работы и основные элементы: орбитальная группировка, наземный сегмент и аппаратура потребителя. Создание карт для навигационных спутниковых систем.
курсовая работа [225,5 K], добавлен 09.03.2015Критерий выбора проектных решений мест установки приёмных антенн навигационных систем. Построение алгоритма и математических моделей для оценки показателя эффективности принимаемых проектных решений. Схема для оценки экранирования навигационных спутников.
курсовая работа [498,8 K], добавлен 13.02.2013Виды спутниковых навигационных систем. Спутниковый мониторинг транспорта. Вычисление показателей вариации для очищенного ряда с помощью программы Excel и пакетного анализа. Составление интервального ряда и построение графика по дискретному ряду.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.01.2014Рассмотрение методов измерения параметров радиосигналов при времени измерения менее и некратном периоду сигнала. Разработка алгоритмов оценки параметров сигнала и исследование их погрешностей в аппаратуре потребителя спутниковых навигационных систем.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 23.10.2011Анализ проектирования системы инерциальной навигации. Обзор аналогичных конструкций. Гонка "Крепкий орешек". Принцип построения навигационных систем. Анализ ошибок датчиковой системы. Расчет статических и динамических параметров гироскопа, демпферов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 21.04.2015Изучение назначения спутниковой системы навигации. Расчет координат навигационных спутников в геоцентрической фиксированной системе координат. Определение координат Глонасс-приемника. Измеренное расстояние между навигационным спутником и потребителем.
контрольная работа [323,6 K], добавлен 17.03.2015Классификация навигационных систем; телевизионная, оптическая, индукционная и радиационная системы измерения угловых координат. Системы измерения дальности и скорости, поиска и обнаружения. Разработка и реализация системы навигации мобильного робота.
дипломная работа [457,8 K], добавлен 10.06.2010Анализ основных видов сложных сигналов, анализ широкополосных систем связи. Классификация радиолокационных систем, их тактических и технических характеристик. Разработка и обоснование основных путей развития радиолокационных систем со сложными сигналами.
курсовая работа [470,3 K], добавлен 18.07.2014Классификации и наземные установки спутниковых систем. Расчет высокочастотной части ИСЗ - Земля. Основные проблемы в производстве и эксплуатации систем приема спутникового телевидения. Перспективы развития систем спутникового телевизионного вещания.
дипломная работа [280,1 K], добавлен 18.05.2016Электромеханические чувствительные элементы инерциальных навигационных систем. Гироскоп с магнитным подвесом сферического ротора, его точность. Механические и динамически настраиваемые гироскопы, принцип работы. Процесс в развитии инерциальной технологии.
контрольная работа [551,0 K], добавлен 10.01.2014Разработка интерактивного информационно-навигационного терминала для московского метро. Проектирование удобного и быстрого интерфейса, связывающего навигацию в метро и в городе, и отвечающего всем потребностям в навигации граждан современного мегаполиса.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 15.02.2016Особенности системы "Навстар". Навигационно-временные и информационные сигналы системы. Тестирование навигационных алгоритмов в тестовых полетах. Радиолокационная станция "Енисей-Р". Обеспечение безопасности труда при обслуживании средств судовождения.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 29.10.2012Расчет суммарной инерционной погрешности гирокомпасов. Оценка влияния погрешностей на точность судовождения. Анализ применения магнитного компаса, лага, эхолота в реальных условиях плавания. Рассмотрение возможной величины поперечного смещения судна.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.01.2016Изучение принципов работы навигационных приемников, рассмотрение структуры их программного обеспечения. Описание структуры программного обеспечения пользователя. Предложение рекомендаций об использовании различных средств работы с электронными картами.
курсовая работа [5,5 M], добавлен 30.03.2015Состояние внедрения ATN в практику воздушного движения. Спутниковые информационные технологии в системах CNS/ATM. Спутниковые радионавигационные системы. Координаты, время, движение навигационных спутников. Формирование информационного сигнала в GPS.
учебное пособие [7,4 M], добавлен 23.09.2013
