4.4.4 Требования к приемной аппаратуре по электропитанию.
Основное электропитание ИПО ГНСС/ИФРНС должно обеспечиваться через сетевой адаптер от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. В качестве аварийного использоваться внешний источник электропитания постоянного тока напряжением 24 – 27 В. При отключении основного источника питания, аппаратура должна автоматически переходить на аварийный источник без нарушения нормального функционирования [17], [18]. В аппаратуре должна быть предусмотрена защита от коротких замыканий и неправильного подключения источника электропитания.
4.4.5 Электромагнитная совместимость.
ИПО ГНСС/ИФРНС должно обеспечивать защиту от:
– воздействия на антенну облучения на частоте 1636.5 МГц с плотностью потока мощности 3 Вт/м2 на время 10 мин. Через 5 мин после прекращения воздействия мешающего сигнала ИПО должна обеспечить нормальный прием сигналов, расчет координат места без вмешательства оператора.
П р и м е ч а н и .е Это эквивалентно облучению антенн ИПО ГНСС/ИФРНС сигналами спутниковой системы связи ИНМАРСАТ, установленной на расстоянии 10 м вдоль ее электрической оси.
– воздействия на антенну облучения пачкой из 10 импульсов каждый длительностью 1– 1.5 мкс, с частотой следования 1600:1, в диапазоне частот 2,9 - 3,1 ГГц и плотностью потока мощности 7.5 кВт/м2. в течение 10 мин с периодом повторения пакетов импульсов 3 с. Через 5 мин после прекращения воздействия мешающего сигнала ИПО ГНСС/ИФРНС должна обеспечить нормальный прием сигналов, расчет координат места без вмешательства оператора.
П р и м е ч а н и е. Эти условия эквивалентны воздействию излучения РЛС с мощностью сигнала 60 кВт в S/диапазоне морских РЛС, длительностью импульса 1.2 мкс с частотой повторения 600 импульсов в сек использующей щелевую антенну со скоростью вращения 20 оборотов/мин, при размещении антенны ИПО вдоль электрической оси антенны РЛС на расстоянии 10 м
– воздействия на антенну ИФРНС: [13].
– синхронных и близких к синхронным помех для любой линии спектра частоты ИФРНС.
П р и м е ч а н и е. Приемники ИФРНС в основном подвергаются воздействию помех, излучаемых вне выделенного диапазона частот, т.е. (70 – 90) кГц и (110 – 130) кГц, несмотря на то, что существуют достаточно мощные источники помех в пределах выделенного диапазона частот (90 –110) кГц.
– источника сигнала помех с отношением сигнал/помеха – 60 дБ по отношению к самому слабому сигналу ИФРНС –17,8 мкВ/м. Центральная частота помеховых сигналов должна находиться за пределами диапазона (50 – 200) кГц.
– перекрестных помех, которыми являются сигналы передающих станций ИФРНС, работающих с групповыми периодами повторения, отличающимися от требуемых периодов повторения сигналов ИФРНС.
– ионосферных волн.
П р и м е ч а н и е. Приемник ИФРНС в рабочей зоне должен различать сигналы, принимаемые в виде поверхностной и отраженной (ионосферной) волны и должен подавлять любые нежелательные сигналы, приходящие в виде ионосферных волн. Погрешность измерений не должна ухудшаться и выходить за пределы минимальных требований данного стандарта для комбинаций ионосферных волн с различной задержкой.
4.4.6 Предупреждения о неисправностях и индикация состояния.
ИПО ГНСС/ИФРНС должно обеспечивать предупреждения, если через 2 с для высокоскоростных судов или 3 с для конвенционных:
– оборудование не в состоянии достичь требуемых характеристик по точности и целостности для каждой фазы плавания;
– новые характеристики КСВ, их точность и целостность не рассчитаны.
– невозможно расчитать новые значения КСВ через 5 с для высокоскоростных судов или 7 с для конвенционных. Величина геометрического фактора HDOP, при этом, превышает установленный предел.
Если расчет новых координат не обеспечивается, то до восстановления нормальной работы ИПО, используются выходные данные последнего определения координат, скорости, путевого угла и времени. На дисплее должны отображаться время и координаты последней правильной обсервации с визуальной индикацией признака прекращения обсерваций. ИПО ГНСС/ИФРНС должно обеспечивать статус дифференциального режима работы, включая индикацию в текстовой форме на встроенном или выносном дисплее, следующей информации:
– прием и идентификацию сигналов систем функционального дополнения;
– подтверждение приема сигналов дифференциальных поправок;
– использование дифференциальных поправок систем функционального дополнения при определении координат, скорости, времени.
– координат местоположения;
– путевого угла и скорости относительно грунта;
– времени обсерваций;
– навигационные системы, используемые при определении КСВ.
4.4.7 Контроль целостности.
ИПО ГНСС/ИФРНС должно обеспечивать:
– контроль целостности для обнаружения отказов, позволяющих определить, что погрешность определения координат места превышает установленный порог в режиме навигации и обеспечивает индикацию контроля целостности.
Для фазы плавания, определяемой как общая навигация, выбраны уровни точности, определяемые значениями 10 м и 100 м, а также соответствующие защитные пороги включения тревоги – 25 м и 250 м, соответственно.
Информация, используемая для определения контроля целостности:
– контроль целостности автономного приемника;
– сообщение о целостности приемника ГАЛИЛЕО, обеспечивающего прием сигналов в режиме «Служба обеспечения безопасности жизни».
Для различных значений принятых уровней точности определения координат (для Р=95%), индикация контроля целостности отображается в виде трех состояний:
– безопасное;
– предупреждение;
– опасное.
Для индикации состояний необходимо использовать различные цвета, и если в ИПО это предусмотрено, используются следующие цвета:
зеленый – безопасное,
желтый – предупреждение;
красный – опасное.
«Безопасное» состояние представляет результаты расчета контроля целостности, когда погрешность измерений координат меньше или равна установленному порогу включения тревоги.
Это условие выполняется при доступности сигналов спутников с приемлемой геометрией их расположения.
«Предупреждение» индицируется, когда за время более 3 с информации для надежного расчета координат недостаточно.
Это условие свидетельствует о недостаточном количестве спутников, доступных для измерений.
П р и м е ч а н и е. Погрешность измерений координат по четырем спутникам может находиться в пределах установленного порога погрешности измерений координат, но алгоритм контроля целостности автономного приемника не подтверждает этого.
«Опасное» состояние представляет результаты расчета контроля целостности, когда погрешность измерений координат превышает установленный порог включения тревоги. Это состояние может возникать, когда для измерений доступны сигналы пяти спутников, но их геометрический фактор не гарантирует требуемый уровень целостности.
В приемнике ГАЛИЛЕО, обеспечивающего работу в режиме Служба «обеспечения безопасности жизни», алгоритм контроля целостности и сигнала тревоги основан на совместном использовании сообщения о целостности спутников ГАЛИЛЕО и RAIM.
ИПО должно формировать сигнал тревоги в течение 10 сек, когда установленный порог подачи сигнала тревоги 25 м превышен втечение 3 с. Вероятность обнаружения отказа должна превышать 99.999% за трех часовой период времени (риск целостности ≤ 10-5/3 ч). Статус целостности должен непрерывно отображаться совместно с индикацией установленного порога уровня точности. В соответствии с требованиями о выходных данных, изложенных в 4.4.1, должна обеспечиваться возможность передачи информации о целостности в другие судовые навигационные устройства.
4.4.8 Использование дифференциального режима для контроля целостности сигналов ГНСС.
ИПО ГНСС/ИФРНС используя информацию дифференциального режима работы должно обеспечивать:
– контроль целостности сигналов ГНСС – ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО, (будущей ГНСС БЕЙДОУ), ИФРНС. Если изменения псевдодальности (PRC) и псевдоскорости (RRC) до спутника выходят за пределы, которые определены в [8], сообщения типов 1, 9, 31 и 34 будут индицировать, что данный спутник не должен использоваться для измерений.
– индикацию целостности дифференциальных подсистем и их аварийное состояние, если:
– дифференциальные поправки ДГЛОНАСС/DGPS/ДГАЛИЛЕО не принимаются втечение 10c;
– в ручном или автоматическом режиме выбора номера станции, данная станция неисправна, не контролируется или качество сигнала поправок ниже установленного порога.
Данные функции должны использоваться в ИПО ГНСС/ИФРНС со встроенным или внешним подключенным приемником поправок.
4.5 Устойчивость к климатическим и механическим воздействиям.
ИПО ГНСС/ИФРНС должно:
– соответствовать эксплуатационным требованиям стандарта ГОСТ Р МЭК 60945 в части механических и климатических воздействий, воздействия помех, электромагнитной совместимости, технического обслуживания, мер безопасности, маркировки оборудования.
– выдерживать механические и климатические испытания на соответствие нормам [18], [19], [20], если ИПО предназначено для установки на судах, эксплуатируемых в условиях Арктики и Антарктики;
– выдерживать поверочные испытания, по результатам которых должны быть установлены основные метрологические характеристики – пределы допускаемых погрешностей измерений КСВ, путевого угла, времени.
– обеспечивать выходную информацию о координатах в системе WGS – 84 и использовать формат сопряжения, определяемый [8].
Для передачи данных о координатах местоположения должны использоваться навигационные предложения – RMC, GGA, GLL, DTM, GNS. Дополнительно, при связи с другими навигационными устройствами должны использоваться предложения – GRS, GSA, GST, GSV, GBS.
П р и м е ч а н и е: навигационные предложения GRS, GSA, GST, GSV необходимы для поддержания режима внешней проверки целостности. Они должны быть синхронизированы по времени с соответствующими данными о координатах, определяемых навигационными предложениями GGA или GNS. Допустимый темп выдачи навигационных предложений NMEA для скорости передачи 4800 бод:
– RMC, GGA, GLL,VTG, ZDA – 1 раз в сек;
– GBS, DTM, GNS – 1 раз в 3 сек (чередуются);
– GSA – 1 раз в 5 сек;
– GSV – 1 раз в 20 сек.
4.6 Типичная помеховая обстановка.
ИПО ГНСС/ИФРНС должно удовлетворительно работать в условиях воздействия типичных помех, указанных в разделах 5, 6.
5 Методы и требуемые результаты испытаний.
5.1 Последовательность испытаний.
До начала испытаний последовательность испытаний согласовывается между испытательной лабораторией и поставщиком оборудования.
Различные пункты программы испытаний могут выполняться одновременно. Разработчик вместе с аппаратурой должен представить полный комплект технической документации.
Необходимо предусмотреть дополнительные данные для обеспечения выполнения отдельных пунктов программы испытаний, которые в нормальной работе приемной аппаратуры не используются, например, способы стирания альманаха данных, при проведении испытаний.
5.2 Стандартные сигналы при проведении испытаний.
Целью испытаний является подтверждение, что параметры ИПО ГНСС/ИФРНС соответствуют минимальным требованиям стандарта, изложенным в разделе 4, путем проведения испытаний для различных условий окружающей среды.
В период испытаний могут использоваться методы имитации сигналов, при условии, что применяемый имитатор:
– вырабатывает сигналы с требуемыми уровнями и идентичные сигналам систем ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО, (ГНСС БЕЙДОУ) и ИФРНС;
– включает устройство имитации атмосферных шумов, ионосферных задержек и многолучевости распространения сигналов;
– обеспечивает формирование оптимального созвездия спутников.
Имитатор сигналов должен обеспечивать формирование сигналов типичных помех, действующих на входе ИПО ГНСС/ИФРНС, применительно к условиям, которые встречаются на судах. Перечень помех включает:
– широкополосные шумоподобные помехи;
– интерференцию незатухающих колебаний;
– импульсные помехи.
Проверка характеристик ИПО является укороченной версией испытаний по оценке точности измерений в статическом режиме, т. е, определяет необходимость выполнения минимум 100 измерений за время 5 – 10 мин, исключая измерения с геометрическим фактором HDOP>2.
Координаты антенны должны быть определены с погрешностью < 10 м для вероятности 95%, относительно точки привязки антенны в системе координат WGS – 84.
В связи со сложностью получения идентичных характеристик для различных имитаторов сигналов, а также трудностью установления единых, имитируемых сигналов, испытания ИПО по оценке точности на соответствие требованиям данного стандарта, должны проводиться с использованием реальных сигналов систем ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО и ИФРНС.
Контрольный сигнал «А», используемый для проверки характеристик, представляет собой последовательность сообщений типа 9 – 3 для GPS и 43 – 3 для ГАЛИЛЕО, которые определены в [5] и одного сообщения 7 – го типа, которое обеспечивает проверку данных на четность.
Номер станции контрольного сигнала «А» должен быть таким же, как номер станции, который хранится в альманахе.
5.3 Оценка точности.
В процессе определения погрешности расчета координат с помощью ИПО ГНСС/ИФРНС необходимо учитывать геометрический фактор используемого созвездия. Величина HDOP определяет приемлемое созвездие спутников для его использования в процессе испытаний оборудования [21].
Если величина HDOP<2, условия испытаний нормальные.
Если величина HDOP лежит в пределах 2 – 3, результаты измерений могут быть недостоверными.
Если значения HDOP>3 измерения необходимо прервать до установления требуемого значения величины геометрического фактора.
Цель испытаний по оценке точности – установить, что координаты, рассчитанные с помощью ИПО в статических и динамических условиях работы, соответствуют или лучше характеристик, изложенных в стандарте. При использовании имитатора сигналов порог HDOP должен быть < 2, а PDOP < 4.
5.4 Проведение испытаний ИПО ГНСС/ИФРНС.
5.4.1 Нормальные условия проведения испытаний.
Все испытания должны проводиться в нормальных условиях, которые определяются следующими параметрами:
– температура от 100С до 300С,
– относительная влажность в пределах от 20% до 75%.
В случае, когда испытания проводятся в условиях, которые отличаются от указанных выше, в акте испытаний необходимо указать реальные значения температуры и относительной влажности.
Части оборудования, относящиеся к классу Х, т.е. предназначенные для установки на открытой палубе, например, антенны ИПО, должны испытываться при условиях окружающей среды, указанных в ГОСТ Р МЭК 60945. (класс Х).
5.4.2 Условия проведения испытаний в статическом режиме.
Антенна ИПО должна размещаться в точке на 1 – 1.5 м выше горизонтальных электрических поверхностей.
Антенну необходимо монтировать в таком месте, где обеспечивается возможность приема сигналов от спутников с любых направлений, с углами возвышения над горизонтом выше 50. Местоположение антенны для трехмерных координат – х, у, z в системе координат WGS – 84 должно быть известно с погрешностью < 0.1 м.
Максимальные длины кабелей в процессе испытаний должны соответствовать требованиям, изложенным в документации.
При испытаниях в статическом режиме должны использоваться реальные сигналы ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО/ИФРНС.
|
