ГОСТ Р 56050-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Глобальная навигационная спутниковая система. Навигационные двухчастотные модули диапазонов L1 и L2. Технические требования
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 01.07.2014 № 680-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.01.2015.
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 1 июля 2014 г. № 680-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА
НАВИГАЦИОННЫЕ ДВУХЧАСТОТНЫЕ МОДУЛИ ДИАПАЗОНОВ L1 И L2
Global navigation satellite system. Navigation modules
for L1 and L2 two-frequency bands. Technical requirements
1 января 2015 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-технический центр современных навигационных технологий „Интернавигация“ (ОАО „НТЦ „Интернавигация“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 363 «Радионавигация»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 июля 2014 г. № 680-ст
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2020 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на двухчастотные навигационные модули диапазонов L1 и L2, входящие в состав аппаратуры спутниковой навигации, предназначенной для оснащения автомобильных транспортных средств, используемых для перевозки пассажиров, специальных и опасных грузов.
Настоящий стандарт устанавливает технические требования к навигационным модулям диапазонов L1 и L2 по их назначению.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
| глобальная навигационная спутниковая система; ГНСС: Навигационная спутниковая система, предназначенная для определения пространственных координат, составляющих вектора скорости движения, поправки показания часов и скорости изменения поправки показаний часов потребителя ГНСС в любой точке на поверхности Земли, акватории Мирового океана, воздушного и околоземного космического пространства. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 1] |
|---|
| навигационная аппаратура потребителя ГНСС; НАП ГНСС: Аппаратура, предназначенная для измерения параметров навигационных сигналов ГНСС и выделения навигационных сообщений с целью определения пространственных координат, составляющих вектора скорости движения, поправки показаний часов потребителя ГНСС и скорости изменения этой поправки. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 10] |
|---|
| навигационный космический аппарат ГНСС; НКА ГНСС: Космический аппарат, имеющий на борту аппаратуру, предназначенную для формирования и излучения навигационных сигналов ГНСС, необходимых потребителю ГНСС для определения пространственных координат, составляющих вектора скорости движения, поправки показаний часов и скорости изменения этой поправки. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 29] |
|---|
2.4 двухчастотный навигационный модуль, используемый в аппаратуре потребителей спутниковой навигации: Радиотехническое устройство, основными функциями которого являются прием, обработка радионавигационных сигналов диапазонов L1 и L2 навигационных космических аппаратов ГНСС и определение пространственных координат и составляющих вектора скорости движения объекта навигации (потребителя ГНСС).
| навигационный сигнал ГНСС диапазонов L1 и L2: Радиосигнал, излучаемый навигационным космическим аппаратом ГНСС в диапазонах L1 и L2, несущий информацию о показаниях его часов, навигационное сообщение и предназначенный для потребителей ГНСС. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 6] |
|---|
| объект навигации: Объект, определяющий свои пространственные координаты, составляющие вектора скорости движения и поправку показаний часов. [ГОСТ Р 52928-2010, статья А.6] |
|---|
| перезахват: Повторный захват сопровождаемого навигационного сигнала при срыве сопровождения на время не более 60 с. ГОСТ Р 55539-2013, [пункт 2.9] |
|---|
| псевдодальность до НКА ГНСС: Разность между моментом приема фрагмента навигационного сигнала ГНСС, отсчитанным по шкале времени приемника потребителя ГНСС, и моментом излучения его навигационным космическим аппаратом ГНСС, отсчитанным по шкале времени навигационного космического аппарата ГНСС, умноженная на значение скорости света. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 81] |
|---|
| радиальная псевдоскорость НКА ГНСС: Измеренная радиальная скорость навигационного космического аппарата ГНСС относительно потребителя ГНСС, отличающаяся от геометрической радиальной скорости навигационного космического аппарата ГНСС на значение, обусловленное разницей между значениями частоты несущего колебания, излучаемого навигационным космическим аппаратом ГНСС, и частоты несущего колебания, формируемого в аппаратуре потребителя ГНСС. [ГОСТ Р 52928-2010, статья 83] |
|---|
3 Обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:
ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система Российской Федерации;
КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению;
ПЗ-90.11 — глобальная геоцентрическая координатная система отсчета Российской Федерации;
СК-42, СК-95, ГСК-2011 — геодезические координатные системы отсчета Российской Федерации;
СТ — сигнал стандартной точности;
GPS — глобальная навигационная спутниковая система Соединенных Штатов Америки;
NMEA 0183 — протокол информационного обмена;
PDOP — геометрический фактор точности определения местоположения потребителя ГНСС в пространстве;
RTCM SC-104 — стандарт передачи дифференциальных поправок;
WGS-84 — Всемирная геодезическая система.
4 Технические требования по назначению
4.1 Настоящие технические требования к навигационным модулям диапазонов L1 и L2 по назначению устанавливаются в соответствии с требованиями интерфейсных контрольных документов на ГНСС ГЛОНАСС [1] и GPS [2].
4.2 Навигационный модуль должен обеспечивать:
- измерение псевдодальности до НКА ГНСС, радиальной псевдоскорости НКА ГНСС и фазы несущей частоты по сигналам ГЛОНАСС и GPS;
- определение и выдачу через интерфейс связи с потребителем привязанных ко времени текущих координат места и текущего вектора скорости движения;
- прием и учет при решении навигационной задачи корректирующей информации в формате RTCM SC-104;
- выдачу сигнала синхронизирующего импульса (1 pps);
- учет при решении навигационной задачи ионосферных поправок по результатам двухчастотных измерений;
- расчет модельных тропосферных поправок и их учет при решении навигационной задачи;
- автономный контроль достоверности навигационных измерений и исключение недостоверных измерений;
- вычисление и выдачу через интерфейс связи с потребителем прогнозируемой оценки точности выдаваемых навигационных определений.
4.3 Навигационный модуль должен обеспечивать работу:
- по сигналам СТ ГЛОНАСС в диапазоне частот L1, L2;
- по сигналам GPS, модулированным C/A-кодами, в диапазоне частот L1, L2.
4.4 Навигационный модуль должен обеспечивать работу в режимах:
4.5 Навигационный модуль должен обеспечивать определение навигационных параметров в системах координат ПЗ-90.11, СК-42, СК-95, ГСК-2011, WGS-84 с возможностью преобразования полученных значений из одной системы координат в другую по выбору пользователя.
4.6 Частота выдачи навигационных решений навигационным модулем должна быть не менее 1 Гц.
4.7 Навигационный модуль должен поддерживать стандартные унифицированные протоколы информационного обмена: NMEA 0183 [3], RTCM SC-104 (версия 2.3 и выше с поддержкой ГЛОНАСС).
4.8 Предельные аппаратурные погрешности навигационных определений по сигналам ГЛОНАСС и GPS (по уровню вероятности 0,95) при значениях пространственного геометрического фактора PDOP не более 3 не должны превышать:
Аппаратурная погрешность измерения псевдодальности (по уровню вероятности 0,95) не должна превышать 0,4 м.
1 Под аппаратурными погрешностями навигационного модуля понимаются погрешности, реализуемые им при проведении испытаний с использованием имитатора сигналов ГНСС в статике и динамике при отсутствии в сценариях испытаний погрешностей, обусловленных ошибками космического сегмента и среды распространения радиосигналов.
2 Выполнение требований по аппаратурным погрешностям навигационных определений должно обеспечиваться при частоте выдачи навигационных данных, равной 1 Гц.
4.9 Предельные погрешности навигационных определений по реальным сигналам СТ ГЛОНАСС и GPS (по уровню вероятности 0,95) при значениях пространственного геометрического фактора PDOP не более 3 не должны превышать:
Примечание - Указанный уровень погрешностей должен обеспечиваться:
- при реализации требований к эквивалентным погрешностям измерения псевдодальности и псевдоскорости за счет космического сегмента по уровню вероятности 0,95, составляющим 2,8 м и 0,0135 м/с соответственно;
- при реализации требования назначения при подаче полезного сигнала и помехи на вход технологического усилителя с фидером, заменяющего усилитель активной антенны, с характеристиками:
- коэффициент шума Кш < 2,5 дБ;
- коэффициент усиления Ку = (20 +/- 3) дБ;
- выходная мощность при компрессии 1 дБ (OIP-1dB) — не менее минус 30 дБВт (0 дБм).
4.10 Предельные погрешности навигационных определений по сигналам ГНСС (по уровню вероятности 0,95) с использованием корректирующей информации локальных дифференциальных подсистем при значениях пространственного геометрического фактора PDOP не более 3 не должны превышать:
Примечание - Требования к погрешностям навигационных определений по сигналам ГНСС с использованием корректирующей информации заданы без учета декорреляции систематических погрешностей навигационного приемника и контрольно-корректирующей станции (при отсутствии пространственного разноса между ними).
4.11 Время получения первого достоверного навигационного решения по сигналам ГНСС ГЛОНАСС и GPS с заданной точностью (4.8) должно составлять:
- для «холодного» старта — не более 40 с;
- для «горячего» старта — не более 5 с;
- для перезахвата — не более 3 с.
4.12 Число каналов сопровождения сигналов НКА должно быть не менее 48.
4.13 Чувствительность навигационного модуля должна быть:
- при поиске (обнаружении) сигналов ГНСС — не более минус 166 дБВт;
- при сопровождении сигналов ГНСС — не более минус 180 дБВт без выделения эфемеридно-временной информации.
5 Требования по помехоустойчивости
5.1 Навигационный модуль должен обеспечивать выполнение требований назначения при уровне полезных сигналов, равном минус 161 дБВт (ГЛОНАСС) и минус 158 дБВт (GPS) соответственно, и воздействии гармонических помех с пороговыми уровнями в соответствии с:
- таблицей 1 при работе по сигналам СТ ГЛОНАСС;
- таблицей 2 при работе по сигналам GPS, модулированным C/A-кодами.
при работе по сигналам СТ ГЛОНАСС
| Частота, МГц | Пороговые значения уровня помех, дБВт |
| F < 1538 | Минус 55 |
| 1538 < F <= 1578 | От минус 55 до минус 80 <*> |
| 1578 < F <= 1593 | От минус 80 до минус 136 <*> |
| 1593 < F <= 1609 | Минус 136 |
| 1609 < F <= 1620 | От минус 136 до минус 80 <*> |
| 1620 < F <= 1635 | От минус 80 до минус 55 <*> |
| F > 1635 | Минус 55 |
| <*> Значения линейно изменяются в указанном диапазоне частот. | |
при работе по сигналам ГНСС GPS
| Частота, МГц | Пороговые значения уровня помех, дБВт |
| F < 1529 | Минус 55 |
| 1529 < F <= 1565 | От минус 55 до минус 136 <*> |
| 1565 < F <= 1585 | Минус 136 |
| 1585 < F <= 1607,5 | От минус 136 до минус 75 <*> |
| 1607,5 < F <= 1640 | От минус 75 до минус 55 <*> |
| F > 1640 | Минус 55 |
| <*> Значения линейно изменяются в указанном диапазоне частот. | |
5.2 Навигационный модуль должен обеспечивать слежение за сигналами ГНСС ГЛОНАСС и GPS при воздействии импульсных помех, формируемых в полосе частот принимаемых сигналов ГНСС ГЛОНАСС и GPS, с параметрами, указанными в таблице 3, при уровне мощности полезного сигнала минус 161 дБВт (ГЛОНАСС) и минус 158 дБВт (GPS) соответственно.
| Пороговое значение помехи (пиковая мощность импульса) | Минус 10 дБВт |
|---|---|
| Длительность импульса | <= 1 мс |
| Скважность | >= 10 |
5.3 Требования по назначению должны выполняться в навигационной аппаратуре при использовании активных антенн с характеристиками:
- коэффициент шума — менее 2,5 дБ;
- коэффициент усиления — (20 +/- 3) дБ;
- КСВН — менее 2 (выходов);
- избирательность — не менее 20 дБ на частотах более 1630 МГц и менее 1550 МГц.
6 Проведение испытаний на соответствие настоящему стандарту по назначению с использованием имитаторов сигналов ГНСС
6.1 При проведении испытаний на соответствие приведенным техническим требованиям по назначению в целях обеспечения единообразия и сопоставимости результатов должны использоваться имитаторы сигналов ГНСС. Проведение испытаний с использованием имитаторов сигналов ГНСС должно подтверждаться проверкой работы навигационных модулей по реальным сигналам диапазонов L1 и L2 ГНСС ГЛОНАСС и GPS.
6.2 Проведение испытаний на имитаторах сигналов ГНСС (за исключением проверки реализуемых уровней обнаружения и сопровождения сигналов) должно осуществляться при уровне навигационных сигналов ГНСС, равном минус 161 дБВт (ГЛОНАСС) и минус 158 дБВт (GPS) соответственно. Уровень навигационных сигналов при наличии в составе навигационного модуля МШУ задается на его входе. При отсутствии МШУ в составе навигационного модуля указанный уровень должен обеспечиваться на входе технологического МШУ.
6.3 Для проверки учета навигационным модулем при решении навигационной задачи ионосферных поправок, рассчитываемых в соответствии с [2] по данным, передаваемым в составе навигационных кадров GPS, сценарий проведения испытаний должен предусматривать формирование навигационных сигналов имитатором сигналов ГНСС с учетом влияния ионосферы, задаваемой моделью, описанной в [2, пункт 20.3.3.3.3.3], в соответствии с теми же данными, что передаются в составе навигационного кадра.
6.4 Для проверки учета навигационным модулем при решении навигационной задачи модельных тропосферных поправок имитатор сигналов ГНСС должен обеспечивать формирование сигналов ГНСС с учетом влияния тропосферы в соответствии с тропосферной моделью, описанной в [3, приложение D].
6.5 При проведении оценки аппаратурных погрешностей навигационных определений по сигналам диапазонов L1 и L2 ГЛОНАСС и GPS с использованием имитатора сигналов ГНСС должны использоваться сценарии, реализующие следующие модели движения объектов:
- статика (стояние на точке);
- прямолинейное движение с ускорениями;
- круговое движение;
- движение с маневрированием, включая развороты в обратную сторону (типа «гребенки»).
Максимальные значения параметров движения, используемые в сценариях, должны составлять:
- по скорости объекта навигации — 350 км/ч;
- по ускорению — 6g;
- по скорости изменения ускорения — 10g/с.
6.6 Для проверки работы навигационного модуля в условиях многолучевости должен быть разработан сценарий испытаний, предусматривающий одновременное формирование имитатором сигналов прямых и переотраженных сигналов.
6.7 Для проверки работы навигационного модуля в условиях затенений должен быть разработан сценарий испытаний, предусматривающий при формировании сигналов имитатором пропадание и ослабление мощности сигналов отдельных НКА.
6.8 Контроль характеристик навигационного модуля должен осуществляться в составе отладочного комплекта (комплекта разработчика), разрабатываемого и предоставляемого разработчиком навигационного модуля и обеспечивающего выдачу в формате NMEA 0183 по интерфейсам RS 232, RS 485 измерений и навигационных определений, получаемых навигационным модулем, и служебной информации о его функционировании.