Методика поверки GNSS оборудования

Описани методики первичной и периодической поверок спутниковой геодезической аппаратуры, являющейся наземной аппаратурой потребителей (пользователей) глобальных навигационных спутниковых систем.

Термины и определения

ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система (РФ);
Галилео - система Галилео (Galileo) - совместный проект спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического агентства;
ГНСС - глобальные навигационные спутниковые системы, включающие навигационные системы ГЛОНАСС, GPS, Галилео, а также подсистемы усиления космического и наземного базирования (WAAS, EGNOS, активные и постоянно действующие сети опорных станций);
СГА - спутниковая геодезическая аппаратура, работающая по сигналам ГНСС;
СКП - среднеквадратичная погрешность;
ЭД - эксплуатационные документы;
ЭЛБ - эталонный линейный базис;
ЭПП - эталонный пространственный полигон;
GDOP - коэффициент потери точности геометрического местоположения (по вектору положения);
GPS - система глобального позиционирования (США);
PDOP - коэффициент потери точности совокупного определения местоположения.
    

Операции и средства поверки

При проведении поверки должны быть выполнены операции и применены средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции и средства поверки
Применяемые средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке.

Требования к квалификации поверителей

К проведению поверки допускают лиц, аттестованных в качестве поверителя в порядке, установленном Росстандартом, имеющих опыт работы с СГА не менее двух лет.
  

Условия поверки и подготовка к ней

При проведении поверки соблюдают следующие условия:
    
- температура окружающей среды    
- верхний предел относительной влажности воздуха при 30°С и более низких температурах, без конденсации влаги         98%;
- атмосферное давление  

Электропитание СГА - от комплекта электропитания (преобразователи напряжения, аккумуляторы и т.п.).
Перед началом поверки:
- подготавливают мобильную связь (рацию, телефон);
- поверители должны изучить ЭД на поверяемую СГА;
- планируют сроки и определяют объемы измерений [с учетом информации, содержащейся в альманахе ГНСС и позволяющей выбрать периоды с числом спутников не менее шести и значениями геометрического и позиционного снижения точности (GDOP, PDOP) не более шести]. Пункты установки СГА должны иметь открытый радиогоризонт на углах возвышения более 10°;
- установочные параметры приемника (угол отсечки по высоте, интервалы записей, минимальное число спутников и т.п.) при поверке должны соответствовать ЭД.

Проведение поверки

Внешний осмотр и опробование

При внешнем осмотре проверяют:
- внешнее состояние и комплектность СГА, а также наличие программного обеспечения для обработки результатов. Комплектующие изделия не должны иметь дефектов, мешающих выполнению их функций. На СГА не должно быть механических повреждений, влияющих на работу, коррозии. Проверяют четкость контуров пузырьков установочных уровней трегеров;
- исправность переключателей, сохранность поясняющих надписей и заводского номера, целостность наружных оболочек кабелей, чистоту контактов в разъемах.
Опробование заключается в проверке работоспособности аппаратуры в соответствии с ЭД. Включают аппаратуру от соответствующего источника питания из комплекта СГА и убеждаются, что "захват" сигналов спутников произошел. Штатные источники питания должны быть полностью заряжены.

Определение (контроль) метрологических характеристик
Определение погрешности измерений координат кодовым методом в автономном режиме

Устанавливают приемник (антенну) над центром пункта ЭПП с известными координатами. Измеряют высоту антенны в соответствии с РЭ, включают приемник в навигационном режиме (без накопления данных в файл).
Устанавливают режим работы по системе GPS, по системе ГЛОНАСС или по обеим системам. Записывают 5 отсчетов координат с экрана приемника через 10 мин после включения приемника с интервалом 5 мин. Допускается автоматическая запись отсчетов в память путем образования треков или путевых точек. Повторяют операцию на двух других пунктах с известными координатами.
Результаты измерений (одну часть) регистрируют в "Журнале наблюдений" по форме приложения А. Результаты измерений (другая часть), которые автоматически регистрируются СГА, переписывают из памяти приемника на жесткий диск ЭВМ.

Определение погрешности измерений координат дифференциальным методом

Антенны базового и мобильного приемников устанавливают на пунктах ЭПП, расстояния между которыми соответствуют требованиям ЭД для данного типа аппаратуры. Измеряют высоту антенн.
Базовый приемник включают, и он работает постоянно, мобильный приемник последовательно устанавливают на трех пунктах ЭПП. Время работы мобильного приемника в статическом режиме не менее 60 мин.
Обработку измерений проводят с помощью программного обеспечения, входящего в комплект СГА. При постобработке используют эталонные координаты базового приемника.

Определение погрешности измерений базовых линий косвенным методом в статическом режиме

Погрешность измерений базовых линий определяют с помощью двух приемников. Первый приемник устанавливают на пункте ЭПП на расстоянии 3-30 км от ЭЛБ. Выбирают 5 пунктов ЭЛБ для установки на них второго (перемещаемого) приемника (приложение Б).
Антенны приемников приводят в рабочее положение, метку "север", если она имеется на корпусе антенны, направляют на север с точностью 5°.
Измеряют высоту антенны с помощью рулетки (или линейки), включают приемники.
Выполняют измерения базовых линий в соответствии с требованиями ЭД, переставляя второй приемник с пункта N 1 на пункт N 2 и т.д. ЭЛБ (длительность сеанса не менее 60 мин).
С помощью программного обеспечения для данного типа СГА проводят обработку выполненных измерений, получают расстояния в общеземной системе отсчета (ITRS, WGS-84, ПЗ-90), а также значения наклонных расстояний между пунктами ЭЛБ.
Разности между измеренными и эталонными значениями расстояний ЭЛБ не должны превышать допускаемых значений погрешностей, вычисленных по формулам (10), (11).

Если комплект СГА состоит из одного приемника, то допускается в качестве базового приемника использовать приемник постоянной действующей базовой станции.

Определение погрешности измерений приращений координат в статическом режиме по невязкам в замкнутых фигурах (треугольнике)

При наличии только двух приемников аппаратуру последовательно устанавливают в вершинах треугольника, состоящего из пунктов ЭПП с длинами сторон до 5-30 км.

При наличии большего количества приемников допускается выполнять одновременные измерения на соответствующем количестве пунктов, длительность сеанса должна быть не менее 60 мин.

Компоненты векторов базовых линий вычисляют по неперекрывающимся промежуткам времени.

Длину каждой стороны треугольника вычисляют в отрезке времени, не пересекающегося со временем измерений двух других сторон. Проводят совместную обработку результатов измерений и уравнивание.

Определение погрешности измерений координат в режиме реального времени

Погрешность измерений координат определяют с помощью базиса. Опорный приемник (антенну) устанавливают на пункте ЭЛБ с известными координатами. Вводят координаты пункта в приемник и запускают в статическом режиме (интервал записи 5-10 с). Мобильный (перемещаемый) приемник запускают на другом пункте ЭЛБ с известными координатами (в соответствии с ЭД) в кинематическом режиме с интервалом записи 5-10 с (так же, как и на опорном).

По завершении измерений на точке инициализации оператор мобильного приемника, не выключая его и не "теряя захват" не менее чем четырех спутников, перемещается по точкам эталонного базиса, делая остановки для регистрации 2-10 эпох (моментов времени) в соответствии с методическим описанием изготовителя СГА. Последней точкой посещения выбирают точку инициализации.

Допускается повторение измерений на одном и том же пункте с интервалом не менее 5 мин.
Сравнивают результаты измерений с эталонными значениями координат пунктов установки мобильного приемника.
Разность между измеренными и эталонными координатами не превышает удвоенного значения СКП, указанного в ЭД на данный тип СГА.