Государственная система обеспечения единства измерений

Аппаратура спутниковая геодезическая

Методика поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements

 

                                                             Дата введения -   201__-__-__

 

1 Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает методику первичной и периодической поверок спутниковой геодезической аппаратуры (далее — СГА), являющейся наземной аппаратурой потребителей (пользователей) глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Стандарт не предназначен для поверки аппаратуры, используемой в кинематическом режиме работы на сухопутных, водных и воздушных транспортных средствах.

Интервал между поверками – в соответствии с Правилами по метрологии, действующими на территории Российской Федерации (см. [1], [2]).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.050-73 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений

ГОСТ 8.503-84 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 24¸75000 м

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 21830-76 Приборы геодезические. Термины и определения

ГОСТ 22268-76 Геодезия. Термины и определения

ГОСТ 23543-88 Приборы геодезические. Общие технические условия

ГОСТ Р 8.699-2010 Величины, единицы, шкалы измерений, используемые в глобальной навигационной спутниковой системе

_____________________________________________________________________

Проект, 1 редакция

 

ГОСТ Р 51794-2008 Аппаратура радионавигационная глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной системы позиционирования. Система координат. Методы преобразований координат определённых точек

ГОСТ Р 52457-2005 Глобальная навигационная спутниковая система. Аппаратура потребителей. Классификация

ГОСТ Р 52928-2008 Система спутниковая навигационная глобальная. Термины и определения

ГОСТ Р 53606-2009 Глобальная навигационная спутниковая система. Методы и технологии выполнения геодезических и землеустроительных работ. Метрологическое обеспечение. Основные положения

 

П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом, следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями по ГОСТ 21830, ГОСТ 22268, ГОСТ Р 52928 , [3], [4]:

ГЛОНАСС – глобальная навигационная спутниковая система (РФ)

GPS - система глобального позиционирования (США)

Галилео – система Галилео (Galileo) — совместный проект спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического агентства

     ГНСС - глобальные навигационные спутниковые системы, включающая навигационные система 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

ЭД – эксплутационные документы

ЭПБ – эталонный пространственный базис

ЭПП – эталонный пространственный полигон

4 Операции и средства поверки

 

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

 

Т а б л и ц а 1 - Операции и средства поверки

Наименование операции	Номер подраздела, пункта настоящего стандарта	Средство поверки	Проведение операции при поверке
			первичной	периодической
Внешний осмотр и опробование	8.1		Да	Да
Определение (контроль) метрологических характеристик	8.2
Определение погрешности измерений координат абсолютным методом кодовым приемником	8.2.1	эталонный пространственный полигон (ЭПП) 2 р-да (набор эталонных линий) по ГОСТ 8.503, [4]; пункты ВГС или СГС-1; штангенциркуль по                 ГОСТ 166;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    мобильная связь	Да	По требованию Заказчика
Определение погрешности измерений координат дифференциальным методом	8.2.2	ЭПП 2 р-да (набор эталонных линий) по ГОСТ 8.503,[4]; пункты ВГС или СГС-1; штангенциркуль по                 ГОСТ 166;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    мобильная связь	Да	Да
Определение погрешности измерений базовых линий относительным методом в статическом режиме	8.2.3	Эталонный пространственный базис 2 р-да по        ГОСТ 8.503, [4];    пункты ВГС или СГС-1; штангенциркуль по                 ГОСТ 166;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    мобильная связь	Да	Да
Определение погрешности измерений приращений координат в статическом режиме по невязкам в замкнутых фигурах (треугольнике)	8.2.4	ЭПП 2 р-да (набор эталонных линий)по ГОСТ 8.503, [4];    пункты ВГС или СГС-1;    штангенциркуль по                ГОСТ 166;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    мобильная связь	Да	Да
Определение погрешности измерений координат в режиме реального времени (при наличии режима)	8.2.5	Эталонный пространственный базис (ЭПБ) 2 р-да по        ГОСТ 8.503, [4]; пункты ВГС или СГС-1;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    мобильная связь	Да	По требованию Заказчика
Определение погрешности измерений координат несколькими приемниками с одной антенной	8.2.6	Пункт с принудительным центрированием;    штангенциркуль по                 ГОСТ 166;    рулетка 2 м по ГОСТ 7502;    разветвитель	Да	По требованию Заказчика

4.2 Допускается применять другие средства поверки, соответствующие по точности требованиям настоящего стандарта.

4.3 Применяемые средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке.

 

5  Требования к квалификации поверителей

 

5.1 К проведению поверки допускают лиц, имеющих опыт работы с СГА не менее трёх лет.

 

6  Требования безопасности

 

6.1 При проведении поверки соблюдают правила техники безопасности в соответствии с эксплутационными документами (ЭД) на средства поверки и СГА, а также ГОСТ 12.2.007.0; (см. [6; 7]).

            6.2 Процесс проведения поверки не должен наносить вред здоровью поверителей и окружающей среде.

 

7 Условия поверки и подготовка к ней

 

7.1 При проведении поверки соблюдают условия (см. [5], [6]), установленные в ЭД для данного типа СГА и следующие:

-   температура окружающего воздуха, °С ……...                               (20 );

- верхний предел относительной влажности окружающего воздуха при      20 °С, %, не более …….                                                                             80;

               -  атмосферное давление, кПа ……                                                 (100 ).

7.2 Электропитание СГА - от штатного комплекта электропитания (преобразователи напряжения, аккумуляторы и т.п.).

7.3 После транспортирования СГА, поступившие на поверку, выдерживают   в месте, где проводится поверка, не менее 2 ч в упакованном виде.

7.4 Перед началом поверки поверители изучают ЭД на поверяемую СГА.

7.5 Перед началом поверки производят планирование сроков и объемов измерений (с учетом информации, содержащейся в альманахе ГНСС и позволяющей выбрать периоды с числом спутников не менее шести и значениями геометрического фактора PDOP не более шести). Пункт установки СГА должен иметь открытый радиогоризонт на углах возвышения более 10°.

7.6 Установочные параметры приемника (маски, интервалы записей, минимальное число спутников и т.п.) в процессе поверки должны соответствовать ЭД.

 

8 Проведение поверки

 

8.1 Внешний осмотр и опробование

 

8.1.1 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.

При внешнем осмотре СГА проверяют исправность переключателей, сохранность поясняющих надписей и заводского номера, целостность наружных оболочек кабелей, чистоту контактов в разъемах, отсутствие трещин и деформаций на корпусах антенн, приемника и контроллера.

8.1.2 Опробование заключается в проверке работоспособности аппаратуры в соответствии с ЭД. Включают аппаратуру от соответствующего штатного источника питания и убеждаются что «захват» сигналов спутников произошел. Штатные источники питания должны быть полностью заряжены.

 

8.2 Определение (контроль) метрологических характеристик

 

8.2.1 Определение погрешности измерений координат абсолютным методом кодовым приемником

 

8.2.1.1 Устанавливают приемник (антенну), работающий в навигационном режиме, над центром пункта ЭПП. Включают приемник, измеряют высоту антенны. Начало позиционирования - геометрический фактор PDOP не должен быть больше шести.

8.2.1.2 Устанавливают режим позиционирования (по системе GPS, по системе ГЛОНАСС или по обеим системам). Записывают k отсчетов координат с экрана приемника с интервалом через 1 мин. Допускается автоматическая запись отсчетов в память путем образования треков или путевых точек. Повторяют операцию i раз на этом же или на другом пункте (рекомендуется k=10, i= 3 ¸ 5). Вычисляют средние квадратические погрешности m_B, m_L, m_H однократного определения соответственно по широте, долготе и высоте по формулам

,                                            (1)

,                                             (2)

,                                 (3)

где - эталонные координаты i-го пункта;

h_{k, ант} – высота антенны;

- j -ая измеренная позиция на i-ом пункте, (j =1,...,n_i,

i =1,...,N);

N         - число выборок позиционирований;

n_i - число позиционирований в i-ой обработке.

8.2.1.3 Разности между измеренными и эталонными значениями координат не должны превышать допускаемого значения погрешности определения координат, приведенной в ЭД. Если эти данные отсутствуют, то в соответствии со спецификациями услуг стандартного позиционирования систем GPS и ГЛОНАСС допускаемую погрешность планового положения m_пл. принимают равной 13 м для GPS и 30 м для ГЛОНАСС, а погрешность высоты m_H – 22 м для GPS и 50 м для ГЛОНАСС. Погрешности планового положения раскладывают на широтную и долготную составляющую, равные 9 м для GPS и 30 м для ГЛОНАСС.

 

8.2.2 Определение погрешности измерений координат

дифференциальным методом

 

8.2.2.1 Базовый и мобильные приемники (антенны) устанавливают на пунктах ВГС или СГС-1 (или пунктах ЭПП), расстояния между которыми соответствуют для данного типа аппаратуры. Измеряют высоту антенн.

8.2.2.3 Базовый приемник включают и он работает постоянно, мобильный регистрирует позиции в N выборках (файлах) измерений по n_i (i = 1,...,N) позиций в каждой выборке. Рекомендуемые значения N и n_i даны в формулах (1) - (7).

8.2.2.3 С помощью программного обеспечения, входящего в комплект СГА, проводят дифференциальную коррекцию выборок мобильного приемника.

8.2.2.4 Полученные данные обрабатывают по формулам (1) - (3), в результате чего находят средние квадратические погрешности измерений метрологических характеристик для режима одиночного дифференциального позиционирования. Высоту антенны учитывают в программном обеспечении аппаратуры, в этом случае

.                                         (4)

8.2.2.5 Вместо одного базового приемника установленного на пункте ВГС или СГС-1, можно использовать сеть опорных станций, генерирующих корректирующие поправки.

8.2.2.6 Разности между измеренными и эталонными значениями расстояний не должны превышать допускаемого значения погрешности, определяемой по ЭД.    Погрешности определения координат для аппаратуры задают в виде погрешности измерений расстояний

                                                     (5)

и погрешности определения высоты

,                                                  (6)

где D – расстояние между пунктами в миллиметрах, а величины a, b, a’, b’ выбирают из ЭД.

Погрешность измерений расстояний равняется погрешности планового положения пункта, она может быть разложена на погрешности определения широты и долготы

,                                                             (7)

.                                                              (8)

Допускаемые погрешности определения широты, долготы, высоты и расстояния принимают равными соответственно удвоенным значениям погрешностей m_B, m_L, m_H, m_D.

 

8.2.3 Определение погрешности измерений базовых линий относительным методом в статическом режиме

 

8.2.3.1 Базовый и мобильный приемники устанавливают на концах эталонной базовой линии (на пунктах ЭПП или ЭПБ). Длина базовой линии для двух частотной СГА должна быть не менее 5 км. При поверке одночастотной СГА расстояния между приемниками не должны превышать 15 км.

8.2.3.2 Антенны приемников приводят в рабочее положение, метка «север», если она имеется на корпусе антенны, направляется на север с погрешностью не более 5°.

8.2.3.3 Измеряют высоту антенны с помощью рулетки (или штангенциркуля).

8.2.3.4 Выполняют измерения базовой линии в соответствии с требованиями ЭД.  

8.2.3.5 С помощью штатного программного обеспечения проводят обработку выполненных измерений, получают приращения прямоугольных и геодезических координат в общеземной системе отсчета (ITRS, WGS-84, ПЗ-90), а также значения наклонных дальностей.

8.2.3.6 Разности между измеренными и эталонными значениями приращений прямоугольных и геодезических координат и наклонной дальности не должны превышать допускаемых значений погрешностей, вычисленных по формулам

,       (9)

где - погрешности, вычисленные по формулам (5), (6).

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

8.2.3.8 По требованию Заказчика проводят операции 8.2.3.1 – 8.2.3.6 на базовых линиях другой длины.

 

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

 

8.2.4.1 При наличии только двух приемников аппаратуру последовательно устанавливают в вершинах треугольника состоящего из пунктов ВГС или СГС-1 (или пункты ЭПП) с длинами сторон до (10 – 30) км. Выполняют 8.2.3.2

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

8.2.4.3 Компоненты векторов базовых линий вычисляют по не перекрывающимся промежуткам времени.

Длину каждой стороны треугольника вычисляют в отрезке времени, не пересекающегося со временем измерений двух других сторон.

8.2.4.4 Абсолютные значения разностей между измеренными и эталонными значениями приращений координат и наклонных дальностей по каждой базовой линии не должны превышать допускаемых значений погрешностей, определяемых формулами (9), а невязки в треугольнике

,                              (12)

                                     (13)

не превышают допускаемых значений по каждой из координат. Допускаемые невязки вычисляют по формулам

,                             (14)

.                                       (15)

Для вычисления невязок по широте и долготе используют плановые координаты N, E.

 

8.2.5 Определение погрешности измерений координат в режиме реального времени

 

8.2.5.1 Для поверки используют базис. Опорный приемник (антенну) устанавливают на начальном пункте базиса по 8.2.3.2 и запускают в статическом режиме (интервал записи 5-10 с). В память приемника вводят эталонные координаты. Мобильный (перемещаемый) приемник запускают на ближайшей известной точке инициализации в кинематическом режиме с интервалом записи 5 – 10 с (так же как и на опорном).

8.2.5.2 Проводят инициализацию кинематических измерений на мобильном приемнике в статическом режиме. Продолжительность сеанса соответствует сеансу быстростатических измерений для данного типа аппаратуры.

8.2.5.3 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, на которой желательно отстоять еще один сеанс инициализации.

Допускается повторение измерений на одном и том же пункте с интервалом не менее 5 мин.

8.2.5.4 Сравнивают результаты измерений с эталонными значениями координат пунктов установки мобильного приемника.

При отсутствии связи между опорным и мобильным приемником проводят пост-обработку измерений с помощью штатного кинематического процессора, входящего в штатное программное обеспечение.

8.2.5.5 Любая разность между эталонными и измеренными координатами не должна превышать удвоенного значения средней квадратической погрешности, вычисляемой по формуле (9).

 

 

8.2.6 Определение погрешности измерений координат несколькими приемниками с одной антенной

 

8.2.6.1 Для определения погрешности измерений соединяют 2-3 приемника через разветвитель с антенной с помощью кабелей таким образом, чтобы питание на антенну подавалось только с одного приемника. Антенну устанавливают на пункте с радиогоризонтом, открытым от высоты 10°. Включают приемники, длительность сеанса должна быть не менее 60 мин. Проводят совместную обработку полученных данных со всех приемников. Длина базовой линии в данном случае равна 0,0 мм (нуль-база по ГОСТ 53606).

Полученные отклонения длины базовой линии от 0,0 мм не должны превышать средней квадратической погрешности измерений, указанной в ЭД.

 

     9 Оформление результатов поверки

 

           9.1 Положительные результаты поверки оформляют в соответствии с [1].

         9.2 Поверительные клейма наносят в соответствии с [9].

       9.3 Отрицательные результаты поверки оформляют в соответствии с [1].

 

Библиография

 

[1]	ПР 50.2.006–94	Государственная система обеспечения единства измерений. Правила по метрологии. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения поверки средств измерений
[2]	РМГ 74-2004	Государственная система обеспечения единства измерений. Методы определения межповерочных и межкалибровочных интервалов средств измерений
[3]	РТМ 68-14-01	Спутниковая технология геодезических работ. Термины и определения. – М.: ЦНИИГАиК, 2001. – 29 с.
[4]	МИ 2292-94	Государственная поверочная схема для средств измерений разностей координат по сигналам космических навигационных систем
[5]	ТУ 25-04-1797-75   ГОСРЕЕСТР СИ 3744-73	Барометры-анероиды контрольные М-67. Технические условия Барометры-анероиды контрольные  М-67 ОАО "Сафоновский завод "Гидрометприбор", г. Сафоново 01.08.2015
[6]	ТУ 4311-001-70203816-2006 ГОСРЕЕСТР СИ 15500-07	Измерители влажности и температуры ИВТМ - 7К. Технические условия Измерители влажности и температуры ИВТМ - 7К
[7]	Методические указания по охране труда, Утверждённые Постановлением Минтруда России № 129 от 1 июля 1993 г	Правила по технике безопасности при работе с радиоэлектронной аппаратурой
[8]	ПТБ-88	Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах, - М.: «Недра», 1991 г.
[9]	ПР 50.2.007–2002	Государственная система обеспечения единства измерений. Правила по метрологии. Поверительные клейма
[10]		Эксплутационные документы на СГА
[]	ГКИНП (ГНТА) 17-195-99	Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_____________________________________________________________________

 

УДК 528.5:083.96:006.354         МКС 17.020                                 Т 88.1   ОКСТУ 0008

 

Ключевые слова: Аппаратура спутниковая геодезическая, методика поверки, длина, координаты, приращения координат, погрешность измерений, ГЛОНАСС, НАВСТАР, Галилео, GPS, ГНСС, СГА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

                                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От ГОУ ВПО «СГГА»       

 

 

От ФГУП «ЦНИИГАиК»