РАЗДЕЛ III. Требования к качественным, функциональным и техническим характеристикам выполняемых работ
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора Департамента
радиоэлектронной промышленности
Министерства промышленности и
торговли Российской Федерации
_____________ П.П. Куцько
«___» _______ 2016 года
Лот № 1
Требования к качественным, функциональным и техническим характеристикам выполняемой опытно-конструкторской работы
«Создание интегрированных с радиотехническими и нерадиотехническими устройствами навигационных модулей для навигационных
средств различных применений»,
шифр «Спин-П»
1 Наименование, шифр ОКР и основание для выполнения ОКР
Наименование работы: «Создание перспективных навигационных модулей,
в том числе интегрированных с другими датчиками информации, для различных областей применения», шифр ОКР «Спин-П».
Основание – федеральная целевая программа «Поддержание, развитие
и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» (далее – ФЦП ГЛОНАСС-2020), утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации
от 3 марта 2012 года № 189.
2 Цель выполнения ОКР, задачи работы и наименование изделий
Прогноз тенденций развития навигационных технологий показывает, что наиболее востребованными к 2020 году станут миниатюрные навигационно-временные модули для автомобильного, железнодорожного и речного транспорта, в том числе интегрированные с радиотехническими и нерадиотехническими датчиками информации.
Интеграция должна быть реализована как на информационном, так и на конструктивном уровнях.
2.1 Цель работы
Целью работы является:
– разработка трех типов навигационных модулей:
– универсального навигационно-связного модуля общего применения, с возможностью интеграции с микроэлектромеханическими системами (МЭМС);
– навигационного модуля, обеспечивающего сантиметровую точность навигации с использованием режима RTK2 и сигналов локальных систем навигации;
– интерфейсного модуля с процессором приложений;
– разработка навигационной платформы с магистрально-модульной открытой архитектурой (далее – навигационная платформа) для различных областей применения, в том числе навигационной аппаратуры потребителей (НАП) автомобильного, железнодорожного и речного транспорта (далее – аппаратура).
При разработке должны быть подготовлены материалы для стандартизации навигационной платформы.
2.2 Задачи работы
В ходе проведения ОКР должны быть решены следующие задачи:
– разработан универсальный навигационно-связной модуль общего применения, с возможностью интеграции с МЭМС, поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы;
– разработан навигационный модуль, обеспечивающий точность навигации до десяти сантиметров с использованием режима RTK и сигналов локальных систем навигации в условиях, когда прием сигналов глобальных навигационных систем (ГНСС) затруднен или невозможен (в плотной городской застройке, в тоннелях, а также при воздействии преднамеренных и непреднамеренных помех), поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы;
– разработан интерфейсный модуль с процессором приложений, поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы;
– разработана навигационная платформа для НАП различных областей применения;
– разработан электронный макет универсального навигационно-связного модуля общего применения, с возможностью интеграции с МЭМС (1 компл.) и проведен его анализ;
– разработан электронный макет навигационного модуля, обеспечивающего сантиметровую точность навигации с использованием режима RTK и сигналов локальных систем навигации (ЛСН) (1 компл.) и проведен его анализ;
– разработан электронный макет интерфейсного модуля с процессором приложений (1 компл.) и проведен его анализ;
– разработан электронный макет навигационной платформы (1 компл.) и проведен его анализ;
– разработаны конструкторская (КД), технологическая (ТД) и программная документации (ПД);
– изготовлены опытные образцы, проведены их предварительные испытания, по результатам предварительных испытаний доработана КД, ТД и ПД с присвоением литеры «О»;
– проведены приемочные испытания опытных образцов, по результатам приемочных испытаний доработана КД, ТД и ПД с присвоением литеры «А»;
– разработаны материалы для стандартизации навигационной платформы.
2.3 Наименование изделий
2.3.1 Универсальный навигационно-связной модуль общего применения, с возможностью интеграции с МЭМС, поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы (НСМ ОП).
2.3.2 Навигационный модуль, обеспечивающий точность навигации до десяти сантиметров, с использованием режима RTK и ЛСН, поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы (НМ ТН).
2.3.3 Интерфейсный модуль с процессором приложений, поддерживающий протоколы взаимодействия навигационной платформы (ИМПП).
2.3.4 Навигационная платформа с системной магистралью и открытой магистрально-модульной архитектурой (НП-СМ).
3 Технические требования к изделию
3.1 Состав изделий
3.1.1 В состав опытного образца НСМ ОП должны входить:
– малогабаритный навигационный модуль ГНСС ГЛОНАСС/GPS/Galileo;
– коммуникационный модуль– GSM/GPRS/UMTS3 модем, с возможностью передачи информации в Inband4 режиме;
микроконтроллер, обеспечивающий обработку информации и формирование данных, предназначенных для пересылки на внешние телематические платформы, а, также, защиту информации;
– модуль энергонезависимой флэш памяти;
– чип SIM/eUICC
– программное обеспечение (ПО);
– специализированное программное обеспечение для некорректируемости данных (СПО);
– комплект эксплуатационной документации.
– модуль защиты информации;
3.1.2 В состав опытного образца НМ ТН должны входить:
– малогабаритный навигационный модуль ГНСС ГЛОНАСС/GPS/Galileo, обеспечивающий режим RTK;
– приемо-передающий модуль ЛСН;
– вычислитель для служебной обработки информации и формирования данных;
– модуль памяти;
– программное обеспечение (ПО);
– комплект эксплуатационной документации.
3.1.3 В состав опытного образца ИМПП должны входить:
– вычислитель для первичной обработки информации, принимаемой от подключенных датчиков и внешних устройств по заданным алгоритмам;
– модуль памяти, реализующий объективный контроль в режиме «чёрный ящик»;
– набор интерфейсов, предназначенных для подключения первичных датчиков различного назначения, внешних устройств и исполнительных устройств;
– программное обеспечение (ПО);
– комплект эксплуатационной документации.
3.1.4 В состав опытного образца НП-СМ должны входить:
– системная магистраль для объединения функциональных модулей на информационном и конструктивном уровнях;
– программное обеспечение (ПО);
– комплект эксплуатационной документации.
3.1.5 Окончательный состав опытных образцов НСМ ОП, НМ ТН, ИМПП и НП-СМ уточняется на этапе технического проекта.
3.2 Конструктивные требования
3.2.1 Опытные образцы должны быть малогабаритными и иметь низкое энергопотребление.
3.2.2 Габаритные, установочные, присоединительные размеры опытных образцов должны быть определены на этапе технического проекта.
3.2.4 Разработка конструкции и проектирование опытных образцов должны осуществляться на принципах взаимосвязи открытых систем
(ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99).
3.2.5 Дополнительные конструктивные требования к опытным образцам уточняются на этапе технического проекта.
3.3 Требования назначения
3.3.1 Требования назначения НСМ ОП.
3.3.1.1 НСМ ОП предназначен для:
– реализации функций транспортной телематики: мониторинга транспортных средств, экстренного реагирования при аварии в системе «Эра-ГЛОНАСС», записи информации от различных датчиков, установленных на транспортных средствах;
– комплексирования малогабаритного навигационного модуля ГНСС ГЛОНАСС/GPS/Galileo с внешней МЭМС, подключенной к навигационной платформе, для повышения эффективности решения задач пространственной ориентации при сохранении на требуемом уровне навигационно-временных характеристик при радиовидимости от одного до трех навигационных космических аппаратов в течение трех минут.
3.3.1.2 НСМ ОП должен обеспечивать:
– поиск и слежение за сигналами ГНСС;
– определение радионавигационных параметров сигналов навигационных космических аппаратов ГНСС: псевдодальностей, псеводоскоростей и псевдофазы несущей частоты;
– защиту передаваемой информации;
– прием, автоматическое обновление и хранение альманахов ГНСС не менее 30 суток после выключения;
– формирование секундной метки времени в виде последовательности прямоугольных импульсов с периодом повторения 1с;
– формирование кода оцифровки метки времени в назначенной базовой шкале времени (ШВ);
– синхронизацию момента формирования фронта каждого импульса секундной метки времени с моментом «целой» секунды назначенной базовой ШВ. Назначенная базовая ШВ должна выбираться из ряда: UTC, UTC(SU), системная шкала времени ГНСС ГЛОНАСС, ГНСС GPS, ГНСС Galileo;
– комплексирование навигационных данных, полученных от ГНСС и внешней МЭМС, подключенной к навигационной платформе, с заданной точностью на промежутке времени до трех минут.
– оценку уровня погрешностей определяемых данных времени, координат, составляющих вектора скорости и параметров ориентации;
– автономный контроль целостности навигационных полей рабочих ГНСС (RAIM), формирование признаков недостоверности навигационно-временной информации;
– приём и обработку информации от внешних источников через модуль интерфейсов;
– приём/передачу информации от/на внешнюю телематическую платформу посредством сервисов GSM/GPRS/UMTS в случае нахождения в зоне доступности сетей сотовой связи;
– приём/передачу информации от/на внешнюю телематическую платформу посредством сервисов в случае нахождения вне зоны доступности сетей сотовой связи;
– реализацию функций экстренного реагирования при авариях в системе
«Эра-ГЛОНАСС» в соответствии с ГОСТ Р 54721-2011, ГОСТ Р 54619-2011,
ГОСТ Р 54620-2011 в части функций и основных режимов работы автомобильного устройства при вызове экстренных оперативных служб;
– возможность получения информации о ДТП от внешних датчиков, подключенных по шине CAN.
3.3.1.3 На этапе технического проекта должны быть определены требования к электрическим характеристикам формируемой метки времени.
3.3.1.4 Технические параметры НСМ ОП
Основные технические параметры НСМ ОП представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные технические параметры НСМ ОП
Наименование
|
Параметр
|
Навигационный модуль ГНСС ГЛОНАСС/GPS/Galileo
|
Диапазон частот ГЛОНАСС, МГц
|
от 1595 до 1610
|
Центральная несущая GPS/Galileo, МГц
|
1575,42
|
Поддержка системы дифференциальной коррекции (SBAS)
|
Да
|
Количество каналов, ед., не менее
|
48
|
Режимы работы
|
Автономный / дифференциальный
|
Принимаемые сигналы
|
CT (L1OF) – ГЛОНАСС
C/A (L1) – GPS
E1B, C – Galileo
|
Время первого решения (холодный/теплый/горячий старт), с
|
28/25/2
|
Погрешность определения координат, СКО, м, не более:
– плановые координаты, автономный режим
– высота, автономный режим
– плановые координаты, SBAS
– плановые координаты, дифференциальный кодовый режим
|
3,0
5
2,0
1,0
|
Погрешность определения скорости, СКО, м/с, автономный режим, не более:
– плановая скорость
– высотная составляющая
|
0,03
0,04
|
Время работы
|
Не ограничено
|
Чувствительность (обнаружение, сопровождение), дБмВт
|
-143 / -160
|
Темп выдачи решения, Гц
|
до 10
|
Количество портов RS232
|
2
|
Напряжение питания, В
|
3,3
|
Диапазон рабочих температур, °С
|
-40...+85
|
Коммуникационный модуль GSM/GPRS/ UMTS
|
Частотный диапазон, МГц
|
GSM 850/900/ 1800/1900 с поддержкой пакетной передачи данных;
UMTS 900/2000 с поддержкой пакетной передачи данных.
|
Скорость приема/передачи информации по каналу связи максимальная, кбит/с
|
HSPA 7200 (DL), 384 (UL)
UMTS 384 (DL), 384 (UL)
EDGE 236.8 (DL), 236.8 (UL)
GPRS 85.6 (DL), 85.6 (UL)
|
Интерфейсы
|
ADC/DAC;
Аудио: аналоговый -1 шт, цифровой -1 шт, последовательный интерфейс -1 шт;
Интерфейс UICC/SIM карт на 1.8 В и 3.0 В – 2 шт (опционально);
6 GPIO пин 1.8 В и/или 2.8 В;
Интерфейс UART – 1шт (опционально -2 шт)
Интерфейс USB (опционально);
|
Объём встроенного ОЗУ, кБ, не менее
|
256
|
Объём встроенной Flash памяти, МБ, не менее
|
2
|
Разрядность встроенных АЦП, Бит
|
12
|
Дополнительные функции (опционально)
|
Встроенный протокол TCP/UDP;
FTP/HTTP;
DTMF;
Детектор глушения;
|
Управление
|
АТ команды; TCP/IP
|
Стандарт командного интерфейса
|
3GPP TS 27.005 (GSM 07.05 SMS)
3GPP TS 27.007 (GSM 07.07)
|
Выходная мощность, Вт, не менее
|
2 для GSM 850/900,
1 для GSM1800/1900,
0,25 для UMTS
|
Чувствительность, dBm, не хуже
|
-108 для– GSM
-110 дляWCDMA
|
Напряжение питания ,В
|
3,4…4,3
|
Ток потребления, мА, не более
|
Power Off: 0,08
Sleep (GSM/ UMTS): 6
GSM голос: 300
UMTS голос: 550
GPRS данные: 600
EDGE данные: 450
HSDPA: 600
HSUPA: 600
|
Диапазон рабочих температур, °С.
|
-40...+85
|
Микроконтроллер
|
Ядро микроконтроллера
|
ARM Cortex M4 + FPU
|
Тактовая частота ядра микроконтроллера, МГц, не менее
|
200
|
Объём встроенного ОЗУ, кБ, не менее
|
256
|
Объём встроенной Flash памяти, МБ, не менее
|
1
|
Разрядность встроенных АЦП, Бит
|
12
|
Количество каналов встроенных АЦП, не менее
|
8
|
Частота встроенных АЦП, МГц, не менее
|
6
|
Количество интерфейсов UART
|
4
|
Скорость обмена через интерфейс UART, Мбит/с , не менее
|
1
|
Интерфейс CAN
|
2
|
Интерфейс USB 2.0
|
1
|
Скорость работы USB 2.0 в full speed режиме, Мбит
|
2
|
Скорость работы USB 2.0 в high speed режиме, Мбит
|
480
|
Тип корпуса
|
LQFP 144
|
Напряжение питания, В
|
3,0…3,6
|
Диапазон рабочих температур, °С.
|
-40...+85
|
Акселерометр
|
Рабочие оси
|
X Y Z
|
Диапазон измерения ускорения
|
±6g, ±12g, ±24g
|
Разрешение при измерении ускорения, не менее
|
0,1g
|
Выходной интерфейс
|
SPI, I2C
|
Ток потребления, мкА, не более
|
260
|
Напряжение питания, В
|
2,16…3,6
|
Диапазон рабочих температур, °С.
|
-45…+85
|
Энергонезависимая флэш-память
|
Интерфейс обмена данными
|
SPI
|
Тактовая частота интерфейса SPI, МГц, не менее
|
40
|
Объём памяти, Мбит
|
128
|
Напряжение питания, В
|
2,7…3,6
|
Диапазон рабочих температур, °С.
|
-40…+85
|
Чип SIM/eUICC
|
Поддержка работы в сетях подвижной радиотелефонной связи
|
GSM-900/GSM-1800/UMTS
|
Общий объем памяти, кБ, не менее
|
64
|
Поддержка функций удаленного обновления программного обеспечения
|
OTA загрузка данных профиля;
OTA инициализация и активация профиля;
OTA управление (переключение) профилей операторов
|
Поддержка алгоритмов аутентификации
|
COMP128 V1, V2, and V3; GSM-Milenage, Milenage; XOR; AES
|
Напряжение питания, В
|
1,62…3,3
|
Диапазон рабочих температур, °С
|
- 40…+85
|
3.3.2 Требования назначения НМ ТН
3.3.2.1 НМ ТН предназначен для навигации сантиметровой точности с использованием ГНСС в режиме RTK, гибкой адаптации НАП к различным условиям получения навигационной информации и обеспечения полноценной работоспособности НАП в сложных условиях приема навигационных сигналов: при наличии помех, при существенном ослаблении уровня сигналов и их многолучевом распространении (работа в помещениях) с использованием сигналов ЛСН.
3.3.2.2 НМ ТН должен обеспечивать:
– навигацию с использованием ГНСС в режиме RTK;
– возможность совместной работы с сигналами ГНСС и ЛСН;
– определение значений текущих координат, составляющих вектора скорости, времени, привязанных к моменту формирования фронта прямоугольного импульса секундной метки времени;
– формирование кода оцифровки метки времени в назначенной базовой ШВ;
– навигацию в условиях сложного приема сигналов ГНСС, плотной городской застройки с использованием сигналов ЛСН с погрешностью (СКО) до 10 см;
– оценку уровня погрешностей определяемых времени, координат, составляющих вектора скорости и параметров ориентации;
– приём и обработку информации от внешних источников через интерфейсный модуль.
3.3.2.3 На этапе технического проекта должны быть определены требования к характеристикам системы синхронизации НМ ТН.
3.3.2.4 Технические параметры НМ ТН
Основные технические параметры НМ ТН представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Основные технические параметры НМ ТН
Наименование, ед. измерения
|
Значение
|
Характеристики модуля ГНСС в режиме RTK
|
Погрешность определения координат в режиме дифференциальной фазовой коррекции от локальных станций (СКО) м, не более
|
не более 0,01
|
Погрешность определения составляющих вектора скорости (СКО) м/с, не более
|
0,02
|
Частота обновления выдаваемой навигационной информации, Гц
|
5
|
Напряжение питания, В
|
3,3
|
Характеристики приемо-передающего модуля ЛСН
|
Диапазон частот в основном канале, ГГц
|
от 0,1 до 2,5
|
Диапазон частот в канале квитирования, ГГц
|
от 0,1 до 0,2
|
Инструментальная погрешность измерения координат в свободном пространстве в основном канале, м
|
0,2
|
Инструментальная погрешность измерения координат в свободном пространстве в канале квитирования, м
|
30
|
Темп смены рабочей псевдослучайной последовательности (ПСП) (режим ЛСН), Гц
|
от 0,1 до 0
|
Длина рабочей ПСП, символов
|
1024
|
Количество рабочих ПСП в посылке основного канала
|
5 – 32
|
Пропускная способность основного канала, кБод
|
19,2
|
Пропускная способность канала квитирования, кБод
|
19,2
|
Вид модуляции в основном канале
|
BPSK
|
Вид модуляции в канале квитирования
|
GFSK
|
Индекс модуляции в канале квитирования
|
0,25
|
Полоса основного сигнала, МГц, не более
|
1,25
|
Полоса канала квитирования, кГц
|
25
|
Мощность сигнала в основном канале, в зависимости от задачи, мВт
|
10 – 1000
|
Мощность сигнала в канале квитирования, не более, Вт, не более
|
2
|
Напряжение питания, В
|
3,0 – 3,6
|
3.3.3 Требования назначения ИМПП
3.3.3.1 ИМПП предназначен для приёма информации от первичных датчиков, внешних устройств, подключенных к интерфейсам, передачи информации исполнительным и внешним устройствам, хранения полученной от внешних устройств информации в «чёрном ящике», первичной обработки информации в соответствии с заданными алгоритмами.
3.3.3.2 ИМПП должен обеспечивать:
– интерфейс UART – не менее 4, два из которых должны поддерживать
ISO 7816.3;
– интерфейс USB 2.0, с поддержкой режимов device и OTG, скорость обмена FS;
– CAN интерфейс.
3.3.3.3 ИМПП должен реализовывать во встроенной памяти функцию «чёрного ящика» объёмом, позволяющим хранить навигационно-временную информацию и информацию, полученную от первичных датчиков и внешних устройств в течение1 месяца, при частоте формирования пакетов один раз
в 5 секунд.
3.3.3.4 Процессор приложений ИМПП должен реализовывать алгоритмы обработки информации, полученной от первичных датчиков и внешних устройств.
3.3.4 Требования назначения НП-СМ
3.3.4.1 НП-СМ предназначена для создания универсальной многофункциональной НАП различной конфигурации с возможностью комплектации навигационными модулями на основе электронной компонентной базы (ЭКБ) российского производства для универсальной аппаратуры, используемой на автомобильном, железнодорожном и речном транспорте.
3.3.4.2 На этапе технического проекта должен быть определён и описан протокол физического уровня НП-СМ.
3.3.4.3 На этапе технического проекта должен быть определен и детально описан протокол верхнего уровня для обмена информацией с НП-СМ.
3.3.4.4 НП-СМ должна полностью удовлетворять требованиям, предъявляемым к устройству экстренного реагирования при авариях в системе «Эра-ГЛОНАСС».
3.3.4.5 НП-СМ должна обеспечивать подключение модулей НСМ ОП, НМ ТН, ИМПП к системной магистрали – общей шине (ОШ);
3.3.4.6 НП-СМ должна обеспечивать реализацию единого протокола взаимодействия с подключаемыми через ОШ модулями;
3.3.4.7 НП-СМ совместно с подключенными модулями должна обеспечивать защиту передаваемой информации.
Примечание: требования к подсистеме защиты информации (ПЗИ) уточняются на этапе разработки технического проекта.
3.3.4.8 НП-СМ дополнительно должна обеспечивать возможность обмена информацией через стандартное подключение по общей шине внешнего модуля спутникового модема cистемы персональной спутниковой связи «Гонец», поддерживающего протоколы взаимодействия навигационной платформы.
3.3.4.9 НП-СМ должна обеспечивать добавление/удаление функциональных модулей без внесения существенных изменений в структуру аппаратной части. |
