Новости навигации, №2, 2005 г
Скачать 1.09 Mb.
|
9. Функции базовой станции
Сервер базовой станции построен на базе отказоустойчивого двухпроцессорного компьютера, снабженного дисковым массивом RAID 5 и предназначенного для установки в стойку 19 дюймов. В состав программного обеспечения входят: операционная система MS Windows Advanced Server 2000, MS SQL SERVER 2000 Enterprise Edition, база данных, программное обеспечение, управляющее базовой станцией – «GISService». Сервер базовой станции выполняет следующие функции: управление работой и контроль функционирования базовой станции; сохранение получаемой информации в базе данных; стыковка сервера удаленного доступа с базовой станцией; обработка заданий от пользователей. Центральный сервер построен на базе отказоустойчивого двухпроцессорного компьютера, снабженного дисковым массивом RAID 5. В состав его программного обеспечения входят: операционная система MS Windows Advanced Server 2000, MS SQL SERVER 2000 Enterprise Edition, база данных. Он выполняет функции согласования работы сервера базовой станции, сервера удаленного доступа и поступающих от него запросов на управление и получение информации из архива, хранения текущих заданий системы, а также информации о правах пользователей. В зависимости от конкретной конфигурации системы центральный сервер может быть совмещен с сервером удаленного доступа. Все задания и параметры системы задаются в базе данных, что позволяет осуществлять гибкое конфигурирование. Сервер удаленного доступа построен на базе отказоустойчивого двухпроцессорного компьютера, снабженного дисковым массивом RAID 5. В зависимости от конфигурации системы он может быть снабжен несколькими сетевыми интерфейсами. В состав сервера входит следующее программное обеспечение: операционная система MS Windows Advanced Server 2000, MS SQL SERVER 2000 Enterprise Edition, база данных, программное обеспечение, работающее на стороне сервера –«RemoteServer», компонент для установки на рабочие места пользователей – «RemoteServerProxyStub». Основная функция сервера удаленного доступа заключается в предоставлении универсального доступа к функциям системы с удаленных рабочих мест пользователей, а также в проверке прав каждого пользователя при доступе к системе. Кроме того, сервер удаленного доступа ускоряет получение и обработку информации от базовой станции и делает возможным удаленное администрирование прав пользователей. Оценка возможности использования измерительного комплекса Geometrix GM1250 для мониторинга сигналов ИФРНС «Чайка» В.М. Царев, В.П. Волченков, О. Ю. Синявский, А.В. Балов, А.Г. Геворкян Аннотация В статье обсуждаются результаты эксперимента, выполненного с целью оценки возможности использования измерительного комплекса Geometrix GM1250 для мониторинга сигналов станции ИФРНС «Чайка». Определяется направление дальнейших работ. Abstract Results of the experimental investigation made for estimation of opportunity of using measuring complex Geometrix GM1250 for monitoring signals of station IFRNS “Chayka” are discussed. The direction of the further works is determined. 1. Введение В течение нескольких последних лет Российский институт радионавигации и времени (РИРВ) проводит интенсивные работы по модернизации оборудования наземных станций импульсно-фазовой радионавигационной системы (ИФРНС) «Чайка». В частности, осуществляется поэтапная замена мощных генераторов радиоимпульсов предыдущего поколения на генераторы, использующие металлокерамические тиратроны нового поколения. Успешно завершены государственные испытания комплексов аппаратуры управления и синхронизации (КАУС) станций, разработанных с использованием новейших технологий и алгоритмов цифровой обработки сигналов. В состав КАУС входит вновь разработанная аппаратура передачи дифференциальных поправок спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС/GPS, аппаратура привязки сигналов ИФРНС к шкале времени СРНС и многое другое, что позволяет улучшить качество работы станций и обеспечить реализацию интегрирования навигационных полей ИФРНС и СРНС. В КАУС включена также аппаратура для прецизионного измерения параметров излучаемых наземной станцией сигналов (измеритель параметров формы сигналов, ИПФС), которая позволяет контролировать не только форму огибающей, но и тонкую структуру радиоимпульса. Первые образцы новых комплексов КАУС уже установлены на нескольких станциях, в том числе на станции РСДН-3/10 Европейской цепи, в районе г. Петрозаводска, и на мобильных станциях РСДН-10. Однако применение ИПФС для мониторинга излучаемых сигналов ограничено только станциями РСДН-10 и стационарными станциями с коротким антенным фидером, но практически исключено в Европейской цепи РСДН-3/10, где передатчики подключены к антенной системе через длинный фидер. С другой стороны, методика мониторинга работы транспортабельной передающей станции ИФРНС базируется на использовании устаревшего приемоиндикатора А-711 («Кремний»), который установлен на подвижном контрольном пункте (КП) станции, используемом в режиме эпизодического неоперативного контроля, и не позволяющем непосредственно без использования дополнительных средств наблюдать структуру сигнала. Все это привело к совместному решению ФГУП «НТЦ «Интернавигация» и РИРВ оценить возможность применения имеющегося в НТЦ приемоизмерительного комплекса Geometrix GM1250 для мониторинга сигналов РСДН-3/10. Комплекс Geometrix GM1250, разработанный норвежской фирмой Geometrix AS, использовался ранее сотрудниками «НТЦ «Интернавигация» в рамках работ по международному проекту ТАСИС «Исследование возможности создания Черноморско-Средиземноморской цепи станций «Чайка»/«Лоран–С» [1] в условиях приема сигналов на больших удалениях от станций. Отладка комплекса и натурные работы в зоне Петрозаводской станции РСДН-3/10 были совмещены с испытаниями Главным конструктором системы «Чайка» одной из модификаций аппаратуры передачи дифференциальных поправок для систем ДГЛОНАСС/DGPS с использованием времяимпульсной модуляции навигационных сигналов ИФРНС. Работы проводились в период с 14 по 21 июля 2004 года. При определенных условиях и отработке методики измерений этот комплекс может быть использован как дополнительное средство оперативного мониторинга работы станций ИФРНС «Чайка». Такой комплекс может быть полезен и при работах, связанных со стандартизацией формы сигналов, излучаемых станциями ИФРНС «Чайка». 2. Состав измерительного комплекса Geometrix В измерительный комплекс входят:
Полная информация о комплексе содержится в [2]. В режиме контроля качества (QC) в графическом виде на мониторе отображаются следующие параметры:
В результате усреднения, фильтрации и быстрого преобразования Фурье спектра сигнала на экране монитора можно наблюдать и анализировать, в частности, следующие характеристики сигнала в дополнение к уже перечисленным в режиме QC:
3. Начальные условия оценки параметров Время усреднения, оцениваемое в периодах фазового кода (PCI) навигационного сигнала PCI = 2 GRI (в нашем случае 0,16 с), задается равным 32, 64 или 128 периодам PCI в зависимости от помеховой обстановки. Среднеквадратическое значение шумов оценивается за время первых 40 мс периода следования сигналов (GRI). При этом сигнал не усредняется и не фильтруется. Следует иметь в виду что, если в течение первых 40 мс имеет место сильная помеха, значение уровня шумов будет несколько выше прогнозируемого значения. Уровень сигнала в дБ относится к значению напряженности поля в антенне, равной 1мкв/м и измеряется в точке слежения (обычно на 30 мкс от начала сигнала). Разность между фазой и огибающей ECD в соответствии с [2] считается нормальной в пределах от –5 мкс до + 5мкс. Если ECD находится в пределах от 5 мкс до 15 мкс, это означает, что слежение осуществляется во 2-м периоде. Погрешность привязки координат монитора к истинным географическим координатам не должна превышать 150 м, а коэффициент качества приема (FOM) должен быть не хуже 20 дБ. 4. Реальные условия проведения измерений Контрольные измерения проводились 19 июля 2004 г. на территории РИРВ с использованием приемника GM-1250 № 134 и на КП, расположенном в центре г. Петрозаводска на удалении порядка 36 км от станции РСДН–3/10. Во втором случае, при измерениях 20–21 июля, использовался комплект № 130 приемника GM-1250 в связи с отказом приемника № 134. Погрешность привязки монитора в Санкт-Петербурге находилась в допустимых пределах, в Петрозаводске она достигала 30 км (установлено при пост-обработке), что могло повлиять на корректность измеренных значений псевдодальности и ECD. Поэтому последующий анализ сосредоточен на данных, характеризующих стабильность характеристик принимаемого сигнала, его форму, спектральных характеристиках и параметрах помех [3, 4]. 5. Анализ результатов измерений в Санкт-Петербурге и Петрозаводске В Санкт-Петербурге измерения проводились в период с 13.30 до 18.00 19 июля 2004 г. в точке на удалении от Карачева ~ 800 км и от Петрозаводска ~ 270 км. Интегральный уровень интерференционных помех находился в пределах (34…36) дБ с кратковременным подъемом до 42 дБ в период с 16.40. до 17.00. Уровни сигналов и шума приведены в табл. 1. Анализ результатов измерений проведен в сопоставлении с измерениями, выполненными в Санкт-Петербурге тем же приемником GM1250 (№ 134) в 1996 году, а также с прогнозными оценками напряженности поля E0 (дБ/1мкв/м) сигналов различных станций с учетом мощности излучения [5-8] при прогнозных значениях σ = 3 10-3 мО/м, ε = 22. Таблица 1. Уровни сигналов РСДН 3/10 и шума, измеренные на территории РИРВ
Примечания:
Из приведенных данных видно, что результаты измерений приемником GM1250 близки к прогнозным данным при σ = 1…3 10-3 мО/м. Уровень сигнала Карачева ниже уровня сигнала Петрозаводска на 15…20 дБ во всех вариантах измерений и по прогнозным данным. Уровень сигнала Петрозаводска, зарегистрированный приемником GM1250 в июле 2004 г., оказался ниже на (10–15) дБ сигнала, измеренного в 1996 г. Это можно, в первом приближении, объяснить экранирующим эффектом крыши здания. Ограниченное время эксперимента не позволило обеспечить оптимального расположения антенны над крышей здания, как это предусмотрено требованиями [2]. В таблице 2 приведены значения радионавигационного параметра (РНП) и псевдодальности, измеренные на КП РИРВ в различные годы. Таблица 2. Значения РНП и псевдодальностей КП в СПб по данным GM1250
Примечания:
Как видно из данных, приведенных в таблице, значения псевдодальностей, измеренных приемником GM1250 в 1996 году и 2004 году, близки по величине (с учетом различия заданных координат опорной точки). Значения РНП по Петрозаводску, Слониму и Сызрани, измеренные в 1996 году, практически совпадают с имеющимися данными измерений стационарным контрольным пунктом (СКП) РИРВ в 1994 г. Расхождение данных по Симферополю составило порядка 8,7 мкс. Заметим, что расположение антенны КП РИРВ оптимально и уровень принимаемого сигнала существенно выше, однако при этом различие в абсолютных значениях уровней сигналов, зарегистрированных приемниками GM1250 и СКП, практически не сказалось на погрешности определения РНП. Измерения в Петрозаводске проводились в здании гостиницы, расположенной на удалении от станции порядка 36 км. Антенна была установлена на металлической крыше здания, на высоте около 1,5 м без соблюдения (как и в РИРВ) «правила 300» в отношении близко расположенных конструкций и сооружений. Исходное значение псевдодальности опорной точки из-за отсутствия точных координат было введено в базу данных с большой погрешностью (до 30 км). Измерения проводились в два сеанса:
6. Анализ результатов измерений по графическим материалам При дальнейшем анализе учитывалось, что динамический диапазон приемника 72 дБ определяет предельно допустимый уровень сигнала для корректных определений формы сигнала в районе максимума и спектра. Это требование (при отключенной ПАРУ, расширяющей динамический диапазон только для значений напряженности поля меньше 1мкВ/м) при измерениях в РИРВ, по крайней мере, для брянской станции соблюдалось. На рис. 1-7 представлены некоторые графики и спектрограммы, позволяющие судить о возможностях комплекса. Так, на рис. 1 представлен график огибающей и фазы (нуль отсчета фазы смещен на 200 мкс) сигналов петрозаводской (слева) и брянской станций, зафиксированных в РИРВ. В обоих случаях начальная фаза имеет отрицательное значение, затем изменяется монотонно без признаков ограничения сигнала. Признак принадлежности импульса к той или иной станции определен по значению псевдодальности в момент выборки данных. Для иллюстрации изменения амплитуды и фазы отраженного сигнала на рис. 2 приведен график огибающей брянской станции зафиксированный на три часа раньше. Характерная точка огибающей сигнала брянской станции в обоих случаях расположена выше, чем в петрозаводском сигнале. Это говорит о возможном различии крутизны фронтов этих сигналов. Параметры задержек и амплитуд отраженных сигналов достаточно хорошо согласуются с возможными величинами, приведенными в [5]. На рис. 3 представлен график с отфильтрованными квадратурными импульсами на интервале 0…3 мс. Первый импульс является маркерным, за ним следует первый импульс основной пачки сигналов, сопровождаемых отраженными сигналами большей амплитуды. В промежутках между основными импульсами видны импульсы с задержкой приблизительно на 450 мкс, которые можно идентифицировать как импульсы перекрестной помехи станции (возможно, от станции в Туманном).   Рис. 1 .Огибающая и фаза сигнала Петрозаводской и Брянской станций, измеренные на территории РИРВ, (нулевой уровень смещен вверх, чтобы показать полную картину изменения фазы).   Рис.2. Огибающая и фаза сигнала Рис.3. Отфильтрованные квадратурные Брянской станции в РИРВ в 15:03 импульсы на интервале 0…3 мс 19.07.04 На рис. 4 представлены графики псевдодальностей, уровней сигналов, шума и помех, зафиксированные соответственно в Петрозаводске (слева) и РИРВ. В обоих случаях псевдодальности соответствуют приему сигналов брянской станции. Значение ECD в Петрозаводске практически в течение всего сеанса остается стабильным в районе 5 мкс. Это можно объяснить ошибкой ввода псевдодальности опорной точки, эквивалентной 10 мкс. В РИРВ на рабочем участке ECD не превышало 3 мкс.       Рис. 4. Графики псевдодальностей; уровней сигнала, шума, помех и ECD, зафиксированные в Петрозаводске (слева) и в РИРВ На рис. 5 представлены спектры 0…200 кГц зафиксированные в РИРВ и в Петрозаводске (справа). Последний спектр свидетельствует перегрузке тракта приема и обработки сигнала. Он не содержит экстремальных составляющих реального спектра сигнала с частотами ±5…6 кГц, а все остальные «пики» спектра по оценке, проведенной А.Е. Чоглоковым, являются комбинационными частотами различного порядка (включая 7-й) основных составляющих спектра сигнала. Об ограничении сигнала свидетельствуют и оба квадратурных спектра 0…50 кГц, представленные в правой части рис. 6. На рис.5 и 6 слева представлены спектры брянской станции, зафиксированные в РИРВ. В спектре 0…200 кГц содержится порядка 150 составляющих, часть из которых относится к частотам станций помех. Так, например, частота 56,3 кГц относится к московской станции с мощностью излучения 100 кВт (содержится в базе данных GM), частоты 66; 69; 76; 99,2; 108,7; 120 кГц и т.д. были зафиксированы в районе РИРВ в 1997 году В.П. Ланцовым при неработающей системе РСДН-3/10 (данные предоставлены А.Е.Чоглоковым). К сожалению, более свежих данных о помеховой обстановке на момент проведения эксперимента, которые могли бы быть использованы для анализа, в настоящее время нет. Квадратурный спектр 0…50 кГц до фильтрации содержит частоты от 0 до 50 кГц, кратные 1 кГц. В спектре присутствуют также составляющие более низкого уровня, огибающая амплитуд которых отличается от огибающей основного спектра, а частоты смещены на 250 и 500 Гц относительно основной сетки частот. После фильтрации полоса спектра сокращается до ±22…24 кГц, исчезают дополнительные спектры со смещенной сеткой частот, исключаются некоторые мощные составляющие, например, с частотой ± 13 кГц. Расширяются спектральные составляющие на частотах ± (3; 5; 6; 8; 10; 14) кГц. Заметно выделяются составляющие с частотами ± (18; 19; 21; 22) кГц.   Рис. 5. Спектры 0…200 кГц, зафиксированные в РИРВ (слева) и Петрозаводске     Рис. 6 Квадратурные спектры 0…50 кГц зафиксированные в РИРВ (слева) и Петрозаводске   Рис. 7 «Сырые» данные на входе АЦП при различных значениях АРУ (в 14.48.14 в спектре 90…200 кГц появляются составляющие 89 кГц и 114,8 кГц на уровне порядка 67 дБ; 32 кГц - 40 дБ, а составляющая 38,5 кГц возрастает на 15…16 дБ) В таблице 3 приведены уровни S1, S2 спектральных составляющих отфильтрованного спектра 0…50 кГц. Уровни S2 соответствует тонким спектральным линиям, природу которых предстоит уточнить. Таблица 3. Квадратурный спектр 0…50 кГц после усреднения и фильтрации
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Ведомости, Использованы материалы "Интерфакса", риа "Новости"., 26. 10. 2005, №201, Стр. А3 18 | | Ведомости, Использована информация "Интерфакса", риа "Новости", "Прайм-тасс", "Ведомостей", 01. 07. 2005, №119, Стр. А3 30 |
| Ведомости, Использована информация "Интерфакса", риа "Новости", "Прайм-тасс", "Эха Москвы", "Ведомостей"., 29. 04. 2005, №77, Стр.... | | Ведомости, Кашин Василий, Руднева Елена, Николаева Анна, 15. 06. 2005, №107, Стр. А2 16 |
| Ведомости, Использованы материалы "Интерфакса", "Прайм-тасс"., 25. 11. 2005, №222, Стр. А3 23 | | Ведомости, Никольский Алексей, Кашин Василий, 13. 05. 2005, №84, Стр. А2 13 базы строгого режима. 15 |
| Московский комсомолец, Гришин Александр, Приходько Виктория, Семенова Ираида, 07. 06. 2005, №124, Стр. 3 31 | | Ведомости, Никольский Алексей, Николаева Анна, Гончарова Оксана, Кудашкина Екатерина, 14. 10. 2005, №193, Стр. А1 23 |
| О совершенствовании нормативно-правовой базы по использованию интегрированных навигационных систем гражданскими и военными потребителями... | | ... |