RU2761588C1 - Method for testing navigation systems of motor vehicles - Google Patents
Method for testing navigation systems of motor vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761588C1 RU2761588C1 RU2021116480A RU2021116480A RU2761588C1 RU 2761588 C1 RU2761588 C1 RU 2761588C1 RU 2021116480 A RU2021116480 A RU 2021116480A RU 2021116480 A RU2021116480 A RU 2021116480A RU 2761588 C1 RU2761588 C1 RU 2761588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- navigation
- simulator
- antenna
- navigation system
- vehicle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытаниям входящей в состав автотранспортных средств (АТС) аппаратуры потребителей сигналов спутниковых радионавигационных систем, а именно, к испытаниям систем приёма навигационных сигналов – далее – навигационных систем. SUBSTANCE: invention relates to testing of equipment of consumers of signals of satellite radio navigation systems, which is a part of vehicles (ATS), namely, to testing of systems for receiving navigation signals - hereinafter referred to as navigation systems.
Из книги Николаев П.А. Электромагнитная совместимость автотранспортных средств [Текст] / Николаев П.А., Кечиев Л.Н. / Под ред. Л.Н. Кечиева. – М.: Грифон, 2015. – 424 с. – (Библиотека ЭМС) известен способ испытаний навигационных систем на помехоустойчивость, содержащий следующие этапы:From the book Nikolaev P.A. Electromagnetic compatibility of vehicles [Text] / Nikolaev PA, Kechiev LN. / Ed. L.N. Kechiev. - M .: Griffon, 2015 .-- 424 p. - (EMC Library) There is a known method for testing navigation systems for noise immunity, which contains the following steps:
- Установку на поворотный стенд электромагнитной безэховой камеры испытуемого АТС, оснащённого навигационной системой, содержащей антенну и приемник.- Installation on a rotary stand of an electromagnetic anechoic chamber of the vehicle under test, equipped with a navigation system containing an antenna and a receiver.
- Создание в области расположения АТС навигационного поля, формируемого имитатором излучения группировки спутников, который в своём составе содержит расположенный в защищённой от внешних факторов зоне безэховой камеры генератор имитатора и расположенную в безэховой камере антенну имитатора.- Creation of a navigation field in the area of the ATS location, formed by the simulator of the radiation of the constellation of satellites, which in its composition contains the simulator generator located in the zone protected from external factors of the anechoic chamber and the simulator antenna located in the anechoic chamber.
- Вычисление навигационным приемником АТС координаты места расположения, выполняемое на основании информации, получаемой от имитатора излучения группировки спутников.- Calculation by the navigation receiver of the automatic telephone exchange of the coordinates of the location, carried out on the basis of information received from the radiation simulator of the constellation of satellites.
Недостатком данного способа является позиционирование антенны имитатора излучения группировки спутников в обусловленном испытаниями на помехоустойчивость конкретном месте безэховой камеры, что не обеспечивает проверку качества навигационных систем АТС в достаточной области верхней виртуальной полусферы (в телесном угле 00 - 1800).The disadvantage of this method is the positioning of the antenna of the simulator of the radiation of the constellation of satellites in the specific place of the anechoic chamber due to the immunity tests, which does not ensure the quality control of the navigation systems of the automatic telephone exchange in a sufficient area of the upper virtual hemisphere (in the solid angle 0 0 - 180 0 ).
Из ГОСТ 33471-2015 известен способ испытаний навигационных приёмников систем вызова экстренных оперативных служб АТС, заключающийся в проверке на испытательном стенде параметров точности позиционирования приёмников и их чувствительности.From GOST 33471-2015, a method is known for testing navigation receivers of emergency call systems of automatic telephone exchanges, which consists in checking the parameters of the positioning accuracy of the receivers and their sensitivity at the test bench.
Стенд включает в себя имитатор излучения группировки спутников, малошумящий усилитель, аттенюаторы, адаптер питания и компьютер. The stand includes a satellite constellation radiation simulator, a low-noise amplifier, attenuators, a power adapter and a computer.
В способе по ГОСТ 33471-2015 навигационный приёмник размещают на стенде и подключают его к адаптеру питания; имитатор излучения группировки спутников, через малошумящий усилитель (при оценке погрешности определения координат) или через малошумящий усилитель и аттенюаторы (при оценке чувствительности приёмника), соединяют с антенным входом навигационного приёмника; канал связи навигационного приёмника с внешними устройствами соединяют с компьютером.In the method according to GOST 33471-2015, the navigation receiver is placed on the stand and connected to the power adapter; a simulator of the radiation of a constellation of satellites, through a low-noise amplifier (when assessing the error in determining the coordinates) or through a low-noise amplifier and attenuators (when assessing the sensitivity of the receiver), is connected to the antenna input of the navigation receiver; the communication channel of the navigation receiver with external devices is connected to the computer.
Во время испытаний на антенный вход навигационного приемника подают информацию, сформированную имитатором излучения группировки спутников, а посредством компьютера обеспечивают запись в файл сообщений, выдаваемых навигационным приёмником. During the tests, the information generated by the radiation simulator of the constellation of satellites is fed to the antenna input of the navigation receiver, and by means of the computer, the messages issued by the navigation receiver are recorded into the file.
В процессе выполнения сценария имитации выделяют из файла информацию об определённых в ходе испытаний координатах местоположения и вычисляют погрешности их определения, или производят определение чувствительности навигационного модуля в режимах поиска (захвата) и удержания (слежения) сигналов навигационной системы. During the execution of the simulation script, information about the location coordinates determined during the tests is extracted from the file and the errors in their determination are calculated, or the sensitivity of the navigation module is determined in the search (capture) and hold (tracking) modes of the navigation system signals.
Недостатком данного способа является проведение испытаний навигационного приёмника без его интеграции с АТС, что не позволяет оценивать влияние конфигурации кузова АТС и особенности компоновки навигационного системы/модуля на точность определения координат. The disadvantage of this method is the testing of the navigation receiver without its integration with the vehicle, which does not allow evaluating the influence of the vehicle body configuration and the particularities of the layout of the navigation system / module on the accuracy of determining the coordinates.
За прототип предлагаемого изобретения принят известный из патента RU 119893, МПК G01R 29/10, публ. 27.08.2012, способ испытаний приемных устройств сигналов спутниковых навигационных систем, в котором:For the prototype of the proposed invention adopted known from the patent RU 119893, IPC G01R 29/10, publ. 08/27/2012, a method for testing receivers of signals of satellite navigation systems, in which:
- испытуемое АТС, оснащённое навигационной системой, содержащей приёмник и антенну, размещают на поворотном стенде экранированной безэховой камеры, оснащённой также имитатором излучения группировки спутников, содержащим антенну имитатора, способную формировать круговую поляризацию, и генератор сигналов имитатора, а также угломестную направляющую антенны имитатора;- the tested ATS, equipped with a navigation system containing a receiver and an antenna, is placed on a rotary stand of a shielded anechoic chamber, also equipped with a simulator of the radiation of a constellation of satellites, containing a simulator antenna capable of forming circular polarization, and a simulator signal generator, as well as an elevation guide of the simulator antenna;
- АТС подвергают воздействию двух типов поляризованных электромагнитных сигналов, формируемых антенной и генератором имитатора, один из которых представляет собой непрерывный гармонический, перестраиваемый по навигационным частотам, сигнал, а другой эквивалентен усреднённому, по уровню, значению сигналов спутниковых навигационных систем,- ATS is exposed to two types of polarized electromagnetic signals generated by the antenna and the simulator generator, one of which is a continuous harmonic signal tunable in navigation frequencies, and the other is equivalent to the level averaged value of signals from satellite navigation systems,
- взаимно ориентируя АТС, посредством вращения поворотного стенда в азимутальной плоскости, и антенну имитатора, посредством ее перемещения в угломестной плоскости, по реакциям на формируемые имитатором эквивалентный и гармонический сигналы, производят оценку качества навигационного приёмника АТС и измерения диаграммы направленности антенны навигационной системы АТС.- mutually orienting the ATC by rotating the rotary stand in the azimuth plane and the simulator antenna by moving it in the elevation plane, based on the responses to the equivalent and harmonic signals generated by the simulator, assess the quality of the ATC navigation receiver and measure the antenna pattern of the ATC navigation system.
Недостатком данного способа является использование усреднённого, по уровню, значения сигналов спутниковых навигационных систем, что не позволяет задействовать навигационный приёмник АТС для вычислений местоположения АТС, последнее не позволяет получить комплексную оценку влияния конфигурации АТС на качество работы навигационных систем, а также оценку точности местоположения АТС в условиях действия внешних электромагнитных помех.The disadvantage of this method is the use of the level-averaged value of the signals of satellite navigation systems, which does not allow using the PBX navigation receiver for calculating the PBX location, the latter does not allow a comprehensive assessment of the impact of PBX configuration on the quality of navigation systems operation, as well as an assessment of the PBX location accuracy in operating conditions of external electromagnetic interference.
Задачей изобретения является создание способа испытаний навигационных систем автотранспортных средств, обеспечивающего комплексную оценку точности определения местоположения АТС, в том числе и в условиях действия внешних электромагнитных помех, с учетом особенностей компоновки навигационной системы в АТС.The objective of the invention is to create a method for testing navigation systems of vehicles, providing a comprehensive assessment of the accuracy of determining the location of the vehicle, including in conditions of external electromagnetic interference, taking into account the peculiarities of the layout of the navigation system in the vehicle.
Указанная задача решается в способе испытаний навигационных систем АТС, в котором испытуемое АТС, оснащённое навигационной системой, включающей в себя приёмник и антенну, размещают на поворотном стенде электромагнитной безэховой камеры, содержащей в своём составе имитатор излучения группировки спутников, включающий в себя антенну имитатора и генератор сигналов имитатора, а также угломестную направляющую антенны имитатора, изменяя в азимутальной плоскости ориентацию АТС, а в угломестной плоскости ориентацию антенны имитатора испытуемое АТС подвергают воздействию электромагнитных сигналов, формируемых антенной и генератором имитатора, по результатам испытаний производят оценку качества навигационного приёмника АТС.The specified problem is solved in the method of testing ATS navigation systems, in which the tested ATS equipped with a navigation system including a receiver and an antenna is placed on a rotating stand of an electromagnetic anechoic chamber containing a simulator of the radiation of a constellation of satellites, including a simulator antenna and a generator simulator signals, as well as the elevation guide of the simulator antenna, changing the orientation of the vehicle in the azimuthal plane, and in the elevation plane the orientation of the simulator antenna, the tested vehicle is exposed to electromagnetic signals generated by the antenna and the simulator generator, the quality of the navigation receiver of the vehicle is assessed based on the test results.
Задача решается тем, что:The problem is solved by:
- в процессе испытаний используют имитатор, генератор и антенна которого выполнены с возможностью формирования электромагнитных сигналов, имитирующих собой навигационные сигналы группировки спутников, при этом генератор имитатора устанавливают в защищенном от внешних факторов месте, преимущественно, в экранированном помещении;- during the tests, a simulator is used, the generator and antenna of which are made with the possibility of generating electromagnetic signals that simulate the navigation signals of a constellation of satellites, while the simulator generator is installed in a place protected from external factors, mainly in a shielded room;
- в процессе испытаний используют угломестную направляющую антенны имитатора, выполненную с возможностью перемещения антенны имитатора по дуге геометрического кругового сектора, радиус которого (r) больше максимального линейного размера АТС, плоскости которого принадлежит геометрическая ось вращения поворотного стенда, а также с возможностью эквидистантного расположения антенны имитатора, относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде АТС; - in the process of testing, the elevation guide of the simulator antenna is used, made with the ability to move the simulator antenna along the arc of the geometric circular sector, the radius of which ( r) is greater than the maximum linear size of the vehicle, the plane of which the geometric axis of rotation of the rotary stand belongs, as well as with the possibility of equidistant positioning of the simulator antenna , relative to the geometric center hypothetically installed on the rotary stand of the automatic telephone exchange;
- в процессе испытаний используют оснащённый специализированным программным обеспечением компьютер, выполненный с возможностью обработки навигационных параметров, принятых приёмником навигационной системы испытуемого АТС, и вычисления критериев их соответствия регламентирующим требованиям, при этом компьютер устанавливают в защищенном от внешних факторов месте, преимущественно, в экранированном помещении, а также с возможностью соединения компьютера и приёмника навигационной системы испытуемого АТС посредством помехозащищенной линии связи;- during the tests, an equipped specialized software a computer capable of processing the navigation parameters received by the receiver of the navigation system of the tested PBX and calculating the criteria for their compliance with the regulatory requirements, while the computer is installed in a place protected from external factors, mainly in a shielded room, and also with the ability to connect the computer and a receiver of the navigation system of the tested automatic telephone exchange by means of an anti-jamming communication line;
- перед началом испытаний навигационной системы, интегрированной в АТС, приёмник и антенну навигационной системы размещают на диэлектрическом столе, предварительно установленном на поворотном стенде безэховой камеры, при этом антенну навигационной системы располагают в геометрическом центре гипотетически установленного на поворотном стенде АТС, а антенну имитатора располагают на угломестной направляющей с расположением антенны имитатора, относительно антенны навигационной системы, в зенитном угле Θ = 00, антенну имитатора соединяют с генератором имитатора, а приёмник навигационной системы с антенной навигационной системы и, посредством помехозащищенной линии связи, с компьютером, после завершения установки навигационной системы и антенны имитатора выполняют калибровку выходной мощности генератора имитатора при круговой поляризации излучающих сигнала, для чего навигационную систему переводят в режим приёма навигационных сигналов, компьютер в режим обработки параметров, принятых приёмником навигационной системы, а генератор имитатора в режим имитации сигналов навигационных спутников, в процессе калибровки настраивают и запоминают мощность сигнала и количество спутников, при которых навигационный параметр, вычисляемый навигационным приемником соответствует условию S < Sпр, где - before testing the navigation system integrated into the automatic telephone exchange, the receiver and the antenna of the navigation system are placed on a dielectric table pre-installed on the rotating stand of the anechoic chamber, while the antenna of the navigation system is placed in the geometric center of the automatic telephone exchange hypothetically installed on the rotating stand, and the simulator antenna is placed on elevation guide with the location of the antenna of the simulator, relative to the antenna of the navigation system, at the zenith angle Θ = 0 0 , the antenna of the simulator is connected to the generator of the simulator, and the receiver of the navigation system is connected to the antenna of the navigation system and, through an anti-jamming communication line, with the computer, after the installation of the navigation system is completed and the simulator antennas calibrate the output power of the simulator generator with circular polarization of the emitting signal, for which the navigation system is switched to the mode of receiving navigation signals, the computer to the mode of processing the parameters received by the receiver. the signal strength and the number of satellites in which the navigation parameter calculated by the navigation receiver corresponds to the condition S <S pr , where
S – навигационный параметр, например, HDOP или VDOP;S - navigation parameter, for example, HDOP or VDOP;
Sпр – предельный навигационный параметр;S pr - limiting navigation parameter;
- после завершения калибровки выходной мощности генератора имитатора, навигационную систему устанавливают в АТС, которое, в свою очередь, размещают на поворотном стенде безэховой камеры; - after completing the calibration of the output power of the simulator generator, the navigation system is installed in the automatic telephone exchange, which, in turn, is placed on the rotating stand of the anechoic chamber;
- на сферическом сегменте телесного угла 1700 виртуальной полусферы, характеризуемой множеством точек возможного позиционирования антенны имитатора на угломестной направляющей и множеством возможных, относительно угломестной направляющей, положений расположенного на поворотном стенде АТС, в соответствии с планом испытаний задают, в зенитных и азимутальных углах, некоторое множество точек расположения антенны имитатора по отношению к АТС, в каждой из заданных точек позиционирования антенны имитатора по отношению к АТС осуществляют определение навигационных параметров, для чего навигационную систему переводят в режим приёма навигационных сигналов, компьютер в режим обработки параметров, принятых приёмником навигационной системы, а генератор и антенну имитатора в режим трансляции калиброванных по мощности сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников; - on the spherical segment of the solid angle 170 0 of the virtual hemisphere, characterized by a multitude of points of possible positioning of the simulator antenna on the elevation guide and many possible, relative to the elevation guide, positions located on the ATC rotary stand, in accordance with the test plan, in the zenith and azimuth angles, some a set of points of location of the simulator antenna in relation to the automatic telephone exchange, at each of the given points of positioning of the simulator antenna in relation to the automatic telephone exchange, navigation parameters are determined, for which the navigation system is switched to the mode of receiving navigation signals, the computer to the mode of processing the parameters received by the receiver of the navigation system, and the generator and the antenna of the simulator in the mode of broadcasting the signals calibrated by the power, imitating the signals of navigation satellites;
- оценку качества навигационного приёмника АТС осуществляют на основе комплексной оценки параметров точности определения местоположения навигационной системы, интегрированной в АТС, определяемой из критерия:- the quality assessment of the ATS navigation receiver is carried out on the basis of a comprehensive assessment of the accuracy parameters of determining the position of the navigation system integrated into the ATS, determined from the criterion:
Р ≥ Рпр, гдеP ≥ Petc, where
Рпр – предельный показатель, характеризующий достаточное качество работы навигационной системы, интегрированной в АТС, и задаваемый в технической документации на разработку АТС,R pr - the limiting indicator characterizing the sufficient quality of the navigation system integrated into the automatic telephone exchange, and specified in the technical documentation for the development of the automatic telephone exchange,
Р – комплексный показатель точности определения местоположения, определяемый из выражения:P is a complex indicator of the accuracy of positioning, determined from the expression:
N – полное количество мест позиционирования антенны, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте виртуальной полусферы;N is the total number of positioning sites for the antenna emitting navigation signals on the spherical segment of the virtual hemisphere;
φ i 
Θ j
r – радиус сферического сегмента виртуальной полусферы, задан расположением и ориентацией угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда, а также геометрическими параметрами угломестной направляющей, предопределяющими множество возможных точек позиционирования антенны имитатора на угломестной направляющей;r is the radius of the spherical segment of the virtual hemisphere, set by the location and orientation of the elevation guide relative to the geometric axis of rotation of the rotary stand, as well as the geometric parameters of the elevation guide, which predetermine the many possible points of positioning the simulator antenna on the elevation guide;
S – навигационный параметр, например, HDOP или VDOP;S - navigation parameter, for example, HDOP or VDOP;
Sпр – предельный навигационный параметр;S pr - limiting navigation parameter;
K ≤ N – количество мест позиционирования антенны, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте, где выполняется условие S ≤ Sпр.K ≤ N is the number of antenna positioning sites emitting navigation signals on a spherical segment, where the condition S ≤ S pr .
Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
Фиг.1, где схематично показаны:Figure 1, which schematically shows:
1 – испытательная безэховая камера;1 - test anechoic chamber;
2 – испытываемое АТС содержащее навигационную систему;2 - tested ATS containing a navigation system;
3 – поворотный стенд;3 - rotary stand;
4 –антенна имитатора излучения группировки спутников (антенна имитатора);4 - antenna of the simulator of the radiation of the constellation of satellites (antenna of the simulator);
5 –угломестная направляющая антенны имитатора;5 - angle guide of the simulator antenna;
6 – генератор сигналов имитатора излучения группировки спутников (генератор имитатора);6 - signal generator of the simulator of the radiation of the constellation of satellites (generator of the simulator);
7 – помехозащищенная линия связи компьютера и приёмника навигационной системы;7 - anti-jamming communication line between the computer and the navigation system receiver;
8 – компьютер.8 - computer.
Фиг.2, где схематично показано размещение оборудования в процессе калибровки испытываемой навигационной системы (угломестная направляющая антенны имитатора условно не показана):Fig. 2, which schematically shows the arrangement of the equipment during the calibration of the tested navigation system (the elevation guide of the simulator antenna is conventionally not shown):
9 –антенна приемника навигационной системы;9 - antenna of the navigation system receiver;
10 – приемник навигационной системы;10 - navigation system receiver;
11 – диэлектрический стол, для размещения навигационной системы в процессе калибровки выходной мощности генератора имитатора;11 - dielectric table for placing the navigation system in the process of calibrating the output power of the simulator generator;
12 – защищенное от внешних факторов (экранированное) помещение.12 - protected from external factors (shielded) room.
Фиг.3, где схематично показано размещение оборудования в процессе испытаний интегрированной в АТС навигационной системы, в случае их проведения без воздействия внешних помех (угломестная направляющая антенны имитатора условно не показана).Fig. 3, which schematically shows the placement of equipment in the process of testing the navigation system integrated into the automatic telephone exchange, if they are carried out without the influence of external interference (the elevation guide of the simulator antenna is not conventionally shown).
Фиг.4, где схематично показано размещение оборудования в процессе испытаний интегрированной в АТС навигационной системы, в случае их проведения с сопутствующим воздействием внешних электромагнитных помех (угломестная направляющая антенны имитатора условно не показана):Fig. 4, which schematically shows the placement of equipment during testing of the navigation system integrated into the automatic telephone exchange, in the case of testing with the concomitant effect of external electromagnetic interference (the elevation guide of the simulator antenna is not conventionally shown):
13 – излучающая внешние электромагнитные помехи антенна.13 - antenna emitting external electromagnetic interference.
Изобретение может быть реализовано в испытательной электромагнитной безэховой камере 1, содержащей в своем составе поворотный стенд 3, как вариант, оснащённый беговыми барабанами (не показаны), имитатор излучения группировки спутников, включающий в себя антенну 4 имитатора и генератор 6 сигналов имитатора, угломестную направляющую 5 антенны имитатора, компьютер 8, помехозащищенную линию 7 связи компьютера и приёмника навигационной системы, защищенное от внешних факторов (экранированное) помещение 12, переносной диэлектрический стол 11, а также излучающую внешние электромагнитные помехи антенну 13. В процессе испытаний в безэховой камере 1 размещают испытываемую навигационную систему, содержащую в своём составе приёмник 10 и антенну 9:The invention can be implemented in a test electromagnetic anechoic chamber 1, which contains a
- На этапе калибровки выходной мощности генератора 6 имитатора приёмник 10 и антенну 9 испытываемой навигационной системы размещают на диэлектрическом столе 11, предварительно установленном на поворотном стенде 3. При этом антенну 9 позиционируют на геометрической оси вращения поворотного стенда 3 и на высоте расположения геометрического центра, гипотетически установленного на поворотном стенде АТС 2.- At the stage of calibrating the output power of the
- На этапе испытаний навигационной системы и её конфигурации в составе АТС 2, приёмник 10 и антенну 9 навигационной системы интегрируют с АТС 2 штатно, а АТС 2 устанавливают на поворотном стенде 3, при наличии беговых барабанов - на беговых барабанах (не показаны) поворотного стенда 3. При этом АТС 2 позиционируют с расположением его геометрического центра на геометрической оси вращения поворотного стенда 3- At the stage of testing the navigation system and its configuration as part of ATS 2, the
Компьютер 8, для целей испытаний навигационной системы, устанавливают в экранированном помещении 12 и заблаговременно оснащают софтом, обеспечивающим возможность обработки навигационных параметров, принятых приёмником 10 навигационной системы, и вычисления критериев их соответствия регламентирующим требованиям. При этом помехозащищённую линию 7 связи заблаговременно формируют с возможностью коммутации компьютера 8 и приёмника 10 навигационной системы как на этапе калибровки выходной мощности генератора 6 имитатора, так и на этапе испытаний навигационной системы и её конфигурации в составе АТС 2.The
Угломестную направляющую 5 заблаговременно формируют и располагают в безэховой камере 1 с возможностью позиционирования антенны 4 имитатора в любой точке дуги геометрического кругового сектора, радиус которого (r) больше максимального линейного размера испытываемого АТС 2, плоскости которого принадлежит геометрическая ось вращения поворотного стенда, а также с возможностью эквидистантного, в диапазоне зенитных углов от от 00 до 900, расположения антенны имитатора относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде АТС. The
В процессе испытаний используют генератор 6 и антенну 4 имитатора излучения группировки спутников выполненные с возможностью формирования в безэховой камере 1 электромагнитных сигналов, имитирующих собой сигналы спутниковых радионавигационных систем. При этом антенну 4 имитатора установливают на угломестной направляющей 5, а генератор 6 сигналов имитатора располагают в экранированном помещении 12 и соединяют с антенной 4 имитатора посредством соответствующей линии связи (на Фиг. 1…Фиг. 4 показана графически). During the tests, the
Компоновочные решения бортовых навигационных систем АТС предполагают конкретное заданные места расположения их элементов; навигационные системы могут содержать только одну приемную антенну, которая может располагаться как на крыше АТС, так и в салоне. При этом элементы АТС, например, обогреваемые стекла, или металлические стойки, могут играть роль электромагнитных экранов, ослабляющих навигационные сигналы спутников.The layout solutions of the on-board navigation systems of the automatic telephone exchange presuppose specific specified locations for the location of their elements; navigation systems can contain only one receiving antenna, which can be located both on the roof of the vehicle and in the passenger compartment. In this case, elements of the automatic telephone exchange, for example, heated glass, or metal racks, can play the role of electromagnetic screens that weaken the navigation signals of satellites.
Заявляемый способ испытаний навигационных систем АТС основан на создании в безэховой камере электромагнитных сигналов, имитирующих собой сигналы видимых, в поэтапно варьируемых направлениях, группировок навигационных спутников, и на оценке, на каждом из этапов, точности определения местоположения АТС установленным на АТС приемником навигационной системы. В процессе испытаний выявляют направления позиционирования антенны 9 имитатора (видимых группировок спутников), по которым происходит критическое затухание навигационного сигнала, и расположенный в АТС приемник навигационной системы не может учитывать получаемые данные для расчета, с заданной точностью, местоположения АТС. Исходя из количества таких направлений, и производится комплексная оценка качества определения местоположения АТС.The claimed method for testing ATS navigation systems is based on creating electromagnetic signals in an anechoic chamber that simulate signals of visible, in step-by-step directions, groups of navigation satellites, and on assessing, at each stage, the accuracy of determining the ATS location by a navigation system receiver installed on the ATS. During the tests, the directions of the positioning of the antenna 9 of the simulator (visible constellations of satellites), along which the critical attenuation of the navigation signal occurs, are revealed, and the navigation system receiver located in the ATC cannot take into account the data obtained for calculating, with a given accuracy, the ATC location. Based on the number of such directions, a comprehensive assessment of the quality of determining the location of the automatic telephone exchange is carried out.
Навигационная система, интегрированная в АТС, считается удовлетворяющей нормативным требованиям, если величина комплексного показателя точности определения местоположения, характеризующего собой площадь сферического сегмента в пределах которого осуществим уверенный приём навигационного сигнала, больше или равна величине предельного показателя, что физически соответствует высокой вероятности приема сигналов от необходимого количества навигационных спутников для определения местоположения с заданной точностью.A navigation system integrated into an ATC is considered to meet regulatory requirements if the value of the complex indicator of position determination accuracy, which characterizes the area of a spherical segment within which we can confidently receive the navigation signal, is greater than or equal to the value of the limiting indicator, which physically corresponds to a high probability of receiving signals from the required the number of navigation satellites to determine the location with a given accuracy.
Испытания, в их наиболее полном объёме, проводят следующим образом:The tests, in their fullest extent, are carried out as follows:
1. Задают предельный показатель Pпр и предельный навигационный параметр Sпр, определяемые, как правило, из технической документации. Например, Pпр = 0,8, а Sпр, например, HDOP = 1, что соответствует (HDOP) точности позиционирования 15 м.1. Set the limiting indicator P pr and the limiting navigation parameter S pr , determined, as a rule, from the technical documentation. For example, P pr = 0.8, and S pr , for example, HDOP = 1, which corresponds to (HDOP) positioning accuracy of 15 m.
2. Перед проведением испытаний навигационной системы, интегрированной в АТС 2, выполняют калибровку выходной мощности генератора 6 имитатора при круговой поляризации излучающих сигнала (уровня навигационных сигналов), которая заключается:2. Before testing the navigation system integrated into the ATC 2, the output power of the
2.1 - В установке навигационной системы на диэлектрическом столе 11, размещённом в безэховой камере 1, с расположением антенны 9 приёмника 10 навигационной системы в геометрическом центре гипотетически установленного на поворотном стенде 3 АТС 2, в соединении приёмника 10 навигационной системы с антенной 9 навигационной системы и, посредством помехозащищенной линии 7 связи, с компьютером 8.2.1 - In the installation of the navigation system on a dielectric table 11, located in the anechoic chamber 1, with the location of the antenna 9 of the
2.2. В установке антенны 4 имитатора на угломестной направляющей 5 с расположением антенны 4 имитатора, относительно антенны 9 навигационной системы, в зенитном угле Θ = 00 и на расстоянии r, а также в соединении антенны 4 имитатора с генератором 6 имитатора. Где величина r больше максимального линейного размера АТС 2 (задана позиционированием угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда) и равна радиусу дуги геометрического кругового сектора (задан конструктивом угломестной направляющей 5), величина которого выбрана из условия обеспечения равно удалённости антенны 4 имитатора, относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде 3 АТС 2, для всех контекстуально возможных позиций антенны 4 имитатора на угломестной направляющей 5.2.2. In the installation of the antenna 4 of the simulator on the
2.3. После завершения монтажных работ, предшествующих калибровке, навигационную систему переводят в режим приёма навигационных сигналов, компьютер 8 в режим обработки параметров, принятых приёмником 10 навигационной системы, а генератор 6 имитатора настраивают на режим имитации сигналов навигационных спутников. В процессе калибровки при круговой поляризации излучающих сигнала настраивается и запоминается мощность сигнала и количество спутников, при которых навигационный параметр S (например, HDOP или VDOP), вычисляемый навигационным приемником 10, соответствует условию S < Sпр.2.3. After the completion of the installation work preceding the calibration, the navigation system is put into the mode of receiving navigation signals, the
3. После завершения калибровки, навигационную систему штатно устанавливают в испытуемое АТС 2, которое, в свою очередь, размещают на поворотном стенде 3 безэховой камеры 1 с расположением геометрического центра испытываемого АТС 2 на геометрической оси вращения поворотного стенда 3. Антенну 4 имитатора, как и в процессе калибровки, размещают на угломестной направляющей 5 безэховой камеры 1, установленной с возможностью расположения антенны 4 имитатора на расстоянии r от геометрического центра испытываемого АТС 2, для всех контекстуально возможных позиций антенны 4 имитатора на угломестной направляющей 5.3. After completing the calibration, the navigation system is routinely installed in the tested vehicle 2, which, in turn, is placed on the
3.1. Вращением поворотного стенда 3 (азимутальным позиционированием испытываемого АТС 2 в диапазоне углов от 00 до 3600, относительно угломестной направляющей 5, размещением антенны 4 имитатора на угломестной направляющей 5 (зенитным, в диапазоне углов от 00 до 900, и эквидистантным, на расстоянии r, позиционированием антенны 4 имитатора, относительно геометрического центра испытываемого АТС 2, обеспечивают возможность позиционирования антенны 4 имитатора в любой точке верхней виртуальной полусферы (в телесном угле 00 - 1800) радиуса r.3.1. Rotation of the rotary stand 3 (azimuthal positioning of the tested vehicle 2 in the range of angles from 0 0 to 360 0 , relative to the
На сферическом сегменте телесного угла 1700 верхней виртуальной полусферы, расположенной над испытываемым АТС 2, задают, в зенитных и азимутальных углах, множество точек позиционирования антенны 4 имитатора по отношению к АТС 2. Для каждого зенитного угла задают множество азимутальных углов позиционирования в диапазоне от 00 до 3600, например, с шагом 100; зенитные углы задают в диапазоне от 00 до 900, например, с шагом 100. On the spherical segment of the solid angle 170 0 of the upper virtual hemisphere located above the tested vehicle 2, set, in the zenith and azimuth angles, a plurality of positioning points of the antenna 4 of the simulator with respect to the vehicle 2. For each zenith angle, set a plurality of azimuthal positioning angles in the range from 0 0 to 360 0 , for example, with a step of 10 0 ; zenith angles are set in the range from 0 0 to 90 0 , for example, with a step of 10 0 .
4. В каждой из заданных точек позиционирования антенны имитатора по отношению к АТС 2 осуществляют определение навигационных параметров, для чего навигационную систему переводят в режим приёма навигационных сигналов, компьютер 8 в режим обработки параметров, принятых приёмником 10 навигационной системы, а генератор 6 и антенну 4 имитатора в режим трансляции калиброванных по мощности сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников;4. At each of the given points of positioning of the simulator antenna in relation to ATS 2, navigation parameters are determined, for which the navigation system is switched to the mode of receiving navigation signals, the
Для каждого конкретного позиционирования АТС 2, относительно антенны 4 имитатора, измеряют навигационный параметр и для всех заданных позиций (точек позиционирования излучающей антенны по отношению к АТС) формируют массив данных. For each specific positioning of the ATS 2, relative to the antenna 4 of the simulator, the navigation parameter is measured and for all specified positions (points of positioning of the radiating antenna in relation to the ATS) a data array is formed.
4.а. Если в техническом задании указано проведение испытаний в условиях воздействия внешних электромагнитных помех, то во всех точках позирования антенны 4 имитатора, испытания выполняют при воздействии электромагнитных помех с заданными технической документацией параметрами, формируемыми посредством антенны 13, известным образом расположенной в безэховой камере 1.4.a. If the terms of reference specifies testing under conditions of external electromagnetic interference, then at all points of posing of the antenna 4 of the simulator, tests are performed when exposed to electromagnetic interference with the parameters specified by the technical documentation, formed by means of
6. По результатам испытаний вычисляют комплексный показатель точности определения местоположения Р, который определяют из выражения:6. Based on the test results, a complex indicator of the positioning accuracy P is calculated, which is determined from the expression:
N – полное количество мест позиционирования антенны, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте виртуальной полусферы;N is the total number of positioning sites for the antenna emitting navigation signals on the spherical segment of the virtual hemisphere;
φ i
Θ j
r – радиус сферического сегмента виртуальной полусферы, задан расположением и ориентацией угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда, а также геометрическими параметрами угломестной направляющей, предопределяющими множество возможных точек позиционирования антенны имитатора на угломестной направляющей;r is the radius of the spherical segment of the virtual hemisphere, set by the location and orientation of the elevation guide relative to the geometric axis of rotation of the rotary stand, as well as the geometric parameters of the elevation guide, which predetermine the many possible points of positioning the simulator antenna on the elevation guide;
S – навигационный параметр, например, HDOP или VDOP;S - navigation parameter, for example, HDOP or VDOP;
Sпр – предельный навигационный параметр;S pr - limiting navigation parameter;
K ≤ N – количество мест позиционирования антенны, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте, где выполняется условие S ≤ Sпр.K ≤ N is the number of antenna positioning sites emitting navigation signals on a spherical segment, where the condition S ≤ S pr .
7. Оценку качества навигационного приёмника АТС осуществляют на основе сопоставления результата Р комплексной оценки параметров точности определения местоположения навигационной системы, интегрированной в АТС, с заданным, в нормативной технической документации, предельным показателем Рпр, характеризующим собой достаточный уровень качества работы навигационной системы, интегрированной в АТС:7. Evaluation of the quality of the ATS navigation receiver is carried out on the basis of comparing the result P of a comprehensive assessment of the parameters of the accuracy of determining the position of the navigation system integrated into the ATS, with the specified, in the normative technical documentation, the limiting indicator P pr , which characterizes a sufficient level of quality of the navigation system integrated into ATC:
- В случае, если условие Р ≥ Рпр выполнено, делают заключение о соответствии интегрированной в АТС 2 навигационной системы нормативным требованиям.- If the condition P ≥ P pr is satisfied, a conclusion is made on the compliance of the navigation system integrated into the ATS 2 with regulatory requirements.
- В случае, если условие Р ≥ Рпр не выполнено, делают заключение о несоответствии нормативным требованиям интегрированной в АТС 2 навигационной системы, а также принимают меры по обеспечению указанного соответствия, например, изменяют место установки антенны 9 приемника 10 навигационной системы.- If the condition P ≥ P pr is not met, a conclusion is made about the non-compliance with the regulatory requirements of the navigation system integrated into the ATC 2, and measures are taken to ensure the specified compliance, for example, the installation location of the antenna 9 of the
Предлагаемый в изобретении способ испытаний навигационных систем, установленных на АТС, позволяет производить объективную оценку степени влияния конфигурации АТС на качество работы размещённой в АТС навигационной системы; предлагаемый способ обеспечивает проведение испытаний навигационных систем, в том числе, и в условиях действия внешних электромагнитных помех;The proposed in the invention method of testing navigation systems installed on a PBX allows an objective assessment of the degree of influence of the PBX configuration on the quality of the navigation system located in the PBX; The proposed method provides testing of navigation systems, including in the presence of external electromagnetic interference;
В случае выявления несоответствия нормативным требованиям качества интегрированной в АТС навигационной системы изобретение обеспечивает возможность своевременной доработки АТС и/или навигационной системы до уровня нормативных требований.In case of non-compliance with the regulatory quality requirements of the navigation system integrated into the automatic telephone exchange, the invention provides the possibility of timely revision of the automatic telephone exchange and / or navigation system to the level of regulatory requirements.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021116480A RU2761588C1 (en) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | Method for testing navigation systems of motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021116480A RU2761588C1 (en) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | Method for testing navigation systems of motor vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2761588C1 true RU2761588C1 (en) | 2021-12-10 |
Family
ID=79174389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021116480A RU2761588C1 (en) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | Method for testing navigation systems of motor vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2761588C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114440931A (en) * | 2022-01-29 | 2022-05-06 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Vehicle-mounted navigation positioning performance debugging method based on electromagnetic environment of whole vehicle |
| RU2776718C1 (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-25 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Method for testing of onboard navigation modules of devices/systems for calling emergency operational services of motor vehicles |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU119893U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" | COMPLEX FOR TESTS OF RECEIVING DEVICES OF SIGNALS OF SATELLITE NAVIGATION SYSTEMS |
| RU2543557C2 (en) * | 2010-05-07 | 2015-03-10 | Сатимо Эндюстри | System of simulation of electromagnetic environment with network of multiple probes |
| RU2698318C1 (en) * | 2016-07-11 | 2019-08-26 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Method and apparatus for testing a communication node |
-
2021
- 2021-06-08 RU RU2021116480A patent/RU2761588C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543557C2 (en) * | 2010-05-07 | 2015-03-10 | Сатимо Эндюстри | System of simulation of electromagnetic environment with network of multiple probes |
| RU119893U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" | COMPLEX FOR TESTS OF RECEIVING DEVICES OF SIGNALS OF SATELLITE NAVIGATION SYSTEMS |
| RU2698318C1 (en) * | 2016-07-11 | 2019-08-26 | Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) | Method and apparatus for testing a communication node |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114440931A (en) * | 2022-01-29 | 2022-05-06 | 重庆长安汽车股份有限公司 | Vehicle-mounted navigation positioning performance debugging method based on electromagnetic environment of whole vehicle |
| RU2776718C1 (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-25 | Акционерное общество "АвтоВАЗ" | Method for testing of onboard navigation modules of devices/systems for calling emergency operational services of motor vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arai | Measurement of mobile antenna systems | |
| CN104375135B (en) | Radio frequency positioning method, device and system | |
| US10935583B2 (en) | Measurement system and method for performing test measurements | |
| CN101605350A (en) | Based on multiple wireless access technology space Performance Test System and method of testing thereof | |
| US9954279B1 (en) | Test system and test method | |
| CN211061611U (en) | Vehicle-mounted radar testing device | |
| US10623117B2 (en) | Measurement system and a method | |
| RU2761588C1 (en) | Method for testing navigation systems of motor vehicles | |
| CN209542714U (en) | Portable car-mounted Antenna testing system based on real-time dynamic positioning | |
| Pelland et al. | Automotive OTA measurement techniques and challenges | |
| Fordham | An introduction to antenna test ranges, measurements and instrumentation | |
| RU2193782C2 (en) | Procedure evaluating characteristics of radar exposed to active jamming | |
| CN113572545B (en) | Active performance rapid test method and device based on terminal antenna reciprocity | |
| US11901636B2 (en) | Compact antenna test range (CATR) alignment verification | |
| CN109031357A (en) | A kind of anti-interference capability testing system and method | |
| RU2776718C1 (en) | Method for testing of onboard navigation modules of devices/systems for calling emergency operational services of motor vehicles | |
| CN105676226A (en) | Radio frequency array antenna calibration device | |
| US11231458B2 (en) | System and method for aligning a measurement antenna suitable for radio frequency measurement of an antenna under test | |
| CN206431287U (en) | A kind of evaluation system of phased array system | |
| RU2740716C1 (en) | Method for testing systems/devices for calling emergency operating services of vehicles | |
| CN112711040B (en) | Satellite navigation antenna performance evaluation system and method | |
| Fortuny et al. | GNSS RF Signal Testing and Evaluation at the EC Joint Research Centre: An enabler of the Galileo market uptake | |
| US10868642B1 (en) | Method and system for early pass/fail determination | |
| CN107831509A (en) | A kind of detecting system of interference free performance | |
| US20240056201A1 (en) | Method and system for evaluating radio performance |