Способ испытаний бортовых навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств Российский патент 2022 года по МПК G01M17/00 G01R31/00 G01R29/10 H04B17/00 H04B17/20 

Изобретение относится к испытаниям бортового навигационно-связного оборудования, а именно - навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб, входящих в состав автотранспортных средств (АТС), на определение точности позиционирования, в том числе, при отсутствии априорной информации о местоположении АТС, а также в условиях воздействия внешних электромагнитных помех.

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 модулей на помехоустойчивость, состоящий из следующих этапов:

- Установку на поворотный стенд электромагнитной безэховой камеры испытуемого АТС, оснащенного устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб в состав которых входит навигационный модуль, содержащий навигационную антенну и навигационный приемник.

- Создание в области расположения АТС навигационного поля, формируемого имитатором излучения группировки спутников, включающем в себя расположенный в защищенной от внешних факторов зоне безэховой камеры генератор навигационных сигналов имитатора и расположенную в безэховой камере антенну имитатора.

- Вычисление приемником навигационного модуля координаты места его расположения (места расположения АТС), выполняемое на основании информации, получаемой от имитатора излучения группировки спутников.

Недостатком данного способа является позиционирование антенны имитатора излучения группировки спутников в обусловленном испытаниями на помехоустойчивость конкретном месте безэховой камеры, что не обеспечивает проверку качества навигационного модуля АТС в достаточной области верхней виртуальной полусферы (в телесном угле 0° - 180°).

Из ГОСТ 33471-2015 известен способ испытаний приемников навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб АТС, заключающийся в проверке на испытательном стенде параметров точности позиционирования приемников навигационных модулей и их чувствительности.

Стенд включает в себя малошумящий усилитель, аттенюаторы, адаптер питания, компьютер, а также генератор навигационных сигналов имитатора излучения группировки спутников.

В способе по ГОСТ 33471-2015 приемник навигационного модуля размещают на стенде и подключают к адаптеру питания; генератор навигационных сигналов имитатора излучения группировки спутников, через малошумящий усилитель (при оценке погрешности определяемых приемником координат) или через малошумящий усилитель и аттенюаторы (при оценке чувствительности приемника), соединяют с антенным входом навигационного приемника; канал связи навигационного приемника с внешними устройствами соединяют с компьютером.

Во время испытаний на антенный вход приемника навигационного модуля подают информацию, сформированную генератором навигационных сигналов имитатора излучения группировки спутников, а посредством компьютера обеспечивают запись в файл сообщений, выдаваемых навигационным приемником.

В процессе выполнения сценария имитации выделяют из файла информацию об определенных приемником навигационного модуля координатах его местоположения и вычисляют погрешности их определения, или производят определение чувствительности приемника навигационного модуля в режимах поиска (захвата) и удержания (слежения) навигационных сигналов.

Недостатком данного способа является проведение испытаний приемника навигационного модуля без его интеграции с АТС, что не позволяет оценивать влияние конфигурации кузова АТС и особенностей компоновки компонентов навигационного модуля в составе АТС на точность определения координат.

За прототип предлагаемого изобретения принят известный из патента RU 2761588, МПК H04B 17/20, публ. 10.12.2021, способ испытаний навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб АТС, в котором:

- испытуемое АТС, оснащенное устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб, содержащими(щей) в своем составе приемник и антенну навигационного модуля, размещают на поворотном стенде экранированной безэховой камеры, оснащенной компьютером с соответствующим программным обеспечением, имитатором излучения группировки спутников, содержащем антенну имитатора, способную формировать круговую поляризацию, и генератор навигационных сигналов имитатора, а также угломестную направляющую антенны имитатора;

- АТС подвергают воздействию электромагнитных сигналов, формируемых имитатором излучения группировки спутников;

- взаимно ориентируя АТС, посредством вращения поворотного стенда в азимутальной плоскости, и антенну имитатора, посредством ее поэтапного позиционирования на угломестной направляющей (в угломестной плоскости), по получаемому навигационному параметру, например, HDOP или VDOP, считываемого из информационной шины АТС, производят оценку качества навигационного модуля испытываемого АТС. Данные испытания, в случае если это предусмотрено регламентом, могут сопровождаться одновременным воздействием внешних электромагнитных помех, с заданными регламентом параметрами, формируемыми в безэховой камере известным из уровня техники образом.

Недостатком данного способа является считывание навигационного параметра из информационной шины АТС. Указанное, с одной стороны, предполагает заблаговременное оснащение компьютера специализированным программным обеспечением производителя устройств/системы вызова экстренных оперативных служб, что не всегда возможно, при том, что отсутствие требуемого софта делает неосуществимой оценку точности считываемых из информационной шины АТС навигационных данных, сформированных навигационным модулем АТС в процессе испытаний, а с другой стороны, исключает проверку модуля радиосвязи, контекстуально связанного с навигационным модулем, а также возможность оценки доступной на стороне оператора call-центра точности определения местоположения АТС (навигационных данных, передаваемых оператору call-центра по радиоканалу устройств/системы вызова экстренных оперативных служб), в том числе, в условиях воздействия внешних электромагнитных помех.

Примечание: - Из ГОСТ Р 54024-2010, «Глобальная навигационная спутниковая система. Системы Диспетчерского Управления Городским Наземным Пассажирским Транспортом. Назначение, состав и характеристики бортового навигационно-связного оборудования», введен 01.125.2011, статус - действующий, известно, что состав бортовых устройств/систем вызова экстренных оперативных служб АТС обязательно включает в себя навигационный модуль (ГЛОНАСС/GPS) и модуль радиосвязи (глобальной системы мобильной связи (GSM) или пакетной радиосвязи общего пользования(GPRS)).

Задачей изобретения является создание способа испытаний навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб в составе АТС, обеспечивающего оценку доступной на стороне оператора call-центра точности определения местоположения АТС (навигационных данных, передаваемых оператору call-центра по радиоканалу устройств/системы вызова экстренных оперативных служб) в условиях отсутствии априорной информации о местоположении АТС, а также и в условиях воздействия внешних электромагнитных помех.

Указанная задача решается в способе испытаний навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб в составе АТС, в котором испытуемое АТС, укомплектованное навигационным модулем, содержащим приемник и антенну, и модулем радиосвязи, содержащим приемо-передатчик и антенну, размещают на поворотном стенде электромагнитной безэховой камеры, оснащенной имитатором излучения группировки спутников, включающем в себя антенну имитатора и генератор сигналов/ретранслятор имитатора, а также угломестной направляющей антенны имитатора, где антенна имитатора и угломестная направляющая антенны имитатора выполнены расположенными в безэховой камере, генератор сигналов/ретранслятор имитатора выполнен расположенным в защищенном от внешних факторов месте, преимущественно, в экранированном помещении, причем угломестная направляющая антенны имитатора, выполнена с возможностью позиционирования антенны имитатора в любой точке дуги 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, и подвергают воздействию электромагнитных сигналов, формируемых антенной и генератором имитатора излучений группировки спутников, для предусмотренных регламентом испытаний вариантов взаимной ориентации АТС в азимутальной, а антенны имитатора излучений группировки спутников в угломестной плоскостях, после завершения испытаний на основе полученных результатов производят оценку качества навигационного модуля АТС.

Задача решается тем, что:

- в процессе испытаний используют имитатор базовой радиостанции (в частности, имитатор базовой станции мобильной связи GSM»), содержащий радиокоммуникатор и антенну, выполненные с возможностью приема передаваемой по радиоканалу устройств/системы вызова экстренных оперативных служб АТС навигационной информации, формируемой бортовым навигационным модулем и передаваемой бортовым модулем радиосвязи, при этом антенну имитатора базовой радиостанции заблаговременно размещают в безэховой камере, а радиокоммуникатор имитатора базовой радиостанции заблаговременно размещают в защищенном от внешних факторов месте, преимущественно, в экранированном помещении;

- в процессе испытаний используют эталонный навигационный модуль, содержащий эталонный приемник навигационных сигналов (далее приемник) и антенну;

- в процессе испытаний используют компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением, позволяющим обрабатывать и, как вариант, визуализировать, навигационные параметры, принимаемые и от приемника эталонного навигационного модуля, и от радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции, и от АТС, оснащенного устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб с бортовым навигационным модулем, при этом компьютер заблаговременно размещают в защищенном от внешних факторов месте, преимущественно, в экранированном помещении;

- в процессе испытаний используют заблаговременно сформированные линию связи компьютера с радиокоммуникатором имитатора базовой радиостанции, а также помехозащищенные линию связи компьютера и приемника эталонного навигационного модуля и линию связи компьютера с устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб испытываемого АТС;

- перед началом испытаний бортового навигационного модуля интегрированных с АТС устройств/системы вызова экстренных оперативных служб, на диэлектрическом столе, предварительно установленном на поворотном стенде безэховой камеры, размещают эталонный навигационный модуль, причем антенну эталонного навигационного модуля располагают в геометрическом центре гипотетически установленного на поворотном стенде АТС, а антенну имитатора излучения группировки спутников в заданном регламентом испытаний зенитном угле, напрмер, Θ=0°, относительно антенны эталонного навигационного модуля, затем выполняют коммутацию антенны и генератора сигналов имитатора группировки спутников, а также приемника эталонного навигационного модуля и компьютера, после завершения монтажа упомянутого выполняют измерение географических координат и их параметров рассеяния при круговой поляризации излучающих сигналов;

- После завершения измерения географических координат и их параметров рассеяния приемником эталонного навигационного модуля на поворотном стенде безэховой камеры размещают АТС, оснащенное устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб состав которых включает в себя бортовые модуль радиосвязи и испытываемый бортовой навигационный модуль, после чего выполняют коммутацию, если она не была выполнена заранее, антенны и радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции, а также радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции и компьютера;

- на сферическом сегменте телесного угла 170° виртуальной полусферы, характеризуемой множеством точек возможного позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников 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 излучения группировки спутников по отношению к АТС, в каждой из которых осуществляют определение навигационных параметров, для чего:

компьютер переводят в режим обработки параметров, принятых радиокоммуникатором имитатора базовой радиостанции, и дистанционного управления устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб АТС, испытываемый бортовой навигационный модуль переводят в режим приема навигационных сигналов, радиокоммуникатор имитатора базовой радиостанции переводят в режим передачи запроса и приема сигналов, сформированных бортовым навигационным модулем и переданных модулем радиосвязи устройств/системы вызова экстренных оперативных служб АТС, а имитатор излучения группировки спутников переводят в режим трансляции сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников;

- оценку качества испытываемого бортового навигационного модуля, интегрированного в состав устройств/системы вызова экстренных оперативных служб АТС осуществляют на основе комплексной оценки параметров точности определения его местоположения, определяемой из критерия:

, где

Р_пр1 и Р_пр2 - предельные показатели, характеризующие достаточное качество работы бортового навигационного модуля в составе устройств/системы вызова экстренных оперативных служб, АТС, задаваемые в технической документации на разработку АТС,

Р - комплексный показатель точности определения местоположения, определяемый из выражения:

, где

N - полное количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте виртуальной полусферы;

- точка на сферическом сегменте виртуальной полусферы, определяющая конкретное место позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы;

ϕ_i [0°; 360°] - азимутальный угол позиционирования;

Θ_j [0°; 90°] - зенитный угол позиционирования;

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 излучения группировки спутников на угломестной направляющей;

K ≤ N - количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы, на сферическом сегменте, где выполняются условия Δ₁≤ Δ_пр1 и Δ₂≤ Δ_пр2, где

Δ_пр1 и Δ_пр2 - предельные значения расстояний/ошибок, измеренных эффективных оценок географических координат виртуального расположения АТС, определенные приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройства/системы вызова экстренных оперативных служб;

- модуль разницы (м) между эффективными оценками географических координат виртуального расположения АТС, определенными приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройства/системы вызова экстренных оперативных служб;

- максимальная ошибка определения географических координат виртуального расположения АТС, равная удвоенной сумме утроенных среднестатистических отклонений определенных приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

- эффективная оценка географических координат виртуального расположения АТС, определенная приемником эталонного навигационного модуля;

- эффективная оценка географических координат виртуального расположения АТС, определенная испытываемым бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

М ≥ 3 - заданное количество измерений географических координат.

- среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения АТС, определенное приемником эталонного навигационного модуля;

- среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения АТС, определенное приемником испытываемого бортового навигационного модуля.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

- Фиг.1, где схематично показано размещение оборудования в процессе определения координат с помощью эталонного навигационного модуля (угломестная направляющая антенны имитатора условно не показана):

1 - испытательная безэховая камера;

2 - антенна имитатора излучения группировки спутников (антенна имитатора);

3 - генератор навигационных сигналов имитатора излучения группировки спутников (генератор имитатора);

4 - эталонный навигационный модуль;

5 - поворотный стенд;

6 - диэлектрический стол, для размещения эталонного навигационного модуля;

7 - линия связи компьютера и приемника эталонного навигационного модуля;

8 - компьютер;

9 - защищенное от внешних факторов (экранированное) помещение.

- Фиг.2, где схематично показано:

10 - испытываемое АТС содержащее бортовой навигационный модуль устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

11 - устройства/система вызова экстренных оперативных служб АТС содержащие в своем составе испытываемый бортовой навигационный модуль - условно, не показан (модуль радиосвязи также условно не показан);

12 - антенна испытываемого бортового навигационного модуля устройств/системы вызова экстренных оперативных служб АТС;

13 - антенна иммитатора базовой радиостанции, выполненная с возможностью создания/приема GSM/ GPRS поля обмена данными между устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб АТС;

14 - радиокоммуникатор имитатора базовой радиостанции;

15 - линия связи компьютера с устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб (линия дистанционного управления).

- Фиг.3, где схематично показан принцип оценки точности позиционирования:

16 - эффективная оценка географических координат АТС, определенная приемником эталонного навигационного модуля;

17 - эффективная оценка географических координат АТС, определенная бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

18 - утроенное среднестатистическое отклонение географических координат АТС, определенное приемником эталонного навигационного модуля;

19 - утроенное среднестатистическое отклонение географических координат АТС, определенное бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

20 - ошибка измерения географических координат АТС, равная разнице эффективных оценок географических координат виртуального расположения АТС, определенных приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройства/системы вызова экстренных оперативных служб;

21 - максимальная ошибка определения географических координат виртуального расположения АТС.

Изобретение может быть реализовано в испытательной электромагнитной безэховой камере 1, содержащей в своем составе поворотный стенд 5, как вариант, оснащенный беговыми барабанами (не показаны), имитатор излучения группировки спутников, включающий в себя антенну 2 имитатора и генератор 3 сигналов имитатора, угломестную направляющую антенны имитатора (не показана), эталонный навигационный модуль 4, содержащий эталонный приемник и антенну, имитатор базовой радиостанции (как вариант - имитатор базовой станции GSM), содержащий радиокоммуникатор 14 и антенну (антенны) 13, компьютер 8, линию связи (на фиг.2 позицией не обозначена, показана графически) компьютера 8 с радиокоммуникатором 14 имитатора базовой радиостанции, помехозащищенную линию 7 связи компьютера 8 и приемника эталонного навигационного модуля 4, помехозащищенную линию 15 связи компьютера 8 с устройствами/системой 11 вызова экстренных оперативных служб испытываемого АТС (иначе - линию опосредованного компьютером дистанционного управления устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб испытываемого АТС), защищенное от внешних факторов (экранированное) помещение 9, переносной диэлектрический стол 6, а также излучающую внешние электромагнитные помехи антенну (не показана, применяется в случае испытаний на помехоустойчивость).

В процессе испытаний используют генератор 3 и антенну 2 имитатора излучения группировки спутников, выполненные с возможностью формирования в безэховой камере 1 электромагнитных сигналов, имитирующих собой сигналы спутниковых радионавигационных систем.

В процессе испытаний используют угломестную направляющую (на поясняющих изобретение фигурах не показана) заблаговременно сформированную и расположенную в безэховой камере 1 с возможностью поэтапного позиционирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников в любой точке дуги геометрического кругового сектора, радиус которого (r) больше максимального линейного размера испытываемого АТС 10, плоскости которого принадлежит геометрическая ось вращения поворотного стенда, а также с возможностью эквидистантного, в диапазоне зенитных углов от 0° до 90°, расположения антенны имитатора излучения группировки спутников относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде АТС.

Антенну 13 имитатора базовой радиостанции, антенну 2 имитатора излучения группировки спутников, а также формирующую внешние электромагнитные помехи антенну (не показана, известна из уровня техники), заблаговременно размещают в безэховой камере 1. При этом антенну 2 имитатора излучения группировки спутников устанавливают на угломестной направляющей, а генератор 3 сигналов имитатора излучения группировки спутников располагают в экранированном помещении 9 и соединяют с антенной 2 имитатора излучения группировки спутников посредством соответствующей линии связи (на Фиг.1 и Фиг.2 показана графически).

В процессе испытаний используют радиокоммуникатор 14, выполненный с возможностью передачи соответствующих запросов и приема передаваемых по радиоканалу устройств/системы вызова экстренных оперативных служб АТС сигналов (навигационной информации), формируемых испытываемым бортовым навигационным модулем.

В процессе испытаний используют компьютер 8, оснащенный специализированным программным обеспечением, позволяющим обрабатывать и, как вариант, визуализировать, навигационные параметры, принимаемые, по соответствующим линиям связи, и от приемника эталонного навигационного модуля 4, и от радиокоммуникатора 14 имитатора базовой радиостанции, и от АТС 10, оснащенного устройствами/системой 11 вызова экстренных оперативных служб с испытываемым бортовым навигационным модулем. При этом радиокоммуникатор 14 имитатора базовой радиостанции и компьютер 8 заблаговременно размещают в защищенном от внешних факторов (экранированном) помещении 9.

Перед началом испытаний навигационного модуля интегрированных с АТС устройств/системы вызова экстренных оперативных служб выполняют измерения географических координат и их параметров рассеяния при круговой поляризации излучающих сигналов. Для чего на диэлектрическом столе 6, предварительно установленном на поворотном стенде 5 безэховой камеры 1, размещают эталонный приемник (утвержденный контрольный образец характеристики которого приняты за основу при контроле такой же или аналогичной по назначению продукции) и антенну (на Фиг.1 обозначена условным графическим знаком) эталонного навигационного модуля 4, причем антенну эталонного навигационного модуля располагают на геометрической оси вращения поворотного стенда 5 и на высоте расположения геометрического центра (суммарно - в геометрическом центре), гипотетически установленного на поворотном стенде АТС 10, а антенну 2 имитатора излучения группировки спутников в заданном регламентом испытаний зенитном угле, преимущественно, Θ=0° (на геометрической оси вращения поворотного стенда 5), относительно антенны эталонного навигационного модуля 4. Затем, посредством линий 7 связи, выполняют коммутацию приемника (на Фиг.1 показан условно) эталонного навигационного модуля 4 и компьютера 8. После завершения электромонтажных работ выполняют упомянутые измерения географических координат и их параметров рассеяния.

- На этапе проверки испытываемого бортового навигационного модуля и конфигурации его компонентов в составе АТС 10, интегрируемые в состав устройств/системы 11 вызова экстренных оперативных служб АТС 10 приемник (не показан) и антенну 12 навигационного модуля устанавливают штатно, а несущее их АТС 10 размещают на поворотном стенде 5; при наличии в составе поворотного стенда беговых барабанов АТС 10 размещают на беговых барабанах (не показаны). При этом АТС 10 позиционируют с расположением его геометрического центра на геометрической оси вращения поворотного стенда 5.

После размещения АТС 10 на поворотном стенде 5 и монтажа на нем компонентов испытываемого бортового навигационного модуля выполняют, посредством соответствующих линий связи (на фиг.2 показаны графически), коммутацию радиокоммуникатора 14 с антенной 13 имитатора базовой радиостанции с компьютером 8, а также, посредством линии связи 15, коммутацию компьютера 8 с устройствами/системой 11 вызова экстренных оперативных служб испытываемого АТС 10.

Как упоминалось выше, компьютер 8 заблаговременно оснащают софтом, обеспечивающим возможность обработки принятых радиокоммуникатором 14, переданных посредством модуля радиосвязи (не показан), входящего в состав устройств/системы 11 вызова экстренных оперативных служб, навигационных параметров, сформированных испытываемым бортовым навигационным модулем. В контексте заявляемого под термином обработка заявитель подразумевает возможность опосредованных компьютером вычислений критериев соответствия навигационных параметров регламентирующим требованиям и, предпочтительно, возможность визуализации (построения карт, таблиц и диаграмм) навигационных параметров, а также данных упомянутых вычислений.

Как вариант, безэховая камера 1 может быть выполнена оснащенной видеокамерой (не показана), устанавливаемой на период испытаний в исследуемое АТС 10 с возможностью считывания информации, выводимой на дисплей приемника испытываемого бортового навигационного модуля, а также помехозащищенной линией (не показана) связи, сформированной с возможностью соединения видеокамеры и компьютера 8. При этом последний заблаговременно оснащают соответствующим софтом, обеспечивающим вывод на дисплей компьютера 8 информации, поступающей с видеокамеры.

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.

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 бортового навигационного модуля.

В процессе испытаний выявляют направления позиционирования антенны 2 имитатора излучения (видимых) группировок спутников, по которым происходит критическое затухание навигационного сигнала, и расположенный в АТС бортовой навигационный модуль устройств/системы вызова экстренных оперативных служб 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.

Бортовой навигационный модуль, интегрированный в АТС, считается удовлетворяющей нормативным требованиям, если величина комплексного показателя точности определения местоположения, характеризующего собой площадь сферического сегмента в пределах которого осуществим уверенный прием 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.

Испытания, в их наиболее полном объеме, проводят следующим образом:

1. Задают предельные показатели Р_пр1 и Р_пр2 и предельные расстояния/ (ошибки) измерения эффективных оценок географических координат АТС Δ_пр1 и Δ_пр2, определяемые, как правило, из технической документации. Например, Р_пр1=0,8, и Р_пр2=0,95, а Δ_пр1=15 м и Δ_пр2=30 м.

2. Перед исследованием испытываемого бортового навигационного модуля устройств/системы вызова экстренных оперативных служб 11, интегрированного в АТС 10, выполняют измерения географических координат и их параметров рассеяния эталонным навигационным модулем 4 при круговой поляризации излучающих сигнала (уровня навигационных сигналов), которая заключается:

2.1 - В установке эталонного навигационного модуля 4 на диэлектрическом столе 6, размещенном в безэховой камере 1, с расположением антенны эталонного навигационного модуля в геометрическом центре гипотетически установленного на поворотном стенде 5 АТС 10, в соединении приемника эталонного навигационного модуля 4, посредством линии связи 7, с компьютером 8.

2.2 - В установке антенны 2 имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей с ее расположением, относительно антенны эталонного навигационного модуля 4, в заданном зенитном угле, например, Θ=0°, и на расстоянии r, а также в соединении антенны 2 и генератора 3 имитатора излучения группировки спутников. Величину r задают большей максимального линейного размера АТС 10 (определяется позиционированием угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда) и равной радиусу дуги геометрического кругового сектора (задан конструктивом угломестной направляющей), величина которого выбрана из условия обеспечения равно удаленности антенны 2 имитатора излучения группировки спутников, относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде 5 АТС 10, для всех контекстуально возможных позиций антенны 2 имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей.

2.3 После завершения монтажных работ, предшествующих измерениям географических координат эталонного навигационным модулем 4, эталонный навигационный модуль 4 переводят в режим приема навигационных сигналов, компьютер 8 в режим обработки параметров, принятых приемником эталонного навигационного модуля 4, а генератор 3 имитатора излучения группировки спутников настраивают на режим имитации сигналов навигационных спутников. В процессе производят как минимум 3 измерения географических координат при круговой поляризации излучающих сигналов, после чего вычисляются их параметры рассеяния.

3. После завершения измерения эталонным навигационным модулем 4 географических координат и определения их параметров рассеяния, АТС 10 с испытываемым бортовым навигационным модулем, интегрированным, в предпочтительном варианте, в состав устройств/системы вызова экстренных оперативных служб 11 размещают на поворотном стенде 5 безэховой камеры 1 с расположением геометрического центра испытываемого АТС 10 на геометрической оси вращения поворотного стенда 5. Антенну 2 имитатора излучения группировки спутников, как и в процессе измерения географических координат и их параметров рассеяния эталонным навигационным приемником 4, размещают на угломестной направляющей безэховой камеры 1, установленной с возможностью расположения антенны 2 имитатора излучения группировки спутников на расстоянии r от геометрического центра испытываемого АТС 10, для всех контекстуально возможных позиций антенны 2 имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей.

3.1 Вращением поворотного стенда 5 (азимутальным позиционированием испытываемого АТС 10 в диапазоне углов от 0° до 360°, относительно угломестной направляющей, размещением антенны 2 имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей (зенитным, в диапазоне углов от 0° до 90°, и эквидистантным, на расстоянии r, позиционированием антенны 2 имитатора излучения группировки спутников, относительно геометрического центра испытываемого АТС 10, обеспечивают возможность позиционирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников в любой точке верхней виртуальной полусферы (в телесном угле 0° - 180°) радиуса r.

На сферическом сегменте телесного угла 170° верхней виртуальной полусферы, расположенной над испытываемым АТС 10, задают, в зенитных и азимутальных углах, множество точек позиционирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников по отношению к АТС 10. Для каждого зенитного угла задают множество азимутальных углов позиционирования в диапазоне от 0° до 360°, например, с шагом 10°; зенитные углы задают в диапазоне от 0° до 90°, например, с шагом 10°.

4. В каждой из заданных точек позиционирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников, по отношению к АТС 10, осуществляют определение навигационных параметров (географических координат), для чего испытываемый в составе АТС 10 бортовой навигационный модуль переводят в режим приема навигационных сигналов, компьютер 8 в режим обработки параметров, принятых бортовым навигационным модулем АТС 10 и переданных бортовым модулем радиосвязи, а генератор 3 и антенну 2 имитатора излучения группировки спутников в режим трансляции сигналов навигационных спутников.

Управление устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб 11 осуществляют компьютером 8 посредством линия связи 15. Передача навигационных параметров, измеренных бортовым навигационным модулем АТС 10, осуществляется по радиоканалу, формируемому модулем радиосвязи, входящим в состав устройств/системы вызова экстренных оперативных служб 11 АТС 10 и иммитатором базовой радиостанции (антенной 13 и радиокоммуникатором 14).

Для каждого конкретного позиционирования АТС 10, относительно антенны 2 имитатора излучения группировки спутников, определяют географические координаты, выполняя, как минимум, 3 измерения. Определение географических координат выполняют для всех заданных регламентом испытаний точек позиционирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников относительно АТС 10 и формируют массив данных.

4.а. Если техническим заданием на испытания предусмотрено проведение исследований в условиях воздействия внешних электромагнитных помех, то определение географических координат, для всех точек позирования антенны 2 имитатора излучения группировки спутников, сопровождают одновременным воздействием электромагнитных помех с заданными регламентом испытаний параметрами, формируемыми в безэховой камере 1 посредством известной из уровня техники полеобразующей системы (не показана).

5. По результатам испытаний вычисляют комплексный показатель точности определения местоположения Р, который определяют из выражения:

, где

N - полное количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте виртуальной полусферы;

- точка на сферическом сегменте виртуальной полусферы, определяющая конкретное место позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы;

ϕ_i [0°; 360°] - азимутальный угол позиционирования;

Θ_j [0°; 90°] - зенитный угол позиционирования;

r - радиус сферического сегмента виртуальной полусферы, заданный расположением и ориентацией угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда, а также геометрическими параметрами угломестной направляющей, предопределяющими множество возможных точек позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей;

K ≤ N - количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников, излучающей навигационные сигналы на сферическом сегменте, где выполняются условия Δ₁≤ Δ_пр1 и Δ₂≤ Δ_пр2, где

Δ_пр1 и Δ_пр2 - предельные значения расстояний/ошибок, измеренных эффективных оценок географических координат виртуального расположения АТС, определенные приемником эталонного навигационного модуля и испытываемым бортовым навигационным модулем устройства/системы вызова экстренных оперативных служб;

- модуль разницы (м) между эффективными оценками географических координат виртуального расположения АТС, определенными приемником эталонного навигационного модуля и испытываемым бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

- максимальная ошибка определения географических координат виртуального расположения АТС, равная удвоенной сумме утроенных среднестатистических отклонений определенных приемником эталонного навигационного модуля и испытываемым бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

- эффективная оценка географических координат виртуального расположения АТС, определенная приемником эталонного навигационного модуля;

- эффективная оценка географических координат виртуального расположения АТС, определенная испытываемым бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб;

М ≥ 3 - заданное количество измерений географических координат.

- среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения АТС, определенное приемником эталонного навигационного модуля;

- среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения АТС, определенное приемником испытываемого бортового навигационного модуля.

7. Оценку качества испытываемого бортового навигационного модуля АТС осуществляют на основе сопоставления результата Р комплексной оценки параметров точности определения местоположения бортового навигационного модуля, интегрированного в АТС, с заданными, в нормативной технической документации, предельными показателями Р_пр1 и Р_пр2, характеризующим собой достаточный уровень качества работы навигационного модуля, интегрированного в АТС:

- В случае, если условие , выполнено, делают заключение о соответствии интегрированного в АТС 10 бортового навигационного модуля устройств/системы вызова экстренных оперативных служб нормативным требованиям.

- В случае, если условие , не выполнено, делают заключение о несоответствии нормативным требованиям интегрированного в АТС 10 бортового навигационного модуля устройств/системы вызова экстренных оперативных служб, а также принимают меры по обеспечению указанного соответствия, например, изменяют место установки антенны 12 бортового навигационного модуля.

Предлагаемый в изобретении способ испытаний навигационных систем, установленных на АТС, позволяет производить оценку доступной на стороне оператора call-центра точности получаемых оператором call-центра по радиоканалу данных о местоположении АТС в условиях отсутствии у оператора call-центра априорной информации о месте нахождения АТС, объективную оценку степени влияния конфигурации АТС на качество работы размещенной в АТС навигационной системы; предлагаемый способ также обеспечивает проведение испытаний навигационных систем в условиях действия внешних электромагнитных помех.

Изобретение относится к испытаниям бортовых навигационных модулей. Способ испытаний навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб в составе автотранспортного средства, в котором испытуемое автотранспортное средство, укомплектованное испытываемым бортовым навигационным модулем и модулем радиосвязи, размещают на поворотном стенде электромагнитной безэховой камеры, оснащенной имитатором излучения группировки спутников, угломестной направляющей антенны имитатора излучения группировки спутников, имитатором базовой радиостанции, эталонным навигационным модулем, компьютером со специализированным программным обеспечением, а также линиями связи компьютера с имитатором базовой радиостанции, с эталонным навигационным модулем и устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб. Перед началом испытаний бортового навигационного модуля на поворотном стенде безэховой камеры размещают эталонный навигационный модуль и выполняют измерение географических координат и их параметров рассеяния при круговой поляризации излучающих сигналов. Способ испытаний обеспечивает комплексную оценку точности предоставляемых оператору call-центра данных о местоположении АТС. 3 ил.

Способ испытаний навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб в составе автотранспортного средства, в котором испытуемое автотранспортное средство, укомплектованное навигационным модулем, содержащим приёмник и антенну, и модулем радиосвязи, содержащим приёмопередатчик и антенну, размещают на поворотном стенде электромагнитной безэховой камеры, оснащённой имитатором излучения группировки спутников, включающем в себя антенну имитатора и генератор сигналов имитатора, а также угломестной направляющей антенны имитатора, где антенна имитатора и угломестная направляющая антенны имитатора выполнены расположенными в безэховой камере, генератор сигналов имитатора выполнен расположенным в защищенном от внешних факторов помещении, причём угломестная направляющая антенны имитатора выполнена с возможностью позиционирования антенны имитатора в любой точке дуги геометрического кругового сектора, радиус которого больше максимального линейного размера автотранспортного средства, плоскости которого принадлежит геометрическая ось вращения поворотного стенда, а также с возможностью эквидистантного расположения антенны имитатора относительно геометрического центра гипотетически установленного на поворотном стенде автотранспортного средства, и подвергают воздействию электромагнитных сигналов, формируемых антенной и генератором имитатора излучений группировки спутников, для предусмотренных регламентом испытаний вариантов взаимной ориентации автотранспортного средства в азимутальной, а антенны имитатора излучений группировки спутников в угломестной плоскостях, после завершения испытаний на основе полученных результатов производят оценку качества навигационного модуля автотранспортного средства, отличающийся тем, что в процессе испытаний используют имитатор базовой радиостанции, содержащий радиокоммуникатор и антенну, выполненные с возможностью приема передаваемой по радиоканалу устройств/системы вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств навигационной информации, формируемой бортовым навигационным модулем и передаваемой бортовым модулем радиосвязи, при этом антенну имитатора базовой радиостанции заблаговременно размещают в безэховой камере, а радиокоммуникатор имитатора базовой радиостанции заблаговременно размещают в защищенном от внешних факторов помещении, в процессе испытаний используют эталонный навигационный модуль, содержащий эталонный приёмник и антенну, в процессе испытаний используют компьютер, оснащённый специализированным программным обеспечением, позволяющим обрабатывать и, как вариант, визуализировать навигационные параметры, принимаемые и от приёмника эталонного навигационного модуля, и от радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции, и от автотранспортного средства, оснащённого устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб с бортовым навигационным модулем, при этом компьютер заблаговременно размещают в защищенном от внешних факторов помещении, в процессе испытаний используют заблаговременно сформированные линию связи компьютера с радиокоммуникатором имитатора базовой радиостанции, а также помехозащищенные линию связи компьютера и приёмника эталонного навигационного модуля и линию связи компьютера с устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб испытываемого автотранспортного средства, перед началом испытаний бортового навигационного модуля интегрированных с автотранспортным средством устройств/системы вызова экстренных оперативных служб, на диэлектрическом столе, предварительно установленном на поворотном стенде безэховой камеры, размещают эталонный навигационный модуль, причём антенну эталонного навигационного модуля располагают в геометрическом центре гипотетически установленного на поворотном стенде автотранспортного средства, а антенну имитатора излучения группировки спутников в заданном регламентом испытаний зенитном угле относительно антенны эталонного навигационного модуля, затем выполняют коммутацию антенны и генератора сигналов имитатора группировки спутников, а также приемника эталонного навигационного модуля и компьютера, после завершения монтажа упомянутого выполняют измерение географических координат и их параметров рассеяния при круговой поляризации излучающих сигналов, после завершения измерения географических координат и их параметров рассеяния приемником эталонного навигационного модуля на поворотном стенде безэховой камеры размещают автотранспортное средство, оснащённое устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб, состав которых включает в себя бортовые модуль радиосвязи и испытываемый бортовой навигационный модуль, после чего выполняют коммутацию, если она не была выполнена заранее, антенны и радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции, а также радиокоммуникатора имитатора базовой радиостанции и компьютера, затем на сферическом сегменте телесного угла 170° виртуальной полусферы, характеризуемой множеством точек возможного позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей и множеством возможных, относительно угломестной направляющей, положений расположенного на поворотном стенде автотранспортного средства, в соответствии с планом испытаний, задают, в зенитных и азимутальных углах, некоторое множество точек расположения антенны имитатора излучения группировки спутников по отношению к автотранспортному средству, в каждой из которых осуществляют определение навигационных параметров, для чего компьютер переводят в режим обработки параметров, принятых радиокоммуникатором имитатора базовой радиостанции, и дистанционного управления устройствами/системой вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств, испытываемый бортовой навигационный модуль переводят в режим приёма навигационных сигналов, радиокоммуникатор имитатора базовой радиостанции переводят в режим передачи запроса и приёма сигналов, сформированных бортовым навигационным модулем и переданных модулем радиосвязи устройств/системы вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств, а имитатор излучения группировки спутников переводят в режим трансляции сигналов, имитирующих собой сигналы навигационных спутников, оценку качества испытываемого бортового навигационного модуля, интегрированного в состав устройств/системы вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств, осуществляют на основе комплексной оценки параметров точности определения его местоположения, определяемой из критерия

, где

Р_пр1 и Р_пр2 - предельные показатели, характеризующие достаточное качество работы бортового навигационного модуля в составе устройств/системы вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств, задаваемые в технической документации на разработку автотранспортного средства,

Р – комплексный показатель точности определения местоположения, определяемый из выражения

, где

N – полное количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников на сферическом сегменте виртуальной полусферы,

– точка на сферическом сегменте виртуальной полусферы, определяющая конкретное место позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников,

ϕ_i [0°; 360°] – азимутальный угол позиционирования;

Θ_j [0°; 90°] – зенитный угол позиционирования;

r – радиус сферического сегмента виртуальной полусферы, заданный расположением и ориентацией угломестной направляющей относительно геометрической оси вращения поворотного стенда, а также геометрическими параметрами угломестной направляющей, предопределяющими множество возможных точек позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников на угломестной направляющей,

K ≤ N – количество мест позиционирования антенны имитатора излучения группировки спутников на сферическом сегменте, где выполняются условия Δ₁≤ Δ_пр1 и Δ₂≤ Δ_пр2, где

Δ_пр1 и Δ_пр2 – предельные значения расстояний/ошибок, измеренных эффективных оценок географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенные приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб,

– модуль разницы (м) между эффективными оценками географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенными приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб,

– максимальная ошибка определения географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, равная удвоенной сумме утроенных среднестатистических отклонений, определенных приемником эталонного навигационного модуля и бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб,

– эффективная оценка географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенная приемником эталонного навигационного модуля;

– эффективная оценка географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенная испытываемым бортовым навигационным модулем устройств/системы вызова экстренных оперативных служб,

М ≥ 3 – заданное количество измерений географических координат,

– среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенное приемником эталонного навигационного модуля,

– среднестатистическое отклонение географических координат виртуального расположения автотранспортного средства, определенное приемником испытываемого бортового навигационного модуля.