北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范 第2部分验收规范编制说明.docx
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北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范 第2部分验收规范编制说明.docx
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北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分验收规范编制说明
项目计划号:
20180789-T-801
北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分:
验收规范
编制说明
(征求意见稿)
中国兵器工业标准化研究所
2019年12月30日
北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范
第2部分:
验收规范
编制说明
(一)工作简况
1.1任务来源
本标准是国家标准委2019年12月6日的《关于<北斗地基增强系统数据处理中心>等5项国家标准制修订的通知》下达的计划,项目计划编号为20180789-T-801。
本标准由中央军委装备发展部提出;由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口;由中国兵器工业标准化研究所负责起草。
1.2主要工作过程、标准主要起草人及其所做工作
标准编制任务下达后,2019年1月,成立了由中国兵器工业标准化研究所(以下简称(兵器标准化所)、中国兵器科学研究院、北方信息控制研究院集团有限公司(以下简称信控集团)、千寻位置网有限公司(以下简称千寻)等组成的《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分:
验收规范》编制组。
该项国家标准的制定具有“北斗地基增强系统工程标准”《北斗地基增强系统基准站系统验收规范》DZB15-2016的支撑背景。
该标准是在研制过程中,基准站建设的验收为标准制定提供了基础,标准制定过程的技术研讨反过来又深化和完善了基准站建设的验收内容,形成了标准与基准站建设验收互动支持、相互推动提升的过程,因此,该标准具有充实可靠的技术背景。
本次国家标准的编制组的主体成员与工程标准《北斗地基增强系统基准站系统验收规范》DZB15-2016的标准编制组成员基本是一致,都是斗地基增强系统建设验收工程的技术骨干。
编制组制定了标准编制工作计划,明确了标准编制依据和原则等,并讨论了标准内容编写框架和主要技术内容
编制组成立后,开展了标准相关技术内容的调研工作,广泛查询的标准制定对象相关标准,以及标准涉及的主要技术内容,主要包括北斗地基增强系统基准站的验收要求、测试方法、验收提交检查的文件等方面。
在国家标准初稿起草时,根据该国家标准的定位,对原标准的内容进行以下主要增补和调整:
将“中国第二代卫星导航系统重大专项标准”《北斗地基增强系统基准站建设技术规范》BD440013-2017中的基准站验收内容用来充实和完善原工程标准;细化和充实基准站验收方法的内容;将基准站的验收北斗的信号由来的验收北斗区域(北斗2号)信号改为验收北斗区域(北斗2号)和全球(北斗3号)系统的信号;增加了英文缩略语;对原标准按国家标准的编写格式进行了全面的规范化修改和对接。
经过对原标准进行修改,形成了标准初稿,国家标准初稿的主要内容由以下标准主体架构的内容组成:
(1)基准站功能和性能要求;
(2)基准站验收分类;
(3)基准站验收流程;
(4)基准站现场、远程验收测试;
(5)基准站验收测试方法;
(6)验收提交检查的文件。
对以上各项要求内容,编写组力求做到具体化、有针对性、可操作性,以保障北斗地基增强系统基准站建设的质量。
标准初稿的基础上,编制组又进行了一些修改形成了内部标准征求意见稿。
2019年11月,编制组在北京组织召开了《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分:
验收规范》标准研讨会,参加会议的有兵器标准化所、北京航空航天大学、武汉大学、航天503所、信控集团、千寻位置网公司等单位的13名专家和代表。
会议对标准进行了深入讨论,提出了各方面的修改意见,并明确了以下内容:
(1)本标准范围:
包括北斗地基增强系统基准站的功能、性能、验收分类、验收测试方法、验收提交检查文件等内容;
(2)术语和定义及缩略语:
进一步的提炼,对于技术内涵反映不充分的术语充实内涵;
(3)验收要求:
增加相关章节,参照测试大纲,编写基准站测试与验收要求,应包括单站设备验收测试及基准站单站入网联试和验收,细化测试项目、测试方法及验收准则等内容。
会后,编制组根据会议意见修改完善了标准材料,又经多次修改,形成了《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分:
验收规范》标准的对外征求意见稿及编制说明。
2019年12月20日,全国北斗卫星导航标准化技术委员在北京组织召开了《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第2部分:
验收规范》国家标准征求意见稿研讨会,参加会议的有35基地技术部、航天工程研究所、中国地震局地震预测研究所、交通部交通通信信息中心、中科院空天创新研究院、中国科学院国家授时中心、中航勘察设计研究院、北京航空航天大学、清华大学、中国定位协会、兵器标准化所、信控集团、千寻等单位的专家和代表,专家对国家标准征求意见稿及编制说明进行了详细的讨论,提出了修改意见。
会后标准编制组根据会议专家的意见,整理形成了以下标准修改的主要方案:
(1)前言中增加北斗地基增强系统组成的描述;
(2)将4.4.2运行天数时间改为3个月;
(3)验收标准与基站建站要求相统一,内容相呼应,要求和指标一致;
(4)测试方法按以下内容修改:
a)4.2为分类,分成三类:
现场验收(检查施工和配置是否合格);远程测试验收(检查能否使用);运行后验收(检查稳定性问题);
b)4.3建立验收流程,画一个验收流程图表示;
c)4.4对三种验收分别按各自的流程,写出每种验收的目的、时机、项目、评价。
可用三张表将验收变成流程。
(5)验收的测试方法内容,按照测试内容、基本原理、核心操作步骤、工具手段、测试结果、评定标准。
(6)评定内容主要是:
土建是否符合标准要求、设备配置是否符合规范要求、功能性能是否合格齐全;
(7)标准编制说明的编写框架按最新的国家标准编制说明的编写框架编写。
(二)标准编制原则和确定标准主要内容的论据
2.1标准编制原则
本标准编制原则如下:
a)全面性原则
考虑该标准的系统覆盖,包括了北斗地基增强系统基准站的验收要求、测试方法、验收提交检查的文件等要求,适用于北斗地基增强系统基准站的建设验收,为全面建设北斗地基增强系统基准站提供支撑和保障。
b)适应性原则
标准的内容具有普遍性和适应性,既适应于指导基准站的建设验收的研制,也适应于对其他行业基准站的建设验收的指导,还适应于北斗走出国门,以及海外项目基准站的建设验收。
c)可操作原则
标准在内容上既有定性的要求,也尽量给出具有普遍意义的指标和数据,使标准具有较好的可操作性,避免标准过于宏观而空洞。
d)先进性原则
基准站的建设验收在技术上既能满足2号北斗数据增强的需要,也能适用于先进的3号北斗系统,即北斗卫星导航全球系统的数据增强的需要。
2.2标准主要技术内容
北斗地基增强系统的建设可将北斗卫星导航定位精度从十米级提升至米级、分米级、厘米级,甚至毫米级,可服务于地震观测、国土测绘、气象预测、交通运输、大众位置服务、智慧城市、旅游、建筑、国防安全等领域,对于构建我国自主可控、安全可靠、高精度的卫星导航系统具有重大意义,可大幅提升北斗卫星导航的国际影响力。
北斗地基增强系统基准站建设是北斗地基增强系统建设的一个重要组成部分,建设过程中,北斗地基增强系统基准站建设验收技术在实践中得到验证,由于国家北斗卫星导航所建设和改造的基准站数量较多,建设和改造任务量较大,所以有必要使北斗地基增强系统基准站建设验收技术以标准的形式全面推广。
本标准主要规定了北斗地基增强系统基准站的验收要求、验收测试方法、验收提交检查的文件等要求,适用于北斗地基增强系统基准站的测试与验收,为全面建设北斗地基增强系统基准站验收提供支撑和保障。
1)关于标准主体结构的说明
本标准一共分为以下六章:
第1、2章为标准的常规结构。
此处不详细描述。
第3章“术语和定义及缩略语”,对一些标准中出现的术语进行了定义,以方便实际使用。
并对标准中的缩略语,给出了中英文的对应词。
第4章“验收要求”:
主要规定基准站验收要,包括功能和性能要求、验收分类、验收流程、现场验收测试、远程验收测试、运行后验收测试等内容。
第5章“验收测试方法”:
主要规定测试条件、设备安装检查验收、设备安装资料检查验收、运行状态监测、数据整理与存储、远程管理、气象数据采集、差分数据产品质量监测、工作频点、数据采样间隔、观测数据传输间隔、数据传输时延、时间同步精度、观测数据存储能力、告警及故障状态数据存储能、数据传输模式、UPS供电持续时、数据质量等要求。
第6章“验收提交检查的文件”:
主要规定基准站验收时一般应提供的检查文件的要求。
本标准的结构主要是依据GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:
标准的结构和编写》标准确定的,标准内容依据北斗地基增强系统基准站设计报告,标准内容涵盖了北斗地基增强系统基准站验收的基本要求,标准编制完成后,能指导北斗地基增强系统基准站的验收。
2)关于基准站土建验收分类的确定
基准站验收分为以下三类:
(1)现场验收测试;
(2)远程验收测试;
(3)运行后验收测试。
3)现场验收测试
通过对基准站进行土建工程现场质量检查、设备安装检查和资料的完整性和规范性检查,保证土建工程及设备安装符合建设规范的要求。
现场验收测试应在基准站质量检查完成和基准站设备集成安装完成后进行,现场验收项目、测试项目、要求章条号、测试方法章条号和评价方法见表1。
表1现场验收测试项目表
序号
验收项目
测试项目
要求章条号
本标准测试方法章条号
评价方法
1
土建工程
现场质量检查验收
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的8.1~8.5执行
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的11.2.3执行
按检查项打分评价。
2
建站资料质量检查验收
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的8.6执行
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的11.2.4执行
按检查项打分评价。
3
设备与安装
设备安装检查验收
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中第9章、10.1、10.2执行
5.2
按检查项打分评价。
4
设备安装资料检查验收
按GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的10.3执行
5.3
按检查项打分评价。
4)远程验收测试
通过对基准站主要功能和性能进行测试等,以保证基准站的质量满足使用要求。
远程验收测试应在基准站集成安装完成后进行。
远程验收项目、测试项目、要求章条号和测试方法章条号见表2。
表2远程验收测试项目表
序号
验收项目
测试项目
要求章条号
本标准测试方法章条号
1
功能
运行状态监测
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的5.6
5.4
2
数据整理与存储
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的5.5
5.5
3
远程管理
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的5.6
5.6
4
差分数据产品质量监测
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的5.7
5.7
5
气象数据采集
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的5.10
5.8
6
性能
工作频点
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.1
5.9
7
数据采样间隔
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.2
5.10
8
观测数据传输间隔
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.6
5.11
9
数据传输时延
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.3
5.12
10
时间同步精度
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.8
5.13
11
观测数据存储能力
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.7
5.14
12
告警及故障状态数据存储能力
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.7
5.15
13
数据传输模式
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.9
5.16
14
UPS供电持续时间
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.10
5.17
15
数据质量
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.4和6.5
5.18
5)运行后验收测试
运行后验收的测试项目、要求章条号和测试方法章条号见表3。
表3运行后验收测试项目
序号
测试项目
要求章条号
本标准测试方法章条号
1
数据质量
GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的6.4、6.5
5.18
2
网络传输时延性能
GB/T×××-××《北斗地基增强系统通信网络系统技术规范》中的7.3
GB/T21671-2018《基于以太网技术的局域网(LAN)系统验收测试方法》中的6.2.5
3
网络丢包率
GB/T×××-××《北斗地基增强系统通信网络系统技术规范》中的7.4
GB/T×××-××《北斗地基增强系统通信网络系统技术规范》中的8.2.7
6)测试方法
(1)测试条件
远远程验收测试和运行后验收测试应在北斗地基增强系统通信网络和数据处理中心运行良好的情况进行测试。
测试设备应检定合格并在有效期内。
(2)设备安装检查验收
设备安装检查验收主要对基准站设备组成、安装、连接、电气等进行检查和现场记录,对检查过程中出现的问题提出整改意见,提交设备安装检查报告,并对基准站设备安装进行评分。
(3)设备安装资料检查验收
设备安装检查验收主要对基准站设备组成、安装、连接、电气等进行检查和现场记录,对检查过程中出现的问题提出整改意见,提交设备安装检查报告,并对基准站设备安装进行评分。
(4)运行状态监测
在数据处理中心接收接收机的工作状态数据、不间断电源工作状态数据、网络设备的通信链路状态等数据,记录每项数据不少于20min,分析数据是否符合GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的4.7的要求。
(5)数据整理与存储
在数据处理中心使用网页浏览器或远程终端控制基准站在本地存储频率为1Hz、存储时长不少于2h的观测数据文件,下载观测数据文件并转换为RINEX格式,使用后处理软件进行单点定位解算,解算结果不大于10m(1σ),判定为具备数据整理与存储能力。
(6)远程管理
在数据处理中心使用网页浏览器或远程终端对接收机进行设置、控制,对不间断电源进行切换,测试对接收机的设置、控制和对不间断电源的切换是否成功。
(7)气象数据采集
在数据处理中心接收温度、湿度、气压等气象数据,记录气象数据不少于20min,分析数据应符合GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的4.7的要求。
(8)差分数据产品质量监测
在数据处理中心接收监测站的监测数据,记录每项数据不少于20min,分析数据是否符合GB/T×××-××《北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分:
建设规范》中的4.7的要求,差分数据产品数据格式是否符合GB/T37018-2018规定的格式。
(9)工作频点
接收并记录不少于2小时的基准站观测数据,将数据转换为RINEX格式。
查看RINEX文件中是否包含BDS(B1I、B1C、B2I、B2a、B3I)的区域和全球民用信号、GPS(L1C/A、L1P、L2C、L2P、L5)、GLONASS(G1C/A、G2C/A)、GALILEO(E1、E5a、E5b)等四系统十五个频点信号的载噪比、码伪距、载波相位、多普勒等数据。
使用后处理软件进行单一频点的单点定位解算,解算结果不大于10m(1σ),判定为具备该频点接收能力。
(10)数据采样间隔
控制基准站接收机在本地存储不少于2h的观测数据文件,下载观测数据文件并转换为RINEX格式,使用专用软件或打印查看卫星观测数据采样时间间隔是否为1s,气象数据采样时间间隔是否≤10s。
(11)观测数据传输间隔
在数据处理中心接收并记录不少于2h的观测数据文件,使用专用软件或打印查看卫星观测数据发送时间间隔是否为1s、气象数据发送时间间隔是否为10s、星历数据传输时间间隔是否为15s。
(12)数据传输时延
检查接收机产品检测报告中的数据传输时延指标是否≤20ms。
(13)时间同步精度
检查接收机产品检测报告中的接收机时钟与北斗时的同步精度指标是否≤50ns。
(14)观测数据存储能力
远程控制基准站在本地以1.0s采样间隔存储观测数据文件,在网页浏览器或远程终端登录基准站,查看能否成功存储30天的数据文件。
(15)告警及故障状态数据存储能力
远程控制基准站在本地存储告警及故障状态数据,在网页浏览器或远程终端登录基准站,查看能否成功存储30天的数据文件。
(16)数据传输模式
在数据处理中心接收基准站的观测数据、运行状态数据、告警及故障数据、差分监测接收机的数据、观测数据文件,使用专用显控软件或打印查看这些数据是否成功接收。
按本标准5.9方法测试观测数据传输模式;按本标准5.4方法测试运行状态数据传输模式;按本标准5.8方法测试差分监测接收机的数据传输模式;按本标准5.5方法测试观测数据文件的数据传输模式。
(17)UPS供电持续时间
将基准站断开市电8h,在数据处理中心接收基准站的观测数据,使用专用显控软件或打印查看观测数据是否接收成功;在8h后恢复市电供电,使用网页浏览器或远程终端登录基准站UPS,检查UPS是否正常充电;上述均成功则判定符合要求。
(18)数据质量
在数据处理中心接收并存储24h的基准站观测数据文件,将数据转换成RINEX格式,使用广播星历按截止高度角10°计算应记录的数据量,统计RINEX观测值文件中记录的实际观测数据量,计算数据可用率。
计算伪距多路径误差,必须依赖双频观测数据。
采用伪距观测方程和载波相位观测方程组合,消除对流层和电离层延迟影响,按公式
(1)进行计算。
(1)
式中:
——
频率上包含多路径误差和整周模糊度信息的计算量;
——
频率伪距观测量,单位为米(m);
——导航信号
载波的频率,单位为兆赫(MHz);
——导航信号
载波的频率,单位为兆赫(MHz);
——
频率载波相位观测量,单位为米(m);
——
频率载波相位观测量,单位为米(m);
——
频率上包含多路径误差和整周模糊度信息的计算量;
——
频率伪距观测量,单位为米(m)。
对于同一颗卫星在连续观测且无周跳的情况下组合的模糊度参数不会变化,在无周跳的多个历元间按公式
(2)进行计算,得到多路径误差。
(2)
式中:
——接收机观测到卫星在
频率上多路径误差的评估值;
——滑动窗口的历元个数,默认为50;
——在历元
接收机观测到卫星在
频率上包含多路径误差和整周模糊度信息的计算量。
(三)主要试验(或验证)的分析
本标准规定的基准站的验收要求、验收测试方法等内容均是基于“北斗地基增强系统基准站”建设验收的科学性和实际可行性提出的,在实践中进行了相应验证。
标准规定的验收内容已应用于对框架网100多个基准站和区域网1000多个基准站的测试和验收,测试结果表明,基准站功能和性能达到高精度定位增强所规定的要求。
测试的内容主要有北斗基准站原始观测数据采集、北斗基准站运行状态监测、北斗基准站原始观测数据整理与存储、北斗基准站数据传输、北斗基准站远程管理、服务精度监测及高精度接收机外部频标6项功能测试,北斗基准站信号接收处理、原始观测数据采样时间间隔、原始观测数据发送时间间隔、原始观测数据推送延时、北斗基准站时间同步、北斗基准站数据传输模式、原始观测数据存储能力、告警及故障状态数据存储能力和数据质量测试10项性能测试以及站点接入成功率等。
基准站测试的功能、性能的具体要求、项目和评价见表4:
表4基准站测试验收表
序号
功能及技术指标要求
对应验收测试项目
测试结果
符合性情况
1
功能
原始观测数据采集
北斗基准站原始观测数据采集
具备该项功能
达到
2
运行状态监测
北斗基准站运行状态监测
具备该项功能
达到
3
数据整理与存储
北斗基准站原始观测数据整理与存储
具备该项功能
达到
4
数据传输
北斗基准站数据传输
具备该项功能
达到
5
远程管理
北斗基准站远程管理
具备该项功能
达到
6
位置服务精度监测及高精度接收机外部频标
服务精度监测及高精度接收机外部频标
具备该项功能
达到
7
性能
接收处理BDS(B1/B2/B3)、GPS(L1/L2/L5)、GLONASS(L1/L2)三系统8个频点信号
北斗基准站信号接收处理
具备该项功能
满足
8
原始观测数据采样时间间隔:
1s
原始观测数据采样时间间隔
1s
满足
9
原始观测数据发送时间间隔:
1s
原始观测数据发送时间间隔
1s
满足
10
原始观测数据推送时延:
≤20ms
原始观测数据推送延时
≤12.07ms
满足
11
本地时间与北斗时(BDT)的同步精度:
≤0.1ms
北斗基准站时间同步
≤14.6ns
满足
12
数据传输模式分为实时数据流模式和文件传输模式两种
北斗基准站数据传输模式
具有两种数据传输模式
满足
13
原始观测数据存储能力:
≥30天
原始观测数据存储能力
>30天
满足
14
告警及故障状态数据存储能力:
≥30天
告警及故障状态数据存储能力
>30天
满足
15
UPS供电持续时间:
≥8h(1000W功率)
UPS供电持续时间
>8小时
满足
16
观测数据可用率≥85%,周跳比≥200,MP1≤0.5m,MP2≤0.65m,MP3≤0.65m
数据质量
可用率88%-100%
周跳比>240
MP1≤0.5m
MP2≤0.5m
MP3≤0.38m
满足
本标准的内容指导了北斗地基增强系统基准站建设的验收,由北斗地基增强系统基准站验收和系统总体验收的事实,反过来也对标准规定的基准站验收内容进行了验证。
标准的内容科学、合理,能切实指导用于高精度定位增强的基准站的验收。
(四)采用国际标准和国外先进标准的情况
本标准的内容是结合我国自主建设的北斗地基增强系统的建设工程技术内容形成的,不涉及采用国际标准和国外先进标准的情况。
(五)与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系
本标准遵守现行法律、法
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- 北斗地基增强系统基准站建设和验收技术规范 第2部分验收规范编制说明 北斗 地基 增强 系统 基准 建设 验收 技术规范 部分 规范 编制 说明
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