JJF 2072-2023 GNSS动态面积测量仪校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2072—2023GNSS动态面积测量仪校准规范CalibrationSpecificationforGNSSDynamicAreaMeasuringInstruments2023-10-12发布2024-04-12实施国家市场监督管理总局发布GNSS动态面积测量仪校准规范CalibrationSpecificationforGNSSDynamicAreaMeasuringInstruments􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀧣􀧣􀧣􀧣JJF2072—2023归口单位:全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会主要起草单位:北京市计量检测科学研究院参加起草单位:贵州省计量测试院中交星宇科技有限公司北京合众思壮科技股份有限公司本规范委托全国卫星导航应用专用计量测试技术委员会负责解释JJF2072—2023本规范主要起草人:许原(北京市计量检测科学研究院)黄艳(北京市计量检测科学研究院)檀恒宇(北京市计量检测科学研究院)参加起草人:韩锋(贵州省计量测试院)钱道庆(中交星宇科技有限公司)张军锋(北京合众思壮科技股份有限公司)JJF2072—2023目录引言(Ⅱ)………………………………………………………………………………………1范围(1)……………………………………………………………………………………2引用文件(1)………………………………………………………………………………3术语(1)……………………………………………………………………………………4概述(1)……………………………………………………………………………………5计量特性(2)………………………………………………………………………………5.1定位编差和精密度(2)…………………………………………………………………5.2距离测量误差(2)………………………………………………………………………5.3面积测量误差(2)………………………………………………………………………6校准条件(2)………………………………………………………………………………6.1环境条件(2)……………………………………………………………………………6.2测量标准及其他设备(2)………………………………………………………………7校准项目和校准方法(2)…………………………………………………………………7.1校准项目(2)……………………………………………………………………………7.2校准方法(3)……………………………………………………………………………8校准结果表达(5)…………………………………………………………………………9复校时间间隔(5)…………………………………………………………………………附录A校准原始记录格式(6)……………………………………………………………附录B校准证书内页格式(7)……………………………………………………………附录C主要项目校准结果的不确定度评定示例(8)……………………………………附录D标准场景参数配置说明(13)………………………………………………………ⅠJJF2072—2023引言JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范制定工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。ⅡJJF2072—2023GNSS动态面积测量仪校准规范1范围本规范适用于卫星定位工作模式的面积测量仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件:JJF1001—2011通用计量术语及定义JJF1403—2013全球导航卫星系统(GNSS)接收机(时间测量型)JJF1471—2014全球导航卫星系统(GNSS)信号模拟器校准规范凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3术语3.1面积测量误差areameasureerror面积测量仪测量计算的面积值与标准面积值之差。3.2距离测量误差distancemeasureerror面积测量仪测量计算的距离值与标准距离值之差。4概述全球导航卫星系统(GNSS)动态面积测量仪是应用全球导航卫星系统实时测量经度、纬度、高程等数据信息,得出被测区域边界关键点的坐标,再通过数学方法计算出距离、里程、面积等数据的电子测量仪器。主要包括GNSS天线、GNSS定位模块、显示屏(触控键盘)、微处理器、数据存储器等,其结构如图1所示。图1GNSS动态面积测量仪基本结构1JJF2072—20235计量特性5.1定位偏差和精密度定位偏差:优于10m;定位精密度:优于10m,1σ。5.2距离测量误差-2m~+2m。5.3面积测量误差±5%。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度(20~25)℃±2℃。6.1.2环境相对湿度≤80%。6.1.3其他无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。6.2测量标准及其他设备6.2.1GNSS信号模拟器a)支持系统支持被校准面积测量仪所适用的GNSS系统和频点。b)信号功率输出范围:-170dBm~-70dBm。c)伪距精度伪距分辨力:0.01m~0.1m;伪距率分辨力:0.01m/s~0.1m/s。6.2.2GNSS信号转发器可转发GNSS信号模拟器工作频点,包括但不限于GPSL1C/A、BDSB1I/BIC信号转发,具备可调衰减器控制信号功率电平,衰减器控制分辨力≤1dB。6.2.3其他设备电波暗室/暗箱:工作频率:1GHz~2GHz;屏蔽效能:优于80dB。7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表1。2JJF2072—2023表1校准项目一览表序号校准项目校准方法对应条款1外观及工作正常性检查7.2.12定位偏差和精密度7.2.23距离测量误差7.2.34面积测量误差7.2.47.2校准方法首先将测量标准和被校面积测量仪开机,然后按规定时间进行预热后再对其主要技术指标进行校准。对于天线主机一体式面积测量仪,采用暗室内空间辐射测量方式,用GNSS信号模拟器和GNSS信号转发器在暗室内进行校准,仪器连接如图2所示。图2一体式面积测量仪校准连接示意图对于分体式面积测量仪,也可采用有线传导校准方式,校准结果中应注明被校样品的型态和校准方式,仪器连接如图3所示。图3分体式面积测量仪校准连接示意图注:对于分体式设备,如果测量值接近或超出参考范围,建议对天线进行校准。7.2.1外观及工作正常性检查GNSS面积测量仪外表面应光洁、平整。面积测量仪开机后,观察如下功能是否正常:a)显示及操作控制功能;b)GNSS定位功能;c)面积测量数据输出功能。7.2.2定位偏差与精密度根据被校面积测量仪型式选择适应的校准方式,校准步骤如下:3JJF2072—2023a)使被校面积测量仪先验导航数据和时间信息失效,然后正确连接设备。b)启动卫星导航信号转发器,根据路径损耗设置衰减值,使被校面积测量仪接收天线的功率电平与卫星导航信号模拟器设置功率电平一致。c)启动卫星导航信号模拟器定位偏差与精密度场景(场景配置见附录D.1)。d)开启面积测量仪定位测量功能,面积测量仪输出第一个有效定位值后,记录面积测量仪定位数据值,采样时间15min(采样间隔按面积测量仪说明书设置,无规定采样间隔设为1s)。e)记录模拟器仿真的标准位置值x0,y0,z0。被校面积测量仪记录的定位数据为xi,yi,zi,由公式(1)计算面积测量仪的定位数据的平均值,由公式(2)计算面积测量仪的定位偏差,由公式(3)计算测量值的实验标准差,由公式(4)计算面积测量仪定位精密度。x=1n∑ni=1xi,y=1n∑ni=1yi,z=1n∑ni=1zi(1)δp=(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2(2)sx=1n-1∑ni=1(xi-x)2,sy=1n-1∑ni=1(yi-y)2,sz=1n-1∑ni=1(zi-z)2(3)σp=s2x+s2y+s2z(4)式中:x0,y0,z0———地心地固坐标系中,模拟器仿真的标准三维位置;xi,yi,zi———地心地固坐标系中,面积测量仪测量的三维位置;sx,sy,sz———面积测量仪获得三维位置的实验标准差;δp———面积测量仪定位偏差;σp———面积测量仪定位精密度。7.2.3距离测量误差根据被校面积测量仪型式选择适应的校准方式,校准步骤如下:a)使被校面积测量仪先验导航数据和时间信息失效,然后正确连接设备。b)启动卫星导航信号转发器,根据路径损耗设置衰减值,使被校面积测量仪接收天线的功率电平与卫星导航信号模拟器设置功率电平一致。c)启动模拟器距离测量误差测试场景(场景配置参数见附录D.2)。d)被校面积测量仪设置为距离测量模式,观察面积测量仪输出第一个有效定位值后,开启面积测量仪距离测量功能,采样时长20min,采样率1Hz。e)记录模拟器仿真标准距离值S0,被校面积测量仪显示的距离测量值记为Si,由公式(5)计算面积测量仪的距离测量误差。Es=Si-S0(5)式中:4JJF2072—2023Es———面积测量仪的距离测量误差;Si———被校面积测量仪显示的距离测量值;S0———GNSS信号模拟器仿真场景中载体运动的标准距离值。f)根据附录D.2修改场景配置参数,重复步骤a)~e),获得3个典型测量范围的距离测量误差。7.2.4面积测量误差根据被校面积测量仪型式选择适当的校准方式,校准步骤如下:a)被校面积测量仪开机,使所有先验导航数据和时间信息失效,被校面积测量仪设置为面积测量模式,然后正确连接设备。b)启动卫星导航信号转发器,根据路径损耗设置衰减值,使接收天线的功率电平与卫星导航信号模拟器设置功率电平一致。c)启动模拟器面积测量误差测试场景(场景参数配置见附录D.3)。d)开启面积测量仪面积测量功能,采样时间20min,采样率1Hz,在场景运行结束前记录面积测量仪的面积测量值Ai。e)记录模拟器仿真标准面积值A0,被校面积测量仪显示的面积测量值记为Ai,由公式(6)计算面积测量仪的面积测量误差。EA=Ai-A0(6)式中:EA———面积测量仪的面积测量误差;Ai———被校面积测量仪显示的面积测量值;A0———GNSS信号模拟器仿真场景中载体运动的标准面积值。f)根据附录D.3修改场景配置参数,重复步骤a)~e),获得3个典型测量范围的面积测量误差。8校准结果表达由校准方出具“校准证书”或校准报告。包括下列内容:a)校准实验室名称和地址;b)客户的名称和地址;c)进行校准的日期,包括被校对象的接收日期;d)被校面积测量仪的描述、型号和出厂序列号等;e)校准结果及其测量不确定度的说明;f)对校准所用标准器名称、型号及校准期间的相应计量特性;g)溯源性说明。9复校时间间隔送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过12个月。5JJF2072—2023附录A校准原始记录格式GNSS动态面积测量仪校准原始记录送检单位名称:证书编号:送检单位地址:仪器名称:型号:生产厂家:出厂编号:校准地点:环境温度:℃相对湿度:%1.仪器外观及工作正常性检查:2.校准场景描述:包括初始位置、信号频点、可见星数量和PDOP(定位精度因子)等。3.定位偏差和精密度校准:标准值/m显示值/m定位误差/m定位精密度/m定位偏差不确定度:定位精密度不确定度:4.距离测量误差校准:标准值/m显示值/m不确定度/m相对误差/%5.面积测量误差校准:标准面积/m2显示值/m2不确定度/m2相对误差/%校准员:核验员:校准日期:6JJF2072—2023附录B校准证书内页格式GNSS动态面积测量仪校准证书1.仪器外观及工作正常性检查:2.定位偏差和精密度校准:定位误差/m定位偏差不确定度/m定位精密度/m定位精密度不确定度/m3.距离测量误差校准:标准值/m显示值/m不确定度/m相对误差/%4.面积测量误差校