GNSS信号射频光传输设备规范(T-ZKJXX 00031—2022).pdf
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1、团体标准团体标准 T/ZKJXX 000312022 ICS 33.180.99 CCS M 33 GNSS 信号射频光传输设备规范 Technical specification for GNSS RF optical transmission equipment 2022-12-27 发布 2022-12-27 实施 中关村空间信息产业技术联盟中关村空间信息产业技术联盟 发布发布 T/ZKJXX 000312022 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 系统组成.2 5 技术要求.2 外观.2 功能要求.3 性能要求.3 电磁兼容.4 接口要求
2、.4 环境适应性.5 可靠性.6 6 试验方法.6 试验设备.6 外观检查.7 功能检查.7 性能测试.7 电磁兼容性试验.12 接口试验.12 环境适应性试验.13 可靠性试验.13 7 检验规则.13 检验分类.13 检验项目及顺序.14 鉴定检验.14 质量一致性检验.15 8 包装、运输与贮存.16 包装.17 运输.17 贮存.17 9 使用说明.17 使用说明书.17 安装要求.17 附录 A(规范性)产品不合格分类.19T/ZKJXX 000312022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某
3、些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村空间信息产业技术联盟提出并归口。本文件起草单位:北京迈微时代科技有限公司、北京创宇星通科技有限公司、星汉时空科技(北京)有限公司、北京慧拓无限科技有限公司、福建工程学院。本文件主要起草人:李鼎、蒋建云、欧文斌、卢帅、刘阳琦、陈龙、艾云峰、廖律超。T/ZKJXX 000312022 1 GNSS 信号射频光传输设备规范 1 范围 本文件规定了GNSS信号射频光传输设备的技术要求、试验方法、检验规则和包装等内容。本文件适用于GNSS信号射频光传输设备的研制、生产与验收。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而
4、构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 48242019 工业、科学和医疗设备 射频骚扰特性 限值和测量方法 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 17626.32016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.22006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗干扰度试验 GB/T 2423.12008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.22008 电工电
5、子产品环境试验 第2 部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 2423.32016 环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验 GB/T 2828.12012 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T 28292002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB/T 340942017 信息技术设备功耗测量方法 GB/T 39267 北斗卫星导航术语 GB/T 4857.5 包装 运输包装件 跌落试验方法 GB/T 4857.232012 包装 运输包装件基本试验 第23部分:随机振动试验方法 GB/T 5080.7 设备可靠
6、性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB/T 65872012 电子测量仪器通用规范 3 术语和定义 GB/T 39267界定的以及下列术语和定义适用于本文件。最大光链路传输距离 longest optical link distance GNSS信号通过光链路传输且能使GNSS接收机正常工作的最大距离。T/ZKJXX 000312022 2 光链路传输时延 optical link time delay GNSS信号通过光链路传输所产生的时延。工作频率 operating frequency 设备接收和传输的GNSS射频信号频率范围。光波长误差 optical w
7、avelength measurement error 设备发射端接收到GNSS射频信号后,因直调激光器转换而引起的波长误差。输出光功率误差 output optical power measurement error 设备发射端接收到GNSS射频信号后,因直调激光器转换而引起的输出光功率误差。增益调节范围 adjustable gain range 设备光传输链路中光增益的最大调整量。底部噪声 noise floor 整套传输设备引入的附加相位噪声。4 系统组成 GNSS信号射频光传输设备(以下简称传输设备)主要由源端和接收端两部分组成,源端包括低噪放和直调激光器,接收端包括光电探测器、低噪
8、放和衰减器,如图1所示。工作原理是输入的导航信号经过源端中低噪放的放大后,通过直调激光器转换为光载波信号传输,光载波信号经过一定距离光纤的传输后进入接收端,接收端中的光电探测器将光载波信号转换为电信号,还原恢复出导航信号,然后经过一定增益的低噪放,获得适当的功率后作为导航信号输出。低噪放直调激光器光电探测器低噪放衰减器低噪放导航信号输入光纤导航信号输出源端接收端 图 1 传输设备组成原理框图 5 技术要求 外观T/ZKJXX 000312022 3 5.1.1 主机 主机要求包括:a)GNSS 信号射频光传输设备主机应采用一体式标准结构,各组成模块均应位于主机本体;b)主机的外观应无锈蚀、锈斑
9、、裂纹、褪色、污迹、变形、镀涂层脱落,亦无明显划痕、毛刺;c)塑料件应无起泡、开裂、变形;灌注物应无溢出等现象;d)结构件与控制组件应完整,无机械损伤。5.1.2 铭牌 铭牌要求包括:a)铭牌应有清晰耐久的铭牌标志;b)铭牌应安装在主机表面的醒目位置,且应安装牢靠;c)铭牌上应标出规格产品中文名称、规格型号、制造商信息、终端出厂年月、主机唯一性编号等内容。功能要求 5.2.1 GNSS 信号远距离传输功能 传输设备应能将GNSS信号通过光纤,远距离传送给GNSS终端设备进行使用,并且保证GNSS接收机能够正常工作。5.2.2 GNSS 射频信号增益调整功能 传输设备应能够对源端和接收端的低噪放
10、增益和衰减器的衰减量进行程控并实现增益调整,使得射频信号总增益满足远距离传输的放大要求。5.2.3 源端和接收端功率监测功能 传输设备应能够对源端的输出光功率和接收端的输入光功率进行功率监测,监测结果通过有线网络上传给主控计算机,通过上位机软件进行状态管理。5.2.4 通信功能 传输设备应能将光功率的监测结果通过TCP或者UDP协议上传给主控计算机,通过上位机软件进行参数设置,控制设备管理,包括天线接收状态监测、增益调整、光功率监控及传输状态查询功能。性能要求 传输设备性能要求如下:a)最大光链路传输距离:20 km;b)光链路传输时延:150 us;c)载波与伪码相干性:1;T/ZKJXX
11、000312022 4 d)工作频率:覆盖 GPS、BDS、GLONASS、Galileo 的导航频点;e)底部噪声:-150 dBc/Hz;f)带内杂散:-70 dBc;g)光波长误差:10 nm;h)输出光功率误差:0.5 dBm;i)增益调节范围:30dB;j)增益误差:1 dB;k)带内平坦度:1 dB。电磁兼容 5.4.1 静电放电抗扰度 GNSS信号射频光传输设备的静电放电抗扰度应符合GB/T 190562021中5.12的要求。5.4.2 电源线传导发射特性 GNSS信号射频光传输设备的电源线传导发射特性应满足GB 48242019的要求。5.4.3 电缆束注入传导敏感度 GNS
12、S信号射频光传输设备的电缆束注入传导敏感度,应满足GB/T 17626.62017的要求。接口要求 5.5.1 源端数据接口 传输设备的源端数据接口应至少具有RJ45接口,还可根据实际需要具有USB、RS232接口和RS485接口。数据输出与上传接口应与主控计算机兼容。接口类型和数量应能满足功能的要求。5.5.2 源端电气接口 源端电气接口性能要求如下:a)工作电压:105V240V;b)平均功耗:25W;c)源端 GNSS 射频信号输入接口:SMA 型母头(50);d)源端光输出接口:FC/APC;5.5.3 接收端数据接口 传输设备的接收端数据接口应至少具有RJ45接口,还可根据实际需要具
13、有USB、RS232接口和RS485接口。数据输出与上传接口应与主控计算机兼容。接口类型和数量应能满足功能的要求。T/ZKJXX 000312022 5 5.5.4 接收端电气接口 电气接口性能要求如下:a)工作电压:105V240V;b)平均功耗:25W;c)接收端光输入接口:FC/APC;d)接收端 GNSS 射频信号输出接口:SMA 型母头(50)。环境适应性 5.6.1 高温 高温工作:70;高温贮存:85。5.6.2 低温 低温工作:-40;低温贮存:-55。5.6.3 湿热 在温度50、相对湿度93%的环境下,设备应能正常工作,并保持结构完好。5.6.4 振动 模拟被测GNSS信号
14、射频光传输设备在送样过程中,在公路铁路/空运公路环境下的振动适应性。振动条件参照GB/T 4857.232012内容,振动试验后被测设备应能正常工作,且无明显机械损伤。振动条件见表1至表3。表1 公路运输振动试验条件 垂向 横向 纵向 频率 Hz 功率谱密度 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz 10 0.015 10 0.00013 10 0.0065 40 0.015 20 0.00065 20 0.0065 500 0.00015 30 0.00065 120 0.0002 均方根:1.04g 78 0.00002
15、 121 0.003 79 0.00019 200 0.003 120 0.00019 240 0.0015 500 0.00001 340 0.00003 均方根:0.204 g 500 0.00015 均方根:0.74 g 注1:试验时间:XYZ三轴方向各振动20 min。表2 铁路运输振动试验条件 垂向 横向 纵向 频率 Hz 功率谱密度 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz T/ZKJXX 000312022 6 垂向 横向 纵向 3 0.002 3 0.002 3 0.002 80 0.002 80 0.002
16、 80 0.002 350 0.00003 350 0.00003 350 0.00003 注1:试验时间:XYZ三轴方向各振动20 min。表3 空运振动试验条件 垂向 横向 纵向 频率 Hz 功率谱密度 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz 转折点频率 Hz 转折点功率谱密度值 g2/Hz 2 0.002 2 0.002 2 0.002 12 0.01 12 0.01 12 0.01 100 0.01 100 0.01 100 0.01 300 0.00001 300 0.00001 300 0.00001 注1:试验时间:XYZ三轴方向各振动20 min。可靠性
17、GNSS信号射频光传输设备的平均故障间隔时间MTBF10000h。6 试验方法 试验设备 所涉及的试验设备见表4,仪器应在计量有效期内。表4 试验设备列表 序号 设备名称 性能 1 GNSS 信号模拟器 输出频率:支持被测终端所用的 GNSS 系统,至少需包含 GPS L1 和 BDS B1 频点,信号功率:输出范围(-150-110)dBm;最大允许误差:0.5dB,伪距精度优于 0.05m 2 屏蔽罩 屏蔽电磁波 3 矢量网络分析仪 a)频率范围:10 MHz4 GHz;b)动态范围:60 dB;c)幅度精度:0.05 dB。4 信号源 a)频率范围:10 MHz4 GHz;b)输出功率范
18、围:-100 dBm+15 dBm;c)输出幅度精度:0.5 dB;d)具备外接频标功能。5 频谱分析仪 a)频率范围:1 MHz4 GHz;b)动态范围:70 dB;c)本底噪声:-140 dBm/Hz。6 光功率计 a)波长范围:根据工作波长来选择;T/ZKJXX 000312022 7 序号 设备名称 性能 b)功率测量范围:-50 dBm+10 dBm;c)功率测量最大允许误差:5%。7 功分器 a)频率范围:DC4 GHz;b)幅度平衡:0.15 dB。8 波长计 a)工作波长范围:1270 nm1650 nm;b)波长精度:1 pm 9 光可调衰减器 a)工作波长:1310 nm、
19、1490 nm、1550 nm;b)光衰减范围:30 dB。10 相位噪声测量系统 a)频率范围:1 MHz4 GHz;b)本底噪声:-165dBc/Hz 100 kHz;c)最大允许误差:2 dB。11 参考接收机 a)频点:支持接收 GNSS 信号,可单频点定位解算;b)定位偏差:1.5m,定位精密度(2):0.1m;12 矢量信号分析仪 a)频率范围:3Hz26.5GHz;b)矢量幅度误差:0.3%rms(Freq span100kHz);0.5%rms(Freq span1MHz);1.0%rms(Freq span1MHz);c)相位误差:0.3rms(Freq span100kHz
20、);0.4rms(Freq span1MHz);0.6rms(Freq span1MHz)。外观检查 目视检查传输设备外观,应符合5.1的要求。功能检查 用目测法检查GNSS信号射频光传输设备,其结果应符合5.2的要求。性能测试 6.4.1 最大光链路传输距离 仪器连接示意图见图2。T/ZKJXX 000312022 8 主控计算机传输设备源端卫星导航信号模拟器导航信号定位数据传输设备接收端参考接收机导航信号20km光纤 图 2 仪器连接示意图 测试步骤如下:a)将卫星导航信号模拟器(以下简称模拟器)与被测传输设备按图 2 连接;b)模拟器设为定位精度测试场景,可见卫星不少于 6 颗(几何精度
21、因子为 2.5),信号功率-130 dBm,记录仿真标准位置值(x0,y0,z0);c)使用 20km 光纤模拟最大光链路传输距离;d)启动模拟器定位精度测试场景,参考接送机输出第一个有效定位后,等待 3 min,连续运行 15 min,记录定位信息(x,y,z)。e)根据式(1)(3),计算测量值xi、yi、zi(i=1,n,n为测量次数)的平均值x、y、z,并由式(4)计算定位偏差p,定位偏差小于 10 m。11niixxn(1)11niiyyn(2)11niizzn(3)222000()()()pxxyyzz(4)6.4.2 光链路传输时延 仪器连接示意图见图3。T/ZKJXX 0003
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- GNSS信号射频光传输设备规范T-ZKJXX 000312022 GNSS 信号 射频 传输 设备 规范 ZKJXX 00031 2022
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