eng
Выпуск #9/2018
Кузнецов Александр Сергеевич, Гришин Александр Геннадиевич, Татарчук Иван Александрович, Григорьев Илья Дмитриевич
Стенд для проведения испытаний навигационных модулей ЛСН
Стенд для проведения испытаний навигационных модулей ЛСН
Просмотры: 3515
Приведено описание стенда для проведения испытаний навигационных модулей локальной системы навигации. Описана конструкция узлов стенда. Рассмотрены сценарии проведения испытаний навигационных модулей ЛСН.
УДК 621.396.721, ББК 32.95
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.62.63
УДК 621.396.721, ББК 32.95
DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.62.63
Теги: base stations fpga global navigation satellite systems (gnss) local navigation system prototype of local navigation system transceiver modules базовые станции глобальные навигационные спутниковые системы (гнсс) локальная система навигации макет системы лсн плис приемопередающие модули
При разработке навигационных модулей и базовых станций локальной системы навигации встает вопрос о тестировании работы в составе полной системы, отработке программного обеспечения, проверке точностных и эксплуатационных характеристик, проверке новых методов синхронизации и самоорганизации системы. В целях решения данных задач разработан стенд для проведения испытаний навигационных модулей ЛСН.
Стенд состоит из блоков формирования радионавигационного поля ЛСН, блока синхронизации и абонентского блока. В состав каждого блока входят приемопередающие модули. Основой приемопередающих модулей является спарка из вычислительного блока — отладочного комплекта на базе ПЛИС Xilinx Zynq-7000 AP SoC ZC706 Evaluation Kit и приемопередающей радиочастотной микросхемы — AD9361, установленной на мезонинной плате расширения для ПЛИС AD-FMCOMMS3-EBZ. Для повышения уровня излучаемого сигнала, коммутации радиотрактов AD9361 на антенну и фильтрации принимаемых сигналов к мезонинной плате расширения для ПЛИС AD-FMCOMMS3-EBZ подключена плата фильтрации, усиления и коммутации радиочастотного сигнала ЛСН, разработанная в АО «НИИМА «Прогресс». ПЛИС Xilinx Zynq-7000 с подключенной микросхемой AD9361 на мезонинной плате и платой фильтрации, усиления и коммутации радиочастотного сигнала ЛСН убраны в алюминиевый корпус для экранирования от внешних электромагнитных наводок и защиты от атмосферных воздействий.
Для обеспечения питания элементов стенда в полевых условиях и выработки высокостабильного тактового сигнала разработаны модули питания и тактирования. В качестве элементов питания использованы свинцово-кислотные аккумуляторы Delta серии DT емкостью 7 Ач и напряжением 12 В, что позволяет проработать каждому приемопередающему модулю до 10 часов в автономном режиме. Предусмотрена возможность работы от сети 220 В с автоматическим зарядом батарей. В качестве высокостабильного тактового генератора используются термостатированные генераторы ГК-142ТС фирмы «Морион». Модули питания и тактирования собраны в корпусах стандарта IP65 пыле- и влагозащиты.
На ПЛИС Xilinx Zynq-7000 разработано IP-ядро, описывающее СБИС цифрового тракта приемопередатчика локальной системы навигации К1917ВС014 разработки АО «НИИМА «Прогресс», которая является основой всех навигационных модулей ЛСН, с учетом работы с радиочастотной микросхемой AD9361, и программное обеспечение для навигационных модулей и базовых станций. Разработанное ПО позволяет организовать работу ЛСН в разных вариантах построения системы. Таким образом, достигается полная идентичность стенда и навигационного модуля на отдельных СБИС производства АО «НИИМА «Прогресс».
Для размещения узлов стенда проведена геодезическая привязка 5 точек на поле Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева: 4 точки для размещения базовых станций по углам прямоугольника и одна точка в центре для размещения приемного модуля. Привязка точек осуществлена при помощи высокоточных геодезических приемников Trimble.
Для проверки навигационных модулей ЛСН и базовых станций один из узлов стенда заменяется на тестируемое изделие и имитируется работа локальной системы навигации на реальных сигналах. Для проверки навигационных модулей ЛСН тестируемое изделие располагается рядом с абонентским блоком стенда, проводятся измерения координат и сравнение с показаниями абонентского блока и известными координатами. Для проверки базовых станций один из узлов блока формирования радионавигационного поля ЛСН заменяется на тестируемое изделие и проверяется прием сигналов на абонентском блоке, а также правильность определения собственных координат.
В статье приводятся детальное описание компонентов стенда и результаты экспериментальных исследований модулей ЛСН.
Стенд состоит из блоков формирования радионавигационного поля ЛСН, блока синхронизации и абонентского блока. В состав каждого блока входят приемопередающие модули. Основой приемопередающих модулей является спарка из вычислительного блока — отладочного комплекта на базе ПЛИС Xilinx Zynq-7000 AP SoC ZC706 Evaluation Kit и приемопередающей радиочастотной микросхемы — AD9361, установленной на мезонинной плате расширения для ПЛИС AD-FMCOMMS3-EBZ. Для повышения уровня излучаемого сигнала, коммутации радиотрактов AD9361 на антенну и фильтрации принимаемых сигналов к мезонинной плате расширения для ПЛИС AD-FMCOMMS3-EBZ подключена плата фильтрации, усиления и коммутации радиочастотного сигнала ЛСН, разработанная в АО «НИИМА «Прогресс». ПЛИС Xilinx Zynq-7000 с подключенной микросхемой AD9361 на мезонинной плате и платой фильтрации, усиления и коммутации радиочастотного сигнала ЛСН убраны в алюминиевый корпус для экранирования от внешних электромагнитных наводок и защиты от атмосферных воздействий.
Для обеспечения питания элементов стенда в полевых условиях и выработки высокостабильного тактового сигнала разработаны модули питания и тактирования. В качестве элементов питания использованы свинцово-кислотные аккумуляторы Delta серии DT емкостью 7 Ач и напряжением 12 В, что позволяет проработать каждому приемопередающему модулю до 10 часов в автономном режиме. Предусмотрена возможность работы от сети 220 В с автоматическим зарядом батарей. В качестве высокостабильного тактового генератора используются термостатированные генераторы ГК-142ТС фирмы «Морион». Модули питания и тактирования собраны в корпусах стандарта IP65 пыле- и влагозащиты.
На ПЛИС Xilinx Zynq-7000 разработано IP-ядро, описывающее СБИС цифрового тракта приемопередатчика локальной системы навигации К1917ВС014 разработки АО «НИИМА «Прогресс», которая является основой всех навигационных модулей ЛСН, с учетом работы с радиочастотной микросхемой AD9361, и программное обеспечение для навигационных модулей и базовых станций. Разработанное ПО позволяет организовать работу ЛСН в разных вариантах построения системы. Таким образом, достигается полная идентичность стенда и навигационного модуля на отдельных СБИС производства АО «НИИМА «Прогресс».
Для размещения узлов стенда проведена геодезическая привязка 5 точек на поле Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева: 4 точки для размещения базовых станций по углам прямоугольника и одна точка в центре для размещения приемного модуля. Привязка точек осуществлена при помощи высокоточных геодезических приемников Trimble.
Для проверки навигационных модулей ЛСН и базовых станций один из узлов стенда заменяется на тестируемое изделие и имитируется работа локальной системы навигации на реальных сигналах. Для проверки навигационных модулей ЛСН тестируемое изделие располагается рядом с абонентским блоком стенда, проводятся измерения координат и сравнение с показаниями абонентского блока и известными координатами. Для проверки базовых станций один из узлов блока формирования радионавигационного поля ЛСН заменяется на тестируемое изделие и проверяется прием сигналов на абонентском блоке, а также правильность определения собственных координат.
В статье приводятся детальное описание компонентов стенда и результаты экспериментальных исследований модулей ЛСН.
Отзывы читателей
