Тестирование навигационной аппаратуры потребителя GPS/ГЛОНАСС

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

И. Н. Корнилов

ТЕСТИРОВАНИЕ 
НАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ 
ПОТРЕБИТЕЛЯ GPS/ГЛОНАСС

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся 
по направлению подготовки
11.05.01 — Радиотехника

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2017

УДК 621.396
ББК 32.811я73
          К67

Рецензенты:
инженер-конструктор, канд. тенх. наук Р. А. Окулов;
канд. техн. наук, доцент И. Г. Самсонов, зам. гл. инженера 
АО УПП «Вектор»

Научный редактор — проф., канд. техн. наук Д. В. Астрецов

 
Корнилов, И. Н.
К67    Тестирование навигационной аппаратуры потребителя 
GPS/ГЛОНАСС : учеб.-метод. пособие / И. Н. Корнилов. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 48 с.
 
ISBN 978-5-7996-2044-8

Пособие содержит теоретические сведения о спутниковых навигационных системах и сигналах. В разделе 3 приведены общие требования, указания к подготовке и выполнению лабораторных работ, контрольные вопросы.

Библиогр.: 10 назв. Рис. 12.

УДК 621.396
ББК 32.811я73

ISBN 978-5-7996-2044-8 
© Уральский федеральный
 
     университет, 2017

Оглавление

Введение ....................................................................................5

Раздел 1. Теоретические сведения о спутниковых 
навигационных системах ............................................................7
1.1. Области применения спутниковой радионавигации ........7
1.2. Структура системы GPS .....................................................8
1.3. Метод определения координат ........................................10
1.4. Погрешность определения координат ............................13
1.5. Дифференциальный режим навигации ...........................15

Раздел 2. Имитация навигационных сигналов .........................18
2.1. Описание имитатора Spirent GSS6700 .............................18
2.2. Методика имитации навигационных сигналов ..............20
2.3. Методика оценки точности определения 
        координат и скорости НАП .............................................24
2.4. Помехоустойчивость НАП ...............................................27

2.4.1. Тестирование помехоустойчивости НАП 
            на соответствие стандартам ...................................27
2.4.2. Методика количественной оценки 
            помехоустойчивости НАП .....................................29
2.4.3. Пример исследования помехоустойчивости 
           НАП GPS/ГЛОНАСС ............................................31

Раздел 3. Лабораторный практикум .........................................33
Общие требования при прохождении 
лабораторного практикума .....................................................33
Лабораторная работа № 1. Знакомство с лабораторным 
оборудованием и программными средствами .......................35

Оглавление

Лабораторная работа № 2. Изучение характеристик 
системы GPS ...........................................................................36
Лабораторная работа № 3. Исследование точности 
навигации в дифференциальном режиме ..............................38
Лабораторная работа № 4. Влияние помех на НАП ..............40
Лабораторная работа № 5. Разработка траектории 
движения для транспортного средства ..................................42
Лабораторная работа № 6. Влияние затенения 
и многолучевого распространения радиоволн ......................44

Библиографический список ...................................................46

Введение

С
путниковые навигационные технологии широко применяются во всем мире. Уже созданы системы GPS (США), 
ГЛОНАСС (Россия); также производится развертывание новых систем Galileo (Европа), Beidou (Китай) и др. Существующие системы постоянно модернизируются: вводятся новые 
спутники, совершенствуются спутниковые сигналы, улучшаются характеристики навигационной аппаратуры потребителя.
Навигационные приемники используются на борту самолетов, на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, в геодезии, строительстве, сельском хозяйстве, горном 
деле. При таком массовом выпуске навигационных приемников необходимо проводить тестирование их работоспособности и характеристик при различных условиях.
При проведении испытаний, тестировании, определении 
технических характеристик навигационной аппаратуры потребителя (НАП) ГЛОНАСС/GPS возникает целый ряд проблем. 
Во-первых, сложно обеспечить полную повторяемость экспериментов. Во-вторых, уровни мощности сигналов от навигационных спутников на входе НАП точно не известны. В-третьих, 
организация экспериментов с НАП, которой предстоит эксплуатация на море, в полете или даже в космосе, затруднительна 
и имеет высокую стоимость.
Решением обозначенных проблем является использование 
имитаторов навигационных сигналов для тестирования НАП 
в лабораторных условиях. Существует большое количество 
имитаторов зарубежного и российского производства [1–5]. 
Но создавать сложные траектории движения транспортных