1、中华人民共和国国家标准罗兰系统通用技术条件发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准罗兰系统通用技术条件国家技术监督局批准实施主题内容与适用范围本标准规定了罗兰即长河二号系统所用的主要术语技术要求主要性能的测试试验方法检验规则以及标志包装运输和贮存本标准适用于罗兰系统及有关设备引用标准船用罗兰接收设备通用技术条件地面无线电导航设备环境要求和试验方法船用导航设备通用要求和试验方法术语罗兰系统指工作在频段的远程无线电导航系统它发射的信号主要用于导航同时也可用作定时和校频有时还用作通讯系统包括地面发射台一个主台和两个或多个副台监测站控制中心用户设备等罗兰台链指具有共同时间基准并采用同样的脉冲组
2、重复间隔的一组罗兰发射台台链中提供时间基准的台称主台其余的台称副台发射台位置指发射天线相位中心对应的经纬度基线指主副台之间的测地线台链覆盖区指在一年的周期内至少百分之九十五的时间能满足一定地波信噪比条件和一定定位精度要求的区域罗兰脉冲指所有罗兰发射台发射的具有标准特性的脉冲信号该信号前沿上升规律应符合附录参考件公式脉冲后沿应满足频谱及防天波干扰的要求脉冲组指罗兰地面台发射的形状相同的一串脉冲主台九个为一组副台八个为一组脉冲间隔指罗兰脉冲组中相邻脉冲时间基准之间的时间间隔相位编码指每组脉冲内射频载波相位按特定规律调制后的一种相位排列方式每个脉冲的相位可以调制成零弧度或弧度零相位编码称为正相位编码
3、相位编码称为负相位编码载频过零点指从天线底部回路中直接耦合的电流达到零直流电平的那个时刻基准过零点指正相位编码的发射天线电流脉冲最接近点的正向过零点或负相位编码脉冲最接近点的负向过零点脉冲时间基准指脉冲基准过零点的时间脉冲组时间基准指脉冲组中第一个脉冲的脉冲时间基准脉冲组重复间隔指罗兰发射台发射的相邻两个脉冲组时间基准之间的时间间隔的倒数称脉冲组重复率相位编码间隔指相位编码重复一次的时间间隔罗兰脉冲编码每两个重复一次前一个称其间的脉冲称作组脉冲另一个称其间的脉冲称组脉冲台链时间基准指主台信号组的脉冲组时间基准发射时间指天线电流波形的组脉冲时间基准出现的时间发射延迟指当两个发射台用共同的时间基准
4、发射时在同一个脉冲组重复间隔中副台发射时间相对主台发射时间的滞后时间编码延迟指当两个发射台用共同的时间基准发射时在同一个脉冲组重复间隔中副台发射时间与主台信号到达副台时间之间的差值同步指主副台信号保持某个预定的发射延迟值稳定发射这种状态单工台指仅发射一种脉冲组重复间隔信号的发射台双工台指同时为两个台链发射两种不同的脉冲组重复间隔信号的发射台发射机的封闭指在双工台两种重复率的脉冲组信号在时间上重叠时对优先等级低的信号采取抑制使其不能发射信号格式指脉冲组中的脉冲个数脉冲组内诸脉冲之间的间隔每个脉冲的载频相位编码发射台的脉冲组重复间隔副台发射延迟闪烁封闭方式等包周差指射频载波的相位和脉冲包络波形的起
5、始时间之间的时间关系规定当脉冲包络的点和载波基准过零点重合时包周差为零如果包络的点滞后于基准过零点包周差为正反之如果超前于基准过零点则包周差为负滞后或超前的数量就是包周差的正负数值系统校准指通过测量将台链每个副台的发射延迟调整到规定的数值上并同时确定相应的控制标准量的过程监测站指为控制台链或一个台对在覆盖区中设置的观测时差和包周差等参量的测量站每个台链至少设一个监测站台链控制指将从监测站及发射台来的时差和包周差与相应的标准值进行比较确定时差和包周差的调整量并作出相应调整的过程控制台指实施台链控制的台又称控制中心控制标准时差指控制中心用来比较监测站时差测量结果的参考标准值控制标准包周差指台链校准
6、期间所确定的在监测站处需保持的标准包周差值作为控制中心评价监测站处包周差测量值的标准闪烁告警指脉冲组中某些脉冲重复出现断通断的发射闪烁告警是系统告警的一种形式告警容差指时差或包周差偏离标称值而必须进行闪烁告警时的偏差极限值控制容差指时差或包周差偏离标称值而必须进行台链控制调整时的偏差极限值峰值辐射功率指与辐射脉冲信号的最大射频半周具有相同峰值幅度的连续波的功率天线辐射电阻天线辐射电阻定义为式中峰值辐射功率发射天线底部电流最大射频半周的峰值幅度发射能谱如果辐射场强用时间函数表示发射能谱就由这个时间函数的能谱密度函数来决定这个能谱密度函数由式给出式中角频率地波信号指沿地球表面传输到接收点的发射台辐
7、射信号地波信号也简称地波天波信号指经电离层反射后传输到接收点的发射台辐射信号天波信号也简称天波经电离层一次反射的称一次天波多次反射的称多次天波作用距离指在保证预定的定位精度的前提下系统可以达到的最大距离符合时间指主台脉冲组时间基准和协调世界时秒的重合时间零规定为年月日时分秒其他秒由历表给出罗兰授时指用罗兰发射台统一播发频率和时间基准以供有关用户统一时间的服务将主台的频率和相位准确地同步在国家时频基准的某个母钟上使台链时间基准同符合时间一致用户则可在广大地域上通过接收罗兰信号得到精确而统一的时间信息这就是罗兰授时的过程绝对定位精度指所定位置相对真实位置的误差相对定位精度指多次所定位置相对其平均位
8、置的误差又称重复性精度传播修正指用实验和理论估算的方法对传播误差进行修正技术要求一般要求台站电源发射台监测站控制中心等电子设备的交流电源除应满足设备提出的频率电压稳定性及功率容量的要求外还应保障长期供电和可靠供电并有安全保险装置发射台除外接交流电源外还应有自备发电装置且能自动切换发射台的时频基准及控制设备的信息处理存贮部分应备有能供给以上工作的直流应急电源监测站及控制中心应配备有相应的应急电源台链配置台链配置应合理布局布局的主要技术原则是根据对覆盖区及导航定位精度的要求合理选择副台数目基线长度基线间的夹角及各基线的方位发射台台址台址选择选择台址的一般技术原则是场地开阔有利于信号的发射远离大中城
9、市收讯中心和有污染的厂矿避开多地震强地震地区及有开采价值的富矿区以及铁磁矿不管有无开采价值区发射台位置的测量精度指发射台位置在年北京坐标系中的测量精度其绝对误差应小于监测站及控制中心位置监测站选址监测站一般应位于台链主要覆盖区之内监测站得到的时差和包周差数据应与覆盖区的相应数据有较大的相关性场地选取应保证有利于信号的接收控制中心位置应设置在便于对台链进行控制和管理的地方发射台频率基准罗兰发射台的频率基准一律采用商用铯束频率标准主要性能指标应不低于频率准确度频率稳定度台链的脉冲组重复间隔选择范围在之间以为步阶任意选择选用原则尽量减小与邻近台链间的交叉干扰对于双工台则要求所选的两个组重复间隔应满足
10、每秒平均发射脉冲个数以发射机的允许为限度一般小于个交叉抑制间隔主台脉冲组定时在用作导航的情况下主台自主发射兼作授时时主台频率基准的频率和相位是受控的其频率相对国家授时频率基准在之内在符合时间其脉冲组时间基准与的秒信号相差在之内副台脉冲组定时任何副台的频率基准相对主台频率在之内发射延迟应满足条的相应要求发射延迟的选取选择的副台发射延迟应使同一台链内所有能正常接收信号的地方均满足任何副台与主台的最小时差为任何两个时差的最小差值为最大时差为任何一个台的脉冲组的最后一个脉冲与同一台链内下一个脉冲组的第一个脉冲相应基准点间的最小间隔不小于主台第九个脉冲和下一个副台脉冲组的第一个脉冲之间最小间隔不小于见图
11、图发射延迟的分配规则双工台的封闭区间信号封闭的封闭区间规定为优先脉冲组第一个脉冲前至最后一个脉冲后在这一区间内另一重复率的脉冲被抑制不能发射发射机封闭优先等级规定封闭优先等级规定的原则依次是主台信号优先脉冲组重复间隔较大者优先在时间上先到者优先两重复率交替优先具体采用哪种由系统设计方决定控制中心应具备的基本功能控制中心对本台链各个发射台及监测站传送来的数据信息有接收记录显示和处理的能力它可以向发射台和监测站进行状态询问控制中心能根据接收来的数据和状态信息进行遥控操机和台链控制主要性能要求台间同步精度同一台链内各副台相对主台的同步精度用测试值相对预定值的偏差以及监测站的时差测量值相对的保持精度来
12、量度要求测量的小时均值相对预定值的偏差小于测量值的标准偏差小于监测站时差相对的保持精度满足式规定式中监测站时差的标准偏差监测时差的均值取样间隔取样数不小于控制与告警控制容差和告警容差控制容差和告警容差不大于表的规定超过控制容差应实施台链控制超过告警容差则应进行闪烁告警表控制容差与告警容差控制容差告警容差闪烁告警出现下列情况之一时应实施闪烁告警时差超差包周差超差相位编码或组重复间隔错误主台或副台工作在半功率以下或其中之一停发闪烁格式一般用副台脉冲组闪烁进行告警其闪烁格式规定为第一和第二脉冲间断发射每发停主台脉冲也可以同时进行闪烁告警其告警闪烁格式是第九脉冲按图间断发射不能用的时差通断图形无接通约
13、接通约图主台第九脉冲闪烁码校频能力每个地面发射台均具有利用本台链信号进行校频的能力校频精度不低于系统定位精度罗兰系统的定位精度与特定台链和台链覆盖范围内的位置有关对具体台链的定位精度应分区域提出通常罗兰系统的相对定位精度为绝对定位精度为作用距离罗兰系统的作用距离与特定台链有关而且白天和夜间不相同通常罗兰系统的作用距离为发射特性辐射功率罗兰发射台的峰值辐射功率根据需要选取一般在到之间频谱要求频带之外的能量应小于辐射信号总能量的低于或高于的单边带外能量不超过谐波抑制相对的基波各次谐波的谱线电平均不超过表中的规定表各次谐波相对基波的上限值谐波上限值次次次次或以上发射脉冲特性注发射脉冲前沿的标准形式以
14、及实际罗兰波形包周差值和峰值幅度的计算方法见附录参考件到峰点的时间脉冲到峰点的时间为式中波形包周差值波形半周幅度单半周幅度容差单半周幅度容差应满足式要求式中为实际波形前沿第个半周相对脉冲峰值幅度的归一化值理论波形第个半周相对脉冲峰值幅度的归一化值半周幅度的总体容差半周幅度的总体容差应满足式的要求波形幅度的稳定性在脉冲波形前十三个半周中任意一个半周的峰值幅度在一组测量中的最大变化小于脉冲后沿脉冲后沿以满足系统对波形的频谱要求为主但对时应满足射频过零点基准过零点时间的变化在一个相位编码周期内任意两个脉冲的基准过零点时间的重合性差异应满足单重复率工作小于双重复率工作小于基准过零点时间的稳定性在一个编
15、码周期中对每个脉冲基准过零点时间所做的一组测量值其峰峰变化单重复率工作小于双重复率工作小于过零点时间的稳定性及相位误差的标准偏差任一脉冲载频在范围内的过零点时间应满足下述要求峰峰变化单重复工作率小于双重复工作率小于标准偏差单重复工作率小于双重复工作率小于脉冲组内诸脉冲的一致性脉冲间的峰值幅度容差组内诸脉冲峰值幅度的差异按式计算并满足表的要求式中组内最大脉冲的电流峰值组内最小脉冲的电流峰值脉冲间的峰值幅度容差表脉冲间的峰值幅度容差单重复率工作双重复率工作脉冲间的包周差容差脉冲组内任意两个脉冲的包周差的差值均小于脉冲间的定时容差八个脉冲中的脉冲间隔为诸脉冲的第六个过零点时间相对第一个脉冲第六个过零
16、点时间扣除相应整数倍后相差不超过下列值单重复工作率双重复工作率主台第九脉冲与第八脉冲的间隔为相位编码罗兰脉冲组的相位编码按表规定表罗兰相位编码主台副台监测站基本性能要求监测站应能连续工作并至少能同时测量两个时差三个台信号的包周差幅度和信噪比时差测量均方根误差小于包周差测量平均偏差小于对监测结果能直接显示和打印记录并能直接传送至控制中心罗兰接收设备船用接收设备船用罗兰接收设备的技术条件应符合的规定其他接收设备其他接收设备的技术条件由产品标准规定系统中设备的环境适应性要求本系统地面电子设备的环境适应性均应符合中的相应规定船用接收设备的环境适应性要求应符合第章的规定其他接收设备的环境适应性要求由产品
17、标准规定电磁兼容性外界对本系统设备的电磁影响由产品标准规定本系统发射台对外界的电磁影响应满足条和条中规定的要求可靠性在外界工作条件保障的情况下本系统单台信号的年时间可利用率不低于系统各设备的平均无故障工作时间及平均维修时间各遵从相应产品标准中的规定试验方法系统主要性能的试验方法见附录补充件组成本系统各设备的试验方法由产品标准规定检验规则系统不作定型检验和例行检验只作交收检验系统交收检验的项目可参照本标准第章中的内容部分或全部实施由产品标准规定但以下项目必须检验系统定位精度作用距离频谱谐波抑制组成本系统的各设备的检验按有关产品标准的具体规定进行标志包装运输和贮存组成本系统的各有关设备的标志包装运
18、输和贮存由产品标准具体规定附录主要性能试验方法补充件本附录规定的测试方法仅是试验方法的一种其他能达到同等效果的方法亦可使用系统性能试验台间同步精度测试仪器小铯束频标指标不低于条的要求便携式电源产生器试验方法用飞机搬钟方法测试对主副台不同时间测试所引入的时间误差应小于主副台要用同一套设备测试允许用相对主副台的同一参考基准测试但所用参考基准在主副台相对发射时刻的差异应小于测试结果应满足条的要求监测站对的保持精度在监测站测量在一天中任取三个一小时的时间段分别测试三个测试结果均应满足条的要求控制与告警测试仪器示波器以上试验方法控制和告警试验应在系统稳定工作时进行置主副台频差在附近在控制中心记录监测站的
19、时差和包周差值作出时差和包周差值的小时均值曲线试验期内副台做正反两个方向的本地相位调整各次每次所做时差和包周差小时均值曲线上超过条表所列控制容差值的点不能连续出现个记录值超过条表所列告警容差值后之内应闪烁告警闪烁告警在主台用示波器观测告警格式应符合条的规定校频能力测试仪器计算计数器试验方法校频过程允许的最大时间小于校频能力测试框图见图图校频能力测试框图校频能力测试在校频完成后的连续两天的时至时进行测试开始至结束期间发射台不做相位调整本地发射基准在副台作为计数器的关门信号输入在主台作为开门信号输入每分钟打印一个时间间隔校频精度用对应的时间间隔的均值之差除以来量度结果应满足条的要求系统定位精度测试
20、仪器提供比对位置的有关仪器设备试验方法对测试台链不同精度要求的区域分别测试每一测试区域至少取分布均匀的测试点个允许对实测数据按预告的传播修正值进行修正相对定位精度用测试点多次读数不得少于个的标准偏差量度绝对定位精度用测试点多次读数不得少于个的标准偏差和读数均值相对比对位置偏差的平方和的平方根值来量度比对位置的精度应至少高出所测精度倍以上测试结果应满足所测台链根据条提出的相应要求作用距离测试仪器同试验方法在特定台链按条提出的作用距离附近误差小于至少选个测试点按的方法测试定位精度每点测次次测量接收机不允许连续开机测试结果应满足被测台链在测试区域的精度要求发射特性试验辐射功率测试仪器电磁干扰测量仪误
21、差小于高频电流表误差小于连续波功率产生器试验方法在距发射天线中心范围内选择分布尽量均匀的合适测试点个将连续波功率产生器接入发射天线底部调谐后每分钟记录一个输入电流在测试点每三分钟测读一个场强值每个测试点取数不少于个对每个测试点用测得的场强平均值计算出发射天线的辐射电阻值测量出被测罗兰发射机输送到天线底部的脉冲峰值电流见条用个测试点辐射电阻平均值和条测试结果计算峰值辐射功率结果应满足被测发射台根据条提出的要求辐射频谱和谐波测试仪器频谱分析仪陷波滤波器示波器以上衰减器试验方法测试仪器应按规定预热和校准受试设备进入稳态后开始测试测试框图见图图频谱测试框图按表规定拍摄示波器上的电压谱线在照片上取出每隔
22、的离散频率每隔的谐波频率相对的电平值对条取出的值作频率修正用辛普生数值积分公式计算带外和带内能量其结果应满足条的要求谐波相对分量应满足条的要求表频率中心频率扫频宽度续表中心频率扫频宽度脉冲后沿测试仪器示波器以上产生器试验方法发射机置为试验设备进入稳态后进行测试用本地时频基准的输入产生器然后用产生器的输出同步示波器用示波器测出脉冲组中第一脉冲最大射频半周的峰值电平和脉冲起点后处的电平测试结果应满足条的要求发射脉冲特性本条测试项目包括除条外条中的全部内容测试仪器罗兰专用测试仪罗达克试验方法测试前发射机应进入稳定工作状态按罗达克手册要求完成规定的调整和校验接近所需的各种信号用罗达克的工程分析方式按表
23、置定系统参数测试内容和罗达克指令列于表各项测试结果应满足条的相应要求表测试参数的规定测试方式系统参数重复率间隔脉冲序号采样次数峰值幅度分析或或或或或全部或包周差分析或全部个脉冲续表测试方式系统参数重复率间隔脉冲序号采样次数基准时间分析或全部个脉冲基准幅度分析或全部个脉冲正交幅度分析或或或或或或全部或相位分析或或或或或或全部或注双重复率工作时高重复率及低重复率二者单独测试测试时只置定相应的或指八脉冲代表的区间指八脉冲代表的区间表脉冲特性测量测试内容测试方式指令脉冲前沿正交幅度分析脉冲到顶时间正交幅度分析脉冲包周差正交幅度分析包周差分析脉冲单个半周幅度容差正交幅度分析或用峰值或半周幅度的总体容差峰
24、值幅度分析或用正交值或波形幅度稳定性正交幅度分析基准过零点时间的变化基准时间分析基准过零点时间稳定性基准时间分析射频过零点时间稳定性及相位误差的标准偏差相位分析脉冲间的峰值幅度容差基准幅度分析或峰值幅度分析或脉冲间的包周差容差包周差分析或峰值幅度分析或脉冲间的定时容差基准时间分析相位编码包周差分析附录罗兰发射脉冲前沿的标准形式和实际波形包周差算法参考件发射脉冲的前沿发射脉冲前沿的标准形式用发射天线底部电流定义式中峰值天线电流幅度的归一化常数时间包周差相位编码参量对正相位编码为对负相位编码为实际波形包周差算法实际辐射波形的包周差按下述方法计算计算出实际波形和标准前沿前个半周峰值间的偏差计算使上述个偏差值的均方根值取最小值的包周差值和值条中计算出的包周差值即为实际波形的包周差值值对应的峰值幅度即为实际波形的峰值幅度附加说明本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出本标准由机械电子工业部第二十研究所负责起草
