Спосіб метрологічного контролю приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем та пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до вимірювальної техніки, і може бути використаний для контролю метрологічних характеристик засобів вимірювання при визначенні відстаней між об'єктами (пунктами), наприклад в системах супутникової навігації. Відомий спосіб контролю метрологічних характеристик приймально-вимірювальних наземних комплексів супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами, який полягає в тому, що поряд з вимірюванням відстані між пунктами за допомогою вищеназваних комплексів, проводять додаткові контрольні вимірювання цієї відстані традиційними засобами вимірювання (світловіддалемірний, інтерференційний і за допомогою приладу Едеріна) і порівнюють результати обох вимірювань [1]. Даний спосіб реалізується за допомогою метрологічно-контрольованого приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем, який складається з двох пунктів спостереження, в кожному з яких розміщені антенно-приймальні пристрої, виходами з'єднаними з обчислювачем, і світловіддалемірні засоби вимірювання [1]. Недоліками відомого способу і його технічної реалізації є складна схема вимірювання, яка вимагає значного часу на проведення вимірювань і використання додатково дорогих, унікальних вимірювальних приладів, які мають обмежений діапазон вимірювання відстаней. Найбільш близьким до технічною рішення, яке заявляється, є спосіб метрологічного контролю приймальновимірювального наземного комплексу супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами, який полягає в прийманні сигналів зі штучних супутників Землі антенно-приймальними пристроями, розміщеними в опорних пунктах з відомими координатами, та повірковим і зразковим приймально-вимірювальними пристроями, розміщеними парами на невеликій відстані один від іншого в робочих пунктах, визначення за допомогою обчислювача на основі прийнятих сигналів відносних координат робочих пунктів і обчислення відстані між робочими пунктами з повірковим і відстані між робочими пунктами зі зразковими приймальне - вимірювальними комплексами, та порівнянні результатів обчислення між собою [2]. Найбільш близьким до технічного рішення, яке заявляється, є метрологічно-контрольований приймальновимірювальний наземний комплекс супутникових систем, який складається з опорних і робочих пунктів спостереження, в кожному з яких розміщені приймальні пристрої, виходами з'єднаними з обчислювачем, а входами - з антенними пристроями, які містять геодезичні знаки зі встановленими на них геодезичними головками, на яких закріплені антенні блоки, при цьому в робочих пунктах спостереження розміщено парами повіркові і зразкові антенно-приймальні пристрої [2]. Недоліками прототипу (способу і його технічної реалізації ) є складна схема вимірювання, трудомісткість і дороговизна його проведення, які вимагають використання додаткових унікальних антенно-приймальних пристроїв, встановлених в опорних пунктах спостереження і додаткових зразкових антенно-приймальних пристроїв в робочих пунктах спостереження. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити спосіб метрологічного контролю приймальновимірювального наземного комплексу супутникових систем при визначенні відстаней між пунктами, шляхом проведення додаткового вимірювання відстані між пунктами при каліброваному зміщенні вздовж лінії вимірювання антенного блоку в одному з пунктів спостереження і визначення різниці відстаней між пунктами при незміщеному і зміщеному антенному блоці, та порівняння її з відстанню каліброваного зміщення антенного блоку, що забезпечує контроль метрологічних характеристик вимірювального комплексу, при низьких трудомісткості і собівартості. Поставлена задача досягається тим, що у способі метрологічного контролю приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами, який полягає в прийманні за допомогою антенно-приймальних пристроїв, розміщених в цих пунктах, сигналів зі штучних супутників Землі, і на основі прийнятих і оброблених сигналів визначенні в обчислювачі відстані між пунктами, згідно винаходу, проводять додаткове вимірювання відстані між пунктами при каліброваному за допомогою високоточного мікрометричного пристрою переміщенні вздовж лінії вимірювання антенного блоку, який міститься в антенному пристрої, і за результатами обох вимірювань знаходженні різниці між виміряними відстанями, після цього від знайденої різниці відстаней віднімають відстань каліброваного переміщення антенного блоку і отримують похибку приймально-вимірювального комплексу. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити метрологічно-контрольований приймальновимірювальний наземний комплекс супутникових систем, шляхом введення в антенний пристрій одного з пунктів спостереження високоточного мікрометричного пристрою, що забезпечує зниження трудомісткості і собівартості проведення метрологічного контролю. Поставлена задача досягається тим, що у метрологічно-контрольований приймально-вимірювальний наземний комплекс супутникових систем, який складається з двох пунктів спостереження, в кожному з яких розміщені приймальні пристрої, виходами з'єднаними з обчислювачем, а входами - з антенними пристроями, які містять антенні блоки і геодезичні знаки, на яких встановлені геодезичні головки, на яку в одному з пунктів спостереження закріплений антенний блок, згідно винаходу, в іншому пункті спостереження на геодезичну головку встановлено високоточний мікрометричний пристрій, на якому закріплено антенний блок. Введення у спосіб метрологічного контролю приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами додаткового вимірювання відстані між пунктами при каліброваному зміщенні вздовж лінії вимірювання антенного блоку дозволяє визначити похибку приймальновимірювального наземного комплексу при низьких трудомісткості і собівартості. Введення у метрологічно-контрольований приймально-вимірювальний наземний комплекс супутникових систем в одному з пунктів спостереження високоточного мікрометричного пристрою дозволяє здійснювати калібровану зміну відстані між пунктами спостереження і визначити похибку вимірювання відстані між пунктами за допомогою цього комплексу. Порівняльний аналіз рішення, яке заявляється, з прототипом показує, що запропонований спосіб відрізняється від відомого наявністю нових дій в процесі метрологічного контролю приймально-вимірювального комплексу, які полягають у додатковому вимірюванні відстані між пунктами при каліброваному зміщенні одного з них (антенного блоку) вздовж лінії вимірювання і знаходженні різниці відстаней між пунктами при незміщеному і зміщеному пункті спостереження, та віднімання від цієї різниці відстаней каліброваного переміщення пункту (антенного блоку), що забезпечує контроль метрологічних характеристик вимірювального комплексу при низьких трудомісткості і собівартості. Порівняльний аналіз заявленого метрологічно-контрольованого приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем показує, що він відрізняється від відомого наявністю в одному з пунктів спостереження на геодезичній головці антенного пристрою високоточного мікрометричного пристрою, на якому закріплений антенний блок, що виключає використання унікальних, складних засобів контролю. На фіг. 1 зображена структурна схема метрологічне-контрольованого наземного комплексу супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами спостереження, на фіг. 2 і фіг. 3 - конструкція антенних пристроїв відповідно без і з мікрометричним пристроєм, а на фіг. 4 - положення антенних блоків в пунктах спостереження. Метрологічно-контрольований приймально-вимірювальний наземний комплекс супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами, містить (фіг. 1) пункти 1 і 2 спостереження, в кожен з яких відповідно входять пристрої 3 і 4 приймальні, виходами з'єднаними з першим і другим входами обчислювача 5, а входами - з пристроями 6 і 7 антенними, які конструктивно складаються (фіг. 2, 3) з антенних блоків 8 і 9 і геодезичних знаків 10 і 11, на яких встановлені геодезичні головки 12 і 13, на яку в пункті 1 спостереження закріплений антенний блок 8, а в пункті 2 спостереження на геодезичну головку 13 встановлено високоточний мікрометричний пристрій 14, на якому закріплено антенний блок 9. Спосіб метрологічного контролю приймально-вимірювального наземного комплексу супутникових систем для вимірювання відстаней між пунктами здійснюється наступний чином. У вихідному стані мікрометричний пристрій 14 встановлюється у фіксоване положення, наприклад в нульове положення за показами шкали. Антенні пристрої 6 і 7 в пунктах 1 і 2 спостереження приймають сигнали, які неперервно випромінюються в напрямку Землі антенними пристроями радіопередавачів, розміщених на супутниках. Сигнали з антенних пристроїв 6 і 7 поступають в приймальні пристрої 3 і 4, які визначають координати фазових центрів антенних пристроїв 6 і 7. Дані про координати фазових центрів антенних пристроїв поступають в обчислювач 5, де проводиться визначення відстані між цими фазовими центрами. Відстань Χ1 між пунктами 1 і 2 спостереження (фіг. 4) виміряна за допомогою приймально-вимірювального комплексу, можна представити у вигляді o o X1 = X1 ± DX1 = X1 ± DX 1 X o 1 o X1 o = X 1 (1 ± d 1 ) , (1) o де X1 - дійсне значення відстані між пунктами; DX1 і d1 - абсолютна і відносна похибка вимірювання цієї відстані. Якщо в пункті 1 спостереження антенний блок змістити за допомогою мікрометричного пристрою вздовж лінії вимірювання на відстань d: d = d 0 ± Dd 0 = d 0 (1 ± d 0 ) , (2) то нова відстань Х2 між пунктами 1’ і 2 спостереження, визначена за допомогою того ж приймальновимірювального комплексу, становитиме X 2 = X o ± DX 2 = X o (1 + d 2 ) . (3) 2 2 В (2) позначено через d 0 - дійсне значення відстані зміщення антенного блоку, через Dd 0 і d 0 - абсолютну і відносну похибки зміщення антенного блоку, а в (3) позначено через X o - дійсне значення відстані між пунктами 2 при зміщеному антенному блоці в пункті 1, через DX 2 і d 2 - абсолютну і відносну похибки вимірювання цієї відстані. Різниця між виміряними відстанями Χ 1 і Х2 складе ΔΧ і її можна представити у вигляді: o o DX = X1 - X 2 = X1 - Xo ± d1 X1 - (± d 2 )Xo . (4) 2 2 При d