Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2009 №4

СН4706 — ГЛОНАСС/GPS-приемник для встраиваемых приложений

Бурьян Евгений  
Борсук Олег  

Продолжает расти интерес к области коммерческого применения российской спутниковой системы навигации — «ГЛОНАСС» (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система). ЗАО «КБ НАВИС» своевременно выводит в производство новый ГЛОНАСС/GPS навигационный приемник — СН-4706. В статье представлен краткий обзор характеристик приемника, появление которого актуально для современных коммерческих приложений — комплексов мониторинга транспорта, станции доступа Wi-Fi / WiMAX и т. д.

О предприятии

ЗАО «КБ НАВИС» (Закрытое акционерное общество «Конструкторское бюро навигационных систем») создано в 1996 году. Основное и постоянно развивающееся направление деятельности предприятия — это разработка и производство навигационной аппаратуры для спутниковых навигационных систем (НАП СНС).

Значительная часть такого оборудования относится к разряду профессионального и специального, и до последнего времени именно этот класс аппаратуры был основной сферой деятельности подразделений разработки и производства предприятия. Данному факту соответствовало несколько объяснений:

  • отсутствие (неразвитость) коммерческого рынка навигационного оборудования и навигационных услуг в России;
  • относительно высокая стоимость отечественных двухсистемных ГЛОНАСС/GPS-приемников по сравнению с импортными GPS-приемниками массового производства;
  • более высокое энергопотребление и массогабаритные размеры двухсистемных приемников;
  • проблемы с разворачиванием группировки СНС ГЛОНАСС.

В последние два года наметились положительные тенденции в решении перечисленных проблем, что явилось причиной частичного смещения акцентов в развитии навигационного оборудования ЗАО «КБ НАВИС» в сторону разработки и освоения крупносерийного производства коммерческой НАП СНС.

Коммерческие ОЕМ-продукты

Сегодня в продуктовой линейке предприятия присутствуют: два модуля для встраиваемых коммерческих приложений NAVIOR-24 (СН-4701) и СН-4706, а также антенна типа В102.

Основные технические характеристики приемников приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические характеристики приемников NAVIOR-24 (СН-4701) и СН-4706

Наименование параметров Характеристики
NAVIOR-24 (СН-4701) СН-4706
 
Количество каналов 24
Типы обрабатываемых сигналов ГЛОНАСС ПТ, GPS C/A, WAAS C/A
Погрешность определения:  
координат места 9 м (типовое 2 м) 3 м (типовое 2 м)
высоты 12 м (типовое 3 м) 5 м (типовое 3 м)
времени 100 нс 40 нс
скорости 0,1 м/с 0,05 м/с
Время первого определения:  
«холодный старт» не более 90 с не более 90 с (типовое 50 с)
«теплый старт»:
до 2 часов
более 2 часов
 

50 с
 
типовое 20 с
типовое 35 с
«перезахват» на время не более 30 с не более 6 с не более 6 с (типовое 3 с)
Дискретность выдачи навигационной информации 1, 2, 5 Гц
Чувствительность, дБ·Вт:  
с входа модуля –150 –150
с активной антенной –165,5 –164,5
Напряжение питания, В 3–3,3 3–3,3
Потребление, Вт:  
непрерывная навигация не более 1,5 не более 0,9
экономичный режим 0,4–0,6
Интерфейсы UART – 2 шт. (TTL-уровни), GPIO – 8 линий, 1 PPS
Протоколы обмена NMEA0183 (IEC 1162), BINR, RTCM SC104 V2.2
Габаритные размеры, мм 50×75×15 35×35×7
Масса, г 35 15
Рабочий диапазон температур, °С –40…+70 –40…+85

Приемник NAVIOR-24, предшественник СН-4706, хоть и является коммерческим, больше предназначен для профессиональных (ответственных) применений. Он отлично зарекомендовал себя в морских, авиационных, железнодорожных и универсальных приложениях.

Основные технические характеристики антенны типа В102 приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные технические характеристики антенны типа В102

Наименование параметров Характеристики
 
Диапазон рабочих частот, МГц от 1570 до 1610
Коэффициент усиления УМШ, дБ 27,0 ±2,0
Коэффициент шума УМШ, дБ не более 2,0
КСВН выхода не более 2,0
Выходной импеданс, Ом 50
Напряжение питания, В 2,7–5,5
Ток потребления, мА не более 25
Масса (с кабелем), кг не более 0,09
Габаритные размеры, мм 47×36×15,5
Длина кабеля RG174, м 3 или 5
Типы ВЧ-разъемов SMA (или TNC)
Диапазон рабочих температур, °С –40…+55

Необходимо отметить, что критичными техническими требованиями к ГЛОНАСС/GPS- антенне, для качественного приема навигационных сигналов, в комплекте с OEM-приемниками производства ЗАО «КБ НАВИС» являются коэффициенты передачи (20 ±3,0 дБ) и шума (не более 2,5 дБ). Антенна типа В102 соответствует данным требованиям и предназначена для установки без дополнительного монтажа с помощью встроенных магнитов, что определяет ее дополнительное преимущество для коммерческих приложений.

СН-4706 — решение поставленных задач

Основные задачи при разработке приемника СН-4706 были следующие (задачи расставлены в порядке важности приоритетов):

  • снижение стоимости модуля;
  • снижение энергопотребления модуля;
  • уменьшение массо-габаритных характеристик;
  • высокие технические характеристики.

При этом предполагается, что модуль СН-4706 как встраиваемое приложение будет ориентирован на использование в системах:

  • персональной навигации (трекеры, PND);
  • безопасности («черные ящики»);
  • зависимого наблюдения;
  • транспортных (автомобильных, железно- дорожных);
  • телекоммуникационных (в качестве источ- ника точного времени);
  • беспроводных (Bluetooth);
  • портативных телекоммуникаторах (PDK).

На начало 2009 года в ЗАО «КБ НАВИС» налажено производство приемников типа СН-4706, который представляет собой 24-канальный ГЛОНАСС/GPS/WAAS-приемник для SMT-монтажа для встраиваемых приложений.

На рис. 1 приведены типовые оценки точности определения координат, получаемые модулем СН-4706 в статическом режиме (суточный набор) и составляющие 0,9 м (СКО) в плане и 1,8 м (СКО) по высоте.



Рис. 1. Типовые оценки точности определения координат приемника СН-4706 (погрешность навигационных определений)

На рис. 2, 3 приведены типовые характеристики времени «холодного» и «теплого» стартов, получаемые на приемнике СН-4706 и составляющие в среднем соответственно 44 и 20 с.



Рис. 2. Типовая характеристика времени — «холодный старт» приемника СН-4706



Рис. 3. Типовая характеристика времени — «теплый старт» приемника СН-4706

Система энергосбережения позволяет работать модулю в следующих режимах:

  • режим поиска сигналов КА — 0,9 Вт;
  • режим слежения — 0,78 Вт;
  • режим однократных определений (до 30 с)— 0,45 Вт;
  • «спящий» режим— 0,35 Вт.

Все режимы программно доступны и управляемы.

На рис. 4 отображено энергопотребление модуля в режиме однократных определений.



Рис. 4. Энергопотребление модуля в режиме однократных определений

Структурная схема приемника приведена на рис. 5.



Рис. 5. Структурная схема приемника СН-4706

СН-4706 выполнен на специализированной элементной базе, разработанной в ЗАО «КБ НАВИС», которая включает в себя:

  • СБИС радиоприемного устройства (СБИС RRU);
  • ИС малошумящих усилителей (LNA);
  • комплект фильтров ПАВ (SAW);
  • СБИС навигационных корреляторов (СБИС NC172).

Особенность СН-4706 — высокая помехозащищенность от внеполосных помех. При этом основополагающий принцип построения заключается в том, что двухсистемный приемник не должен иметь характеристики помехозащищенности хуже, чем односистемный приемник GPS, и внеполосные помехи не должны приводить к блокированию приема при расширении его полосы. Это приводит к необходимости разработки полностью раздельных приемных трактов ГЛОНАСС и GPS.

На рис. 6 приведены характеристики помехозащищенности по отношению к гармонической помехе приемника СН-4706.



Рис. 6. Помехозащищенность приемника СН-4706

Программное обеспечение приемника СН-4706 обеспечивает работоспособность в двух основных режимах:

  • навигационный режим, с определением основных параметров (широта, долгота, скорость и др.);
  • режим временного приемника, с формированием метки времени и специальных временных протоколов.

На основе приемника СН-4706 в ЗАО «КБ НАВИС» завершаются разработки и подготавливаются к серийному производству навигационные продукты конечных пользователей:

  • Smart-приемник со встроенной антенной и USB-интерфейсом;
  • Smart-приемник со встроенной антенной и интерфейсом Bluetooth;
  • трекер для мобильных применений со встроенным GSM/GPRS-модемом.

Заключение

Профессиональный опыт ЗАО «КБ НАВИС» в области ГЛОНАСС/GPS позволяет предприятию занять лидирующую позицию на российском рынке навигации. Предприятие выполняет работы по заказам Минобороны, Минтранса, Минсвязи, а также ряда зарубежных фирм. На данный момент приемники СН-4706 тестируются и поставляются компаниям, занимающимся системами мониторинга и диспетчеризации автомобильного транспорта. СН-4706 реализован для поверхностного монтажа, что позволяет применять его и при мелкосерийном производстве. Оптимизация решений поставленных задач (стоимость, потребление, габариты и т. д.) для встраиваемых приложений качественно выделяет данный приемник как коммерческий продукт. Поставка приемников СН-4706 и других OEM-продуктов организована через дистрибьюторский канал.

Литература

  1. Приемник СН-4706. Руководство по эксплуатации ТДЦК.434855.001 РЭ (www.navis.ru)
  2. Приемник NAVIOR-24. Руководство по эксплуатации АПМА.468173.002 РЭ (www.navis.ru)

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке