中國團體標準T/EBA.43015－2024核電廠室內外定位設備技術要求TechnicalRequirementsofIndoorandOutdoorPositioningEquipmentforNuclearPo2024－10－20發布2024－12－25實施北京電子儀器行業協會發布I本標準主要起草單位：山東核電有限公司，北2本標準規定了核電廠室內外定位設備的架構、主要功能、技術指標以及測試方法等方面的要求。本標準適用于核電廠室內外定位設備的建設，火力發電廠、地下礦井等需要人員定位服務的工程可下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是標注日期的引用文件，日期的版本適用于本文件，凡是不標注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T36628.4-2019信息技術系統間遠程通信和信息交換-室內定位傳輸協議GB/T19392-2013車載衛星導航設備通用規范GB/T13869《用電安全導則》要求GB/T39267-2020北斗衛星導航術語BD420005—2015北斗/全球衛星導航系統（GNSS）導航單元性能要求及測試方法YD/T4361-2023《室內定位系統測試方法》JJF2125-2024天通/北斗一體化高精度導航定位終端校準規范T/CEC231.2-2019電力系統衛星定位設備第2部分-檢測規范NB/T20452-2017核電工程安全管理技術規范下列術語和定義適用于本規范。GB/T39267-2020北斗衛星導航術語通過將多種定位技術結合，在功能上實現互補，從而提高定位精度的技術。3.2超寬帶技術UltraWideband用于短距離的無線通信技術，通過對沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。具有信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、截獲能力低等優點，已被應用于高精度定位系統。POE：以太網供電(PowerOverEtherUPS：不間斷電源(UninterruptiblePowerSuppl核電廠室內外定位設備的設計應遵循以下原則a)提供人員定位服務，提高核電廠人員管控和應急響應能力。b)提高復雜建筑、電磁環境中的定位精度；c)擴大定位設備可覆蓋區域范圍，具備可拓展性；d)減少設備的占地面積、線纜連接和部署成本；定位設備應能實現對核電廠眾多工作人員的高精度、長時間追蹤定位，并具有小體積、低重量、高續航、高可靠的易用性。采集的數據類型包括經緯度、二維坐標、定位時間，同時數據具有開放性便于二次統計、分析和計算。定位設備應采用固定式基站與可移動定位終端的設計思路，便于核電廠內工作人員隨身攜帶。定位設備應基于融合定位架構開發，室外環境下使用衛星定位服務，衛星信號遮擋環境下應用室內定位技術6.1.1移動定位終端應采用模塊化的設計架構，便于組裝和維護，建議包括北斗定位模塊、UWB模塊、無線收發模塊、供電模塊和主控模塊四個部分。6.1.2室外環境下，移動定位終端應使用北斗定位模塊經過算法計算，使標簽自身被定位，同時滿足室外移動定位設備的低功耗要求。6.1.3室內環境下，移動定位終端應使用UWB模塊與定位基站相互通信，使標簽自身被定位，同時滿足室內移動定位設備的低功耗要求。6.1.4移動定位終端的無線收發模塊應接收北斗衛星信號、發射UWB脈沖信號，建議包括前置放大器、濾波器、變頻器和內置射頻天線等部分。6.1.4移動定位終端的供電模塊應同時具備USB接口供電和可充電式電池供電兩種方式，同時設計電池電量、電壓檢測告警電路。6.1.5移動定位終端應設計主控模塊，整合并控制北斗定位模塊、UWB定位模塊和供電模塊，滿足設備通信接口數量、控制接口數量、高處理速度和低功耗等要求。6.2.1定位基站應采用模塊化、標準化、系列化的設計架構，減少生產組裝成本，提高可拓展性。建議包括北斗地面基準系統、UWB定位基站、供電模塊和主控模塊。6.2.2北斗地面基準系統應包括定位接收機、授時機、差分服務控制設備、衛星導航數據質量檢測單元、北斗地質環境檢測系統和自組網通信單元，以完成量值傳遞技術、構建統一時間、位置實時標定和溯源體系，提升室外定位精度水平。定位基站，以接收不同位置、建筑遮擋環境下移動定位終端發射的UWB定位信號。各UWB定位基站之間應采用主—從設計架構，以保證各基站之間時鐘同步和數據通信。6.2.4供電模塊應同時具備POE供電和直流電源供電兩種方式，以減少線纜連接和工程造價。6.2.5定位基站應設計主控模塊，為超寬帶信號收發提供時序，進行數據傳輸并與軟件平臺進行通6.3.1移動定位終端與定位基站之間應通過無線脈沖信號進行數據傳輸。6.3.2各定位基站之間應通過以太網線纜進行數據傳輸。6.3.3UWB定位基站與軟件平臺之間應通過網絡交換機進行數據傳輸。6.3.4北斗地面基準系統與軟件平臺之間應通過以太網線纜進行數據傳輸。6.4.1軟件平臺應提供定位數據解算服務，將原始定位信號處理為經緯度和二維坐標等數據類型。6.4.2軟件平臺應基于B/S架構開發，以滿足多用戶同時訪問的需求。6.4.3軟件平臺應提供開放式數據接口，便于數據二次處理、分析和統計。7.1.1應具備在僅接收BDS播發的公開服務信號環境中實現定位的功能，同時將北斗衛星定位結7.1.2應具備北斗差分定位的功能，利用差分校正值修正偽距觀測量，提供厘米級定位精度。7.1.3應具備接收北斗頻點B1I和B3I的功能，以防止其他GNSS系統對定位設備進行信號欺騙。7.2.1應具備UWB測距定位功能，通過測量UWB信號到3個或3個以上定位基站的距離，解算移動定位終端的坐標位置。7.2.2應具備信號發射功率可調的功能，微弱信號環境下調大發射功率以滿足精確定位需求，否則調低發射功率以延長設備連續定位時間。7.2.3應具備定位頻率可調的功能。47.3.1在室外環境下設備應具備北斗定位的功能，當可參與定位衛星數量小于4個時，設備應切換7.3.2在室內外過渡區域，定位終端應具備自主判斷、切換定位模式的功能。7.3.3在室內外過渡區域，軟件平臺應具備融合兩種模式定位數據的能力，輔助修正定位結果。7.4.1應能存儲位置信息與事件信息，并生成運動軌跡。7.4.2應具備歷史軌跡查詢功能，查詢方式應包括按天查詢、按事件查詢、按設備編號查詢功能，室內外軌跡連續、自動切換，應能完整展示軌跡覆蓋范圍。7.4.3應具備鎖定跟蹤目標運動軌跡的能力。7.4.4應能設定電子圍欄，當人員進入設定電子圍欄內部時，移動定位終端發出告警音，軟件平臺發出彈窗提醒。7.4.1應具備統計人員出/入時刻、數量的能力。7.5.1硬件電路板應采用多層印制板，其中數字電路與模擬電路應分開。7.5.2移動定位終端和定位基站的外殼內壁應貼有防護錫箔，實現電磁兼容，適用于核電廠運行時7.5.3定位基站電路應采用浮地設計，與供電模塊之間具有隔離措施，避免異常電氣信號對設備的8.1室外單北斗定位精度應小于5m(RMS)，差分定位精度應小于0.2m(RMS)。8.2支持北斗頻點數量不應小于1個。8.3北斗定位冷啟動首次定位時間不應超過60s。8.4北斗定位信號捕獲靈敏度優于-140dBm，跟蹤靈敏度優于-150dBm。8.5室內UWB定位精度應小于0.2m(RMS)。8.6UWB定位冷啟動首次定位時間不應超過20s。8.7UWB信號傳輸頻率應設定在7.235~8.750GHz之間，UWB發射信號帶寬不應小于500MHz(-10dB帶寬條件下)，UWB等效全向輻射功率譜密度不應大于-41dBm/MHz。(定位頻率1Hz條件下)，可同時運行的定位終端數量不應低于2000臺。8.9移動定位終端供電模塊輸出電壓應為5V，紋波應小于50mV。8.10定位基站應選擇視野開闊處安裝，安裝高度在2~8m，距離安裝墻體超過0.3m。8.11定位基站功耗應小于15W，發射功率應小于100mW，各定位基站之間水平距離應小于1008.12定位基站應具備IP67防護級別，自帶UPS供電電源，確保斷電時工作時長超過1h。8.13定位基站供電方式為POE時，以太網線纜不應超過100m并使用超五類線纜。8.14接入式網絡交換機應具備POE供電功能，接口數量不低于48口，具備Ipv4和Ipv6三層路由協議、組播技術和策略路由機制，便于動態路由地址重分發。9.1室內外定位設備的所有硬件和功能都應經過各級檢查和測試，以確保功能項目和性能指標符合設計要求。9.2在設計開發和實施過程中，應依照測試計劃進行廣泛的測試。安裝前的測試程序，應作為安裝后的審核測試、以及確認已安裝系統運轉性能的長期監視與維護的基礎。9.3測試環境應符合典型核電廠的運行環境，環境溫度應為15℃~35℃,相對濕度應為20％~80%,建筑墻體應為普通磚或混凝土磚，厚度應為24~36cm，測試場地地面無劇烈震動，空間環境中無異常9.4測試環境構建測試環境應參考圖1進行設置。室外開闊地帶部署北斗地面基準系統，室內四角部署UWB定位基室外布設四個基準點，各基準點在測試前測量標準經緯值，具體方法描述如下：首先在基準點上架設GNSS測量型接收機、通信終端等設備，24h以上連續觀測、記錄衛星信號和定位結果，定為標準坐室內布設四個基準點，各基準點在測試前使用全站儀獲取標準坐標值，具體方法描述如下：首先設定坐標原點如圖1所示，在坐標系原點處放置全站儀，在室內基準點分別放置反光棱鏡。分別測量各基準點與原點的距離和角度，計算并定位標準坐標值。T1北斗地面北斗地面基準系統T3室外T2T4全站儀室外T2T4全站儀室內UWB/定位基站T6T5T6T8T7T8坐標原點9.5室外北斗定位精度測試可參照下述步序和方式：a）將被測定位設備放置在室外基準點上，啟動室外定位功能，設置定位頻率為1Hz；b）等待5分鐘，觀察軟件平臺是否成功獲取定位結果；c）連續測量5分鐘，軟件平臺記錄定位結果的瞬時值；d）根據已知的標準值以下公式計算室外定位精度其中(x,y)為各基準點使用GNSS測量型接收機測得的標準值；(xi,yi)為定位設備每次測量坐標值；n為測量數據的個數。9.6北斗導航信號接收頻點測試可參照下述步序和方式：a）使用北斗導航信號模擬器通過射頻線連接被測定位設備；b）控制北斗導航信號模擬器依次播發各BDS導航頻點的信號；c）記錄被測定位設備支持接收定位狀態的頻點數量和型號。9.7北斗冷啟動首次定位時間測試可參照下述步序和方式：a）將被測定位設備關機，靜置7天以上不加電；b）將被測定位設備放置在室外基準點上，開機并計時；c）以1Hz的位置更新頻率記錄被測定位設備連續輸出的數據，記錄連續10次二維定位誤差小于100m的時刻，計算從開機到該時刻所需的時間間隔記為冷啟動首次定位時間。9.8北斗捕獲靈敏度測試可參照下述方式：a）使用北斗導航信號模擬器通過射頻線連接被測定位設備；b）模擬仿真速度2m/s直運動的用戶軌跡。設置模擬器輸出的各顆衛星的每一通道信號電平從定位終端不能捕獲信號的狀態開始，以1dB步進增加；c）在模擬器輸出信號的每個電平值下，被測定位設備在冷啟動狀態下開機；d）當設備捕獲導航信號，并以1Hz的更新率連續69.9北斗跟蹤靈敏度測試可參照下述方式：a）使用北斗導航信號模擬器通過射頻線連接被測定位設備；b）模擬仿真速度2m/s直運動的用戶軌跡。設置模擬器輸出的各顆衛星的各通道信號電平從定位終端不能捕獲信號的量值開始，以1dB步進增加，若被測定位終端技術文件聲明的重捕獲靈敏度量值低于0要求的限值，可以從比其聲明的靈敏度數值低2dB的電平值開始；c）在模擬器輸出信號的每個電平值下，被測定位設備正常定位后，控制模擬器中斷衛星信號30d再恢復到該設置的電平值；d）若被測定位設備能夠在信號恢復后以1Hz的更新率連續10次輸出三維定位誤差小于100m的定位數據，記錄該電平值即為跟蹤靈敏度。9.10室內UWB定位精度測試可參照下述步序和方式：a）將被測定位設備放置在室內基準點上，啟動室內定位功能，設置定位頻率為1Hz；b）等待5分鐘，觀察軟件平臺是否成功獲取定位結果；c）連續測量5分鐘，軟件平臺記錄定位結果的瞬時值；d）根據公式（1）計算室內定位精度。9.11UWB冷啟動首次定位時間的測試可參照下述步序和方式：a）將被測定位設備關機，放置在室內基準點上，開機并計時；b）以1Hz的位置更新頻率記錄被測定位設備連續輸出的數據，記錄m的時刻，計算從開機到該時刻所需的時間間隔記為冷啟動首次定位時間。9.12UWB信號傳輸頻率的測試可參照下述步序和方式：a）將無線信號測試儀與UWB定位基站相連；b）被測定位設備開機，使用無線信號測試儀測量UWB信號的頻率范圍。9.13UWB發射信號帶寬的測試可參照下述步序和方式：a）將頻譜分析儀通過射頻線與被測定位設備的UWB天線接口相連；b）依次將頻譜分析儀的中心頻率和顯示帶寬分別設置為UWB定位所使用的中心頻率和帶寬，找到最大峰值頻率即為fM，找到峰值功率兩側下降10dB對應的頻率，分別記為fL和fH，-10dB帶寬記為B-10=fH-fL。9.14UWB等效全向輻射功率譜密度的