T/CIN 113-2026 船用光纤罗经

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资源简介

  团 体 标 准

T/CIN 113—2026

船用光纤罗经

Marine fiber optic gyro compass

2026-03-30 发布 2026-06-30 实施

中 国航海 学会 发 布

前 言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件由中国航海学会提出并归口。

本文件起草单位:浙江国际海运职业技术学院、中国电子科技集团公司第三十六研究所、宁波圣荣电子科技有限公司、中国船级社、舟山市向海电子科技有限公司、新诺北斗航科信息技术(厦门)股份有限公司。

本文件主要起草人:彭晓星、赵丹华、王标、金文光、贾爱鹏、齐鹏程、李晨浩、陈超、马艳莉、周美庆、陈林春、戚建祥、吴晓红。

引 言

本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及到第3章3.1.4~3.1.7节,稳定、稳定时间、稳定点艏向与稳定点误差相关的专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得:

专利持有人姓名: 宁波圣荣电子科技有限公司;

地址: 315202 浙江省宁波市镇海区骆驼街道田胡路119弄8号。

请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

船用光纤罗经

1 范围

本文件规定了船用光纤罗经的基本构成、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、贮存和随行文件等要求。

本文件适用于船用光纤陀螺罗经的设计、制造和检验。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改版)适用于本文件。

GB/T 4208—2017 外壳防护等级(IP代码)

GB/T 4300—2025 船舶与海洋技术船用陀螺罗经

IEC 60945:2002+Cor1:2008 海上导航和无线电通信设备及系统 通用要求、测试方法及要求的测试 结 果 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems-General requirements. Methods of testing and required test results)

IEC 61162-1:2024 海上导航和无线电通信设备及系统 数字接口 第1部分:单通话器和多受话器(Maritime navigation and radio communication equipment and systems-Digital interfaces – Part 1: Single talker and multiple listeners)

IEC 61162-2:2024 海上导航和无线电通信设备及系统 数字接口 第 2 部分:单通话器和多受话器,高速传输 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems –Digital interfaces –Part2: Single talker and multiple listeners, high-speed transmission)

IEC 61162-450:2024 海上导航和无线电通信设备及系统 数字接口 第450部分:多发话器和多受话器 以太网连接 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems - Digital interfaces - Part 450: Multiple talkers and multiple listeners –Ethernet interconnection)

IEC 62288:2024 海上导航和无线电通信设备及系统 船用导航显示器上相关导航信息的显示 通用要求、测试方法和要求的测试结果 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems Ship-borne radar-Performance requirements methods of testing and required test results)

IEC 62923-1:2018 海上导航和无线电通信设备及系统 船桥报警管理 第一部分: 操作和性能要求、测试方法和测试结果的要求 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems-Bridge alert management-Part 1: Operational and performance requirements, methods of testing and required test results)

IEC 62923-2:2018 海上导航和无线电通信设备及系统 船桥报警管理 第二部分: 报警和群集标识符以及其他附加功能 (Maritime navigation and radio communication equipment and systems- Bridge alert management-Part 2: Alert and cluster identifiers and other additional features

IMO Resolution MSC.191(79) 船载导航显示器上导航信息的显示的性能标准 (Performance standards for the presentation of navigation-related information on shipborne navigational displays)

IMO Resolution MSC.302(87) 驾驶台报警管理性能标准 (Performance standards for bridge alert management)

IMO Resolution MSC.466(101) 经修订的船载导航显示器上导航相关信息显示性能标准的修正案(Amendments to the performance standards for the presentation of navigation-related information on shipborne navigational displays)

3 术语、定义和缩略语

3.1 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

船用光纤罗经 marine fiber optic gyro compass

一种主要利用光纤陀螺仪技术确定并输出船舶艏向、姿态等信息的导航设备。

3.1.2

艏向 heading

船舶纵轴轴向在水平面上的投影方向,由基准北按顺时针方向计量。

注 :当船用光纤罗经设备不安装在船舶上时,此“艏向”被认为是船用光纤罗经读取的“艏向”值。 [来源: GB/T 9390—2017,2.3.35,有修改]

3.1.3

真艏向 true heading

以真北为基准计量的艏向。

注:当船用光纤罗经设备不安装在船舶上时,此“真艏向”被认为是光纤罗经基准线的“真艏向”。

[来源: GB/T 9390—2017,2.3.36,有修改]

3.1.4

稳定 settled

船用光纤罗经在水平且静止状态下启动t1时段后,在连续t2时段内任意艏向读数及其与真艏向之差均在规定的范围内,则设备经t1时段所达到的状态(见图1)。

标引序号说明:

1——稳定点艏向值;

2——误差带;

3——稳定点误差。

注:纵轴为艏向值;船用光纤罗经启动后、经 t0 时段能获取到首个艏向读数,经 t1 时段船用光纤罗经进入稳定状态,

t2 为任意艏向读数及其与真艏向之差均在规定范围内的测量时段。

图1 稳定状态曲线3.1.5

稳定时间 settled time

开机启动到稳定经历的时间。

注:见图1中的t1 时段。

3.1.6

稳定点艏向 settle point heading

船用光纤罗经在t1时段稳定后,在t2时段内,获取的间隔为1 min的10个艏向值的平均值。注:见图1中的t2 时段。

3.1.7

稳定点误差 settle point error

稳定点艏向与真艏向之间的差值。

3.1.8

误差 error

观测值与稳定点艏向之间的差值。

3.1.9

分罗经 repeater compass

用于复示主罗经指示信息的装置。

[来源: GB/T 4300—2025,3.7,有修改]

3.1.10

方位分罗经 bearing repeater compass

用于复示主罗经方位信息的装置。

[来源: GB/T 4300—2025,3.8,有修改]

3.1.11

航向分罗经 course repeater compass

用于复示主罗经航向信息的装置。

3.1.12

罗经刻度盘 compass card

用于指示所测得子午线方向的罗经的标度盘。

[来源: GB/T 4300—2025,3.9]

3.1.13

数显罗盘 digital compass card

用于指示所测得子午线方向的罗经的数字式标度盘。

3.1.14

纬度误差 latitude error

船用光纤罗经产生的纬度误差,其大小和符号取决于当地的纬度。

注:应提供校正该误差的方法。

[来源: GB/T 4300—2025,3.10,有修改]

3.1.15

剩余状态误差 residual steady state error

船用光纤罗经在速度校正和航向校正后的稳定点艏向值与校正前稳定点艏向的差值,与试验纬度的理论计算值的偏差值。

3.1.16

速度误差 speed error

船用光纤罗经产生的误差,其大小和符号取决于船舶的速度、航向和所处纬度。

注:应提供校正该误差的方法。

[来源: GB/T 4300—2025,3.11,有修改]

3.1.17

主罗经 master compass

向分罗经和其他设备提供艏向等信息的主要罗经装置。

[来源: GB/T 4300—2025,3.13,有修改]

3.1.18

基准线 lubber line

位于主罗经上作为标定罗经艏向基准的一条标志线。

3.1.19

摇摆台 scorsby table

平台绕三轴独立摆动的试验设备。

注:模拟船舶的运动。

[来源: GB/T 4300—2025,3.14]

3.1.20

驾驶台报警管理 bridge alert management

驾驶台上管理、处理和统一显示报警的综合功能。

[来源:GB/T 4300—2025,3.15]

3.1.21

中央报警管理系统 central alert management system

中央报警管理与中央报警管理人机界面的组合系统。

[来源:GB/T 4300—2025,3.16]

3.1.22

横摇 roll

围绕船舶纵轴的摇摆。

注:右弦向下为正。

3.1.23

纵摇 pitch

围绕船舶横轴的摇摆。

注:船艏向上为正。

3.1.24

艏摇 yaw

围绕船舶垂直轴的往复摇动。

3.1.25

均方根误差 root mean square error

各艏向测量值与稳定点艏向之差的均方根值。

3.2 缩略语

下列缩略语,适用于本文件。

BAM:驾驶台报警管理(bridge alert management)

CAM:中央报警管理系统(central alert management system)

EUT:待测设备(equipment under test)

GNSS:全球卫星导航系统(global navigation satellite system)

RMSE:均方根误差(root mean square error)

SDME:速度和距离测量系统(speed and distance measuring system)

VDR:航行数据记录仪(voyage data recorder)

4 基本构成

船用光纤罗经(以下简称光纤罗经)一般由主罗经、供电单元、数据收发控制单元、方位分罗经(可选)、航向分罗经(可选)和显示单元(可选)构成(见图2)。

6标引序号说明:

1——主罗经:通过检测光在光纤环中传播时产生的相位差变化,精确地测量船舶的角速度,计算船舶艏向及姿态等信息;

2——数据收发控制单元:用于接收主罗经和外部接口信息,并对信息进行处理,通过多路接口输出到其他单元;

3——方位分罗经(可选):具备方位角读数功能,并实时显示船舶方位;

4——航向分罗经(可选):具备航向读数功能,并实时显示船舶航向;

5——显示单元(可选):用于显示数据收发控制单元输出的艏向及姿态等信息;

6——供电单元:为主罗经及其组成单元提供电源。

图2 光纤罗经构成示意图

5 技术要求

5.1 工作环境要求

光纤罗经工作环境要求如下:

a) 工作温度:-15℃~+55℃;

b) 存储温度:-25℃~+70℃;

c) 相对湿度:0%~95%;

5.2 一般要求

5.2.1 总体要求

光纤罗经应在南北纬70°范围以内使用。

5.2.2 精度要求

光纤罗经艏向、姿态信息显示,若采用罗经刻度盘或数显罗盘,其分辨率应小于或等于 1°, 刻度误差应小于±0.2°,并且从 0°开始每隔 10°进行数字标记直至 360 ° ;若采用数字显示器,应至少用 4 位数字显示,第 4 位数字精度为0.1°。

5.2.3 方位分罗经要求方位分罗经要求如下:

a) 应配备方位角读数装置;

b) 宜配备平衡装置,使其罗经刻度盘、数显罗盘或数字显示器(包含转向方向指示功能)在船舶运动状态下始终保持水平,方位显示值与主罗经示值同步;

c) 安装在露天甲板上的方位分罗经应防水、防盐雾。

5.2.4 航向分罗经要求航向分罗经要求如下:

a) 应具备航向显示装置;

b) 在船舶运动状态下应能正常指示船舶航向;

c) 航向显示值应与主罗经示值同步。

5.2.5 安装维护要求安装维护要求如下:

a) 主罗经和分罗经均应至少设置一组基准线,以指示船舶艏向。基准线需加以标记或标识,以便于在船上安装主罗经和分罗经。使罗经基准线位于船舶首尾线的垂直面内;

b) 在船舶上安装或调整主罗经和任何分罗经时,其罗经基准线应平行于船舶的首尾基准线,其范围应在±0.5 ° 以内。基准线应与数显罗盘基准线(如适用)和主罗经基准线在同一垂直平面上。若光纤罗经具有提供基准平面校正的功能,则安装时的校正值应经实船验证;

c) 光纤罗经应便于安装、操作和维修保养。

5.3 功能要求

光纤罗经的功能要求如下:

a) 显示单元应具备照明和调光功能;

b) 应具备速度误差和纬度误差的校正功能;

c) 宜具备光纤罗经与船上其他设备之间产生的电磁干扰的抑制功能;

d) 应具备防止过电流、过电压、瞬态变化和电源极性偶然反接的保护功能;

e) 多路电源供电时,应具备电源之间快速切换功能。

5.4 性能要求

5.4.1 稳定时间

光纤罗经在启动后,应在25 min内稳定。

5.4.2 稳定点误差

按(3.1.7)的稳定点误差,在任何艏向上应不超过±0.51°×sec φ。

各个艏向值的RMSE值应在0.25°×sec φ之内。同时在不同次启动过程中,光纤罗经稳定点误差的重复性(精度)应在0.25°×sec φ之内。

注: φ 为纬度角,下同。

5.4.3 工作状态下的稳定时间

在横摇和纵摇简谐运动周期为6 s~15 s,最大角度为5 ° ,以及最大水平加速度为0.22 m/s2 的条件下,光纤罗经按照制造商说明书启动后应在25 min内稳定。

5.4.4 稳定点艏向重复性

遇到磁场变化等环境条件的影响时,光纤罗经测量并记录的稳定点艏向的重复性(精度)应在± 0.25 °×sec φ之内。

5.4.5 工作状态下精度

横摇、纵摇和艏摇的简谐运动周期在6 s~15 s之间,最大角度分别为20°、10°和5°(高速船最大角度分别为25°、15°和5°) ,以及最大水平加速度不超过1 m/s2时,光纤罗经因船舶摇摆运动产生的误差应在±0.51 °×sec φ以内。

5.4.6 姿态误差

光纤罗经纵摇、横摇时,其纵摇、横摇倾角读数与摇摆台倾角度数差值在±0.2°以内。

5.4.7 隅点运动试验精度

光纤罗经隅点运动的任一艏向值与稳定点艏向之差,应在±0.51 °×sec φ以内。

5.4.8 主罗经和分罗经的同步

当光纤罗经纬度误差和速度误差都校正为零时,分罗经与主罗经同步,在任何工作条件下主罗经和分罗经之间的最大读数偏差应在±0.5°以内。

5.4.9 校正后的剩余状态误差

在速度20 kn时(高速船速度70 kn),经速度校正和航向校正后,光纤罗经的剩余状态误差应在±0.25°×sec φ之内。

5.4.10 速度变化

对于常速船,速度快速变化20 kn 所引起的误差应在±2°以内。

对于高速船,速度快速变化70 kn 所引起的误差应在±2°以内,水平加速度应不超过2 m/s2。

5.4.11 航向变化

对于常速船,速度为20 kn时,航向快速变化180°所引起的误差应在±3°以内。

对于高速船,速度为70 kn时,以最大转向速度20 °/s使航向快速变化180°所引起的误差应在±3 °以内,水平加速度应不超过2 m/s2。

5.5 电气特性要求

5.5.1 电源波动

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的7.1及5.2.2要求,电源波动参数按照表1的规定。

表1 电源波动

5.5.2 电源异常

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的7.2及5.2.3的要求。

5.5.3 电源瞬态波动

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的7.3及10.7的要求。

5.5.4 电源故障

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的7.4及10.8的要求。

5.5.5 绝缘电阻测量

绝缘电阻值应不低于表 2的规定值。

表2 最低绝缘电阻值

5.6 环境适应性要求

5.6.1 振动

5.6.1.1 主罗经振动

主罗经振动应满足GB/T 4300的要求。

艏向与初始稳定点艏向之间的任一差值应在±0.51°×sec φ范围内,且任何阶段,不应出现电气或机械故障。

5.6.1.2 除主罗经外的其他罗经设备振动

除主罗经外的其他设备应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.7的要求。

所记录的罗经艏向值与初始稳定点艏向之间的任一差值应在±0.51°×sec φ范围内。且任何阶段,不应出现电气或机械故障。

5.6.2 高温

5.6.2.1 高温存储

高温存储应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.2.1的要求。

存储完成,在正常工作环境条件下罗经艏向与常温稳定点艏向的误差应在±0.51°×sec φ范围内。

5.6.2.2 高温功能

高温功能应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.2.2的要求。

罗经艏向与常温稳定点艏向的误差应在±0.51°×sec φ范围内。电源波动符合要求。

5.6.3 湿热

湿热工作应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.3.1的要求。

罗经艏向与常温稳定点艏向的误差应在±0.51°×sec φ范围内,绝缘电阻符合要求。

5.6.4 低温

低温工作应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.4.2的要求。

罗经艏向与常温稳定点艏向的误差应在±0.51°×sec φ范围内,绝缘电阻符合要求,电源波动符合要求。

5.6.5 盐雾

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,8.12的要求进行。

记录的罗经艏向与常温稳定点艏向的差值应在±0.51°×sec φ范围内,绝缘电阻符合要求。

5.6.6 外壳防护

应满足GB/T 4208—2017的要求。表3为光纤罗经各部分(单元)外壳防护等级最低要求。

表3 光纤罗经外壳防护等级

5.7 电磁兼容性要求

5.7.1 外壳端口辐射发射

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的9.3的要求。

5.7.2 传导发射

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的9.2的要求。

5.7.3 射频场感应的传导骚扰抗扰度

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的10.3的要求。

5.7.4 射频电磁场辐射抗扰度

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的10.4的要求。

5.7.5 电快速瞬变脉冲群抗扰度

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的10.5的要求。

5.7.6 浪涌(冲击)抗扰度

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的10.6的要求。

5.7.7 静电放电抗扰度

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008的10.9的要求。

5.8 其他要求

5.8.1 噪声和听觉信号

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,11.1的要求。

5.8.2 罗经安全距离

应满足IEC 60945:2002+Cor1:2008,11.2的要求。

5.9 显示单元

显示单元性能,应满足表4的要求。

表4 显示单元性能要求

5.10接口

光纤罗经设备接口应满足下列要求:

a) 制造商文件中,应明确光纤罗经设备所配备的接口及对应功能。

b) 相应接口应符合国际标准 IEC 61162-1、IEC 61162-2 或 IEC 61162-450 的接口要求。

c) 接口测试应满足本文件6.6.8中规定的分罗经精度测试。

d) 接口输出的报警语句应与附录 B 的表 B.1和表 B.2 一致。

注:若光纤罗经设备采用符合 IEC 61162-2 的接口,则其艏向信息输出每 20 ms 更新一次。此外还应提供符合 IEC 61162-1 要求的艏向信息传输语句(THS)。

5.11报警

5.11.1 报警通用要求 报警通用要求如下:

a) 光纤罗经应提供自动报警,以指示其系统的故障;

b) 如果光纤罗经采用显示设备进行报警管理,则应符合经 IMO 决议 MSC.466(101)修订的 IMO 决议 MSC.191(79)和 IEC 62288 的要求;

c) 报警的呈现、处理和通信应至少符合 IMO 决议 MSC.302(87)、IEC 62923-1:2018、模块 A 和模块 C 以及 IEC 62923-2:2018 中规定的要求;

d) 光纤罗经报警分类应符合附录 A 的规定;

e) 制造商应声明 EUT 功能类型,用于驾驶台报警管理(BAM)测试,具体见 IEC 62923-1:2018。注:根据 EUT 的功能类型,在 BAM 测试标准中规定了相应的测试设置和测试项目。参考 IEC 62923-1:2018/4.2,条款 5,条款 6,模块 A 条款 8 和模块 C。

5.11.2 光纤罗经“电源故障”报警要求

“ 电源故障”报警要求如下:

a) 在光纤罗经断电的情况下,应提供状态信号(例如通过常闭触点),使外部设备能够接收到光纤罗经相应的报警;

T/CIN 113—2026

b) 如果光纤罗经有备用电源,当备用电源启用时,则可以按照表 A.1 的规定提供“ 电源故障”报警。

5.11.3 光纤罗经“系统故障”报警要求

“系统故障”报警要求如下:

a) 当光纤罗经的自诊断功能检测到系统的故障时,应激活“系统故障”报警,并按照表 A.1 的规定,以适当优先级指示故障原因;

b) 在光纤罗经系统完全不能运行的情况下,应按5.11.2规定输出状态信号 (例如,通过常闭触点),以便外部设备能够发出适当的报警。

6 试验方法

6.1 测试环境条件

除特别规定外,测试环境条件应满足以下要求:

——温度:15 ℃~35 ℃ ;

——相对湿度:20 %~75 %;

——气压:86 kPa~106 kPa。

6.2 测试仪器设备

测试仪器设备要求如下:

a) 测试用仪器设备应经过计量部门计量,经确认合格并在有效期内;

b) 测试用仪器设备应具有足够的分辨力、准确度和稳定性,其性能应满足被测性能指标的要求,除另有规定外,其精度应至少优于被测指标精度的三分之一量级。

6.3 构成

通过检查制造商文件及目视观察确认,光纤罗经的基本构成应符合本文件第4章的规定。

6.4 一般要求试验

通过检查制造商文件并操作检查确认,光纤罗经应满足5.2.1~5.2.5的要求。

6.5 功能试验

光纤罗经功能试验如下:

a) 通过检查制造商文件并操作确认,光纤罗经照明及调光功能应满足5.3a)的要求;

b) 通过检查制造商文件确认,校正速度误差和纬度误差的方法在制造商文件中有详细说明;

c) 通过检查制造商文件确认,文件中有消除电磁干扰的设计,并依据本文件6.9规定的电磁兼容性试验方法进行试验;

d) 通过检查制造商文件确认,文件中记录有相应电源保护措施,并依据本文件6.7、6.9.5及6.9.6规定的试验方法进行试验;

e) 通过检查制造商文件及操作检查确认,若光纤罗经具有多路电源供电,通过断开其中一路供电电源,光纤罗经应能立即切换供电并继续正常工作。

6.6 性能试验

6.6.1 稳定时间

试验步骤如下:

a) 将主罗经固定在水平且静止的基座上,测量固定方位的真艏向,接通额定电源正常供电;

b) 根据制造商说明书,启动光纤罗经,并开始计时;

c) 有艏向读数(t0 时段后,见图 1)后,若连续 10 min(t2 时间段,见图 1)读取的任意艏向与真艏向之差均在制造商规定的范围内且小于等于±0.5°(误差带,见图 1);

d) 记录的光纤罗经从开机启动经过 t1 时段的时间为稳定时间。

6.6.2 稳定点误差

试验步骤如下:

a) 该项试验在稳定时间试验后进行,光纤罗经达到稳定状态;

b) 进行稳定点艏向测量,获得稳定点艏向;

c) 计算稳定点误差,此时光纤罗经稳定点误差应在±0.51°×sec φ 之内;

d) 计算各个艏向值的 RMSE 值,该均方根误差值应在0.25°×sec φ 之内;

e) 改变光纤罗经艏向重复步骤 a)至 c),一般应不少于 7 次,记录每一次试验的稳定点误差,计算光纤罗经稳定点的重复性(精度),该精度应在 0.25 °×sec φ 之内;

f) 在至少 3 次启动过程中,测量计算的稳定点误差重复性(精度)应在 0.25°×sec φ 之内。

6.6.3 工作状态下的稳定时间

试验步骤如下:

a) 将主罗经安装在摇摆台上,使主罗经的基准线平行于摇摆台的横摇轴的轴线,与该轴线成直角的另一根轴线应定义为纵摇轴;

b) 按制造商的说明书启动光纤罗经,同时控制摇摆台做下列简谐运动:

1) 横摇轴:峰值幅度为 5°±1°,周期 15 s±1 s;

2) 纵摇轴:峰值幅度为 5°±1°,周期 6 s±1 s。

c) 从启动到稳定之间所测得的时间作为工作状态下的稳定时间。

注:用于决定稳定条件的光纤罗经读数是在摇摆台处于水平且静止状态,在其重新开始规定运动之前的最短延迟时读取罗经读数。

6.6.4 稳定点艏向重复性

试验步骤如下:

a) 按制造商说明书启动主罗经并使之达到稳定;

b) 光纤罗经稳定后,测量稳定点艏向并记录,然后关闭光纤罗经不少于 2 h;

c) 在同一真艏向上,重复步骤 a)~b)两次,分别测量记录光纤罗经稳定点艏向值;

d) 比较所记录的 3 个稳定点艏向值,其中任意两个稳定点艏向之差作为稳定点艏向的重复性(精度)。

注:若此项试验是接着6.6.2中所述的试验之后进行,那么在6.6.2的试验中获得到的稳定点艏向可以用作本重复性试验所要求的第一个稳定点艏向。条件是两次试验之间罗经的关闭时间应不少于 2 h。

6.6.5 摇摆试验 试验步骤如下:

a) 主罗经应固定在静止且水平的摇摆台上,摇摆台的横摇轴与子午线对准,偏差应在±1°以内;

b) 主罗经基准线与摇摆台的横摇轴对准,偏差应在±1°以内;

c) 启动并记录摇摆台开始工作前的稳定点艏向;

d) 在摇摆台的三根轴上同时施加下列简谐运动 25 min;

1) 简谐运动参数(对于常速船用光纤罗经):

——横摇轴:峰值幅度为 20°±2°,周期 10 s±1 s;

——纵摇轴:峰值幅度为 10°±1°,周期 6 s±1 s;

——艏摇轴:峰值幅度为5°±1°,周期 15 s±1 s。

2) 简谐运动参数(对于高速船用光纤罗经):

——横摇轴:峰值幅度为25°±2°,周期 6 s±1 s;

——纵摇轴:峰值幅度为 15°±1°,周期 10 s±1 s;

——艏摇轴:峰值幅度为5°±1°,周期 15 s±1 s。

e) 在 25 min 结束时,摇摆台的运动应停止,摇摆台恢复到初始水平位置并静止,立即记录光纤罗经的艏向值;

f) 再将摇摆台横摇轴对准 45°±1°、90°±1°和 315 °±1° , 并重复 a)~e)的试验步骤。

g) 每次摇摆台工作前的稳定点艏向和试验结束时艏向之间的偏差为摇摆运动引起的误差,并记录,作为工作状态下的精度。

注:进行本项试验时,摇摆台水平加速度应不大于 1 m/s2。

6.6.6 姿态误差

试验步骤如下:

a) 将主罗经安装在三轴摇摆台水平基座上,首先检查水平倾角极性;

b) 纵摇倾角首高为正,横摇倾角右低为正;

c) 校准光纤罗经横向和纵向水平倾角与摇摆台的水平倾角偏差不超过±0.1° ;

d) 然后控制三轴摇摆台的纵摇倾角和横摇倾角分别按±5° , ±10° , ±20°产生倾斜角,在每个位置上记录光纤罗经的倾角读数;

e) 光纤罗经的倾角读数与摇摆台倾角度数的差值为光纤罗经姿态误差。

6.6.7 隅点运动 试验步骤如下:

a) 将主罗经安装在可以进行水平运动分量的最大加速度为(1.0±0.1) m/s2 的简谐运动的装置上。该装置在水平面内的运动方向应为隅点方向,误差在±3 °之内;

b) 安装后启动光纤罗经,此时试验装置应水平且静止状态,待光纤罗经稳定后测得稳定点艏向,然后启动试验装置进行简谐运动,其最大加速度为(1.0±0.1) m/s2,周期不小于 3 s,持续时间为 2 h;

c) 试验期间记录光纤罗经艏向,艏向值与试验前稳定点艏向之差为隅点运动试验精度。

6.6.8 分罗经精度

试验步骤如下:

a) 此项试验仅适用于选配分罗经的光纤罗经;

b) 假设纬度误差和速度误差校正后等于零。主罗经应固定在水平转台上,试验前,分罗经与主罗经读数保持一致,将转台以如下速率旋转:

1) 旋转速率不大于 5 °/s(常速船);

2) 旋转速率不大于 20 °/s(高速船);

3) 转台每转 30°, 停下并立刻记录主罗经和分罗经的艏向。

c) 向相反方向重复上述 b)试验过程;

d) 如果分罗经拟用于露天甲板,则应在-20 ℃±3 ℃和60 ℃±3 ℃的温度下分别进行试验,分罗经在相应试验温度条件下保持 2 h 后,进行 b)~c)所述试验。分罗经的任何温控系统可在试验过程中开启;

e) 在试验过程中,主罗经和分罗经之间的最大读数偏差作为主罗经和分罗经的同步精度。

注:由于本试验的目的是为了比较主罗经艏向和分罗经的艏向指示值,因此在记录读数时,水平转台的角度值并不重要。

6.6.9 校正后的剩余状态误差

试验步骤如下:

a) 本试验适用于装有速度及航向误差校正装置的光纤罗经;

b) 将主罗经安装在水平且静止的基座上,主罗经基准线与子午线对准,启动光纤罗经,待光纤罗经稳定后测量并记录稳定点艏向;

c) 将 20 kn(70 kn,高速船对应的速度校正信号)的速度校正信号施加于光纤罗经并使其重新稳定;

d) 记录速度校正后光纤罗经稳定点艏向值,并计算和初始记录的稳定点艏向之差为光纤罗经的剩余状态误差。

注 1:如果纬度和速度校正是在艏向信号传输系统内完成的,那么本试验所需要的艏向读数应在由传输系统中依靠传输系统的输出信号驱动的分罗经上读取。

注 2:试验纬度的理论计算值(对准子午线的罗经速度和航向误差值)为:

×secφ…………………………………………………………(1)

式中:

V——速度值,单位为节(kn);

φ——纬度值,单位为弧度(rad)。

6.6.10 速度变化误差

试验步骤如下:

a) 将主罗经安置在水平且静止的基座上,启动光纤罗经,待光纤罗经稳定后测量并记录稳定点艏向值;

b) 将变化 20 kn(高速船速度变化 70 kn)的速度信号施加于光纤罗经;

c) 立刻记录速度改变后光纤罗经艏向值,并计算和初始记录的稳定点艏向值之差作为速度变化误差。

注:如果速度校正是在艏向信号传输系统内完成的,则本试验所需要的艏向读数应在由传输系统中依靠传输系统的输出信号驱动的分罗经上读取。

6.6.11 航向变化误差

试验步骤如下:

a) 将主罗经安装在水平且静止的转台上,记录转台初始角度,启动光纤罗经;

b) 将安装主罗经转台,以最大转向速度 5 °/s(高速船 20 °/s)使航向快速变化 180°, 稳定后记录稳定点艏向值;

c) 将安装主罗经转台以最大转向速度 5 °/s(高速船 20 °/s)恢复到初始角度;

d) 将 20 kn(高速船速度 70 kn)的速度信号施加于光纤罗经;

e) 然后再将安装主罗经转台,以最大转向速度 5 °/s(高速船 20 °/s)使航向快速变化 180°;

f) 立刻记录航向改变后光纤罗经艏向值,并计算和初始记录的稳定点艏向值之差作为航向变化误差。

注:如果速度校正是在艏向信号传输系统内完成的,那么本试验所需要的艏向读数应在由传输系统中依靠传输系统的输出信号驱动的分罗经上读取。

6.7 电气特性试验

6.7.1 电源波动试验

试验步骤如下:

a) 光纤罗经固定在水平且静止状态,额定电压供电并启动,测量此时稳定点艏向作为参考值;

b) 将光纤罗经供电电压调至如表 1所示,保持 15 min,试验过程中记录光纤罗经艏向值;

c) 若光纤罗经同时具备交流和直流电源,则对交直流电源分别进行试验;

d) 试验结束时,恢复正常供电,再次记录光纤罗经艏向值;

e) 所记录的每一艏向值相对参考值的误差应不超过±0.51 ° ×sec φ。

6.7.2 电源异常试验

试验步骤如下:

a) 通过查阅制造商文件及目视观察,光纤罗经具有供电极性反接、过电流、过电压保护措施的说明;

b) 若制造商文件未说明,应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 7.3 及 10.7 的试验方法进行试验;

c) 试验后记录的光纤罗经艏向值相对稳定点艏向的误差应不超过±0.51 ° ×sec φ。

6.7.3 电源瞬态波动试验

试验步骤如下:

d) 光纤罗经固定在水平且静止状态,额定电压供电,启动光纤罗经,测量此时稳定点艏向作为参考值;

e) 将光纤罗经供电电压调至如表 5,a 组合和b 组合所示,试验过程中记录光纤罗经艏向。

表5 电源瞬态波动

f) 试验结束时,恢复正常供电,再次记录光纤罗经艏向;

g) 所记录的每一艏向值相对参考值的误差应不超过±0.51 °×sec φ。

6.7.4 电源故障试验

试验步骤如下:

a) 光纤罗经固定在水平且静止状态,额定电压供电,启动光纤罗经,测量此时稳定点艏向作为参考值;

b) 光纤罗经应在如下供电条件下分别进行试验:

1) 5 min 内切断电源 3 次;

2) 每次切断时间 60 s。

c) 若光纤罗经同时具备交流和直流电源,则对交直流电源分别进行试验;

d) 试验结束后,电源恢复正常,设备重新上电,光纤罗经稳定后记录艏向值;

e) 所记录的艏向值相对于参考值误差应在±0.51 °×sec φ 范围内。

注:若光纤罗经需要较长的启动时间,试验时间可大于 5 min。

6.7.5 绝缘电阻测量

a) 测试电压应按照表 6的规定。试验步骤如下:应在所有相与地(机壳)之间测量绝缘电阻。如适用时,还应在各相之间测量绝缘电阻;

b) 某些部件,例如滤波器、浪涌抑制器等在进行该测量时可以将其断开。

表6 绝缘电阻测试电压值

6.8 环境适应性试验

6.8.1 概述

对于环境试验,光纤罗经稳定点误差是环境试验条件下读取的艏向与标准大气条件下的稳定点艏向比较得到。选配分罗经的光纤罗经,至少其中一个分罗经参与环境试验。剩余分罗经的输出接口可以连接一个负载装置或由制造商提供的等效于负载的电阻代替。

6.8.2 振动试验

6.8.2.1 主罗经振动试验

试验步骤如下:

a) 将主罗经牢固地固定在振动台上;

b) 主罗经应承受下述三个独立的振动试验,其振动方向为:

1) 水平并相对于主罗经 0°±1° ;

2) 水平并相对于主罗经 90°±1° ;

3) 垂直方向。

c) 振动试验开始前,光纤罗经达到稳定状态,测量此时稳定点艏向作为初始基准值;

d) 振动试验从最低频率和相应的振幅开始见表 7,依次进行各个频点的振动试验,各频点振动持续时间为 25 min,直至全部频点振动试验结束;

表7 振动频率与振幅

e) 在三个振动方向上,每个频点振动结束时记录光纤罗经艏向值,并观察主罗经工作状况。注:可采取措施消除或减少由于振动设备产生的电磁场对仪器设备性能产生的任何有害影响。

6.8.2.2 除主罗经外的其他罗经设备振动试验

试验步骤如下:

a) 将除主罗经外其他设备固定在振动台上,以正常的电气配置连接到主罗经上,根据制造商的说明启动光纤罗经;

b) 振动试验开始前,光纤罗经达到稳定状态,测量此时稳定点艏向作为参考值;

c) 振动试验参数依照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.7 的方法要求设置,直至全部频率振动试验结束;

d) 在三个振动方向上,每个频段振动结束时记录光纤罗经艏向值,并观察主罗经工作状况。

6.8.3 高温试验

6.8.3.1 高温存储

应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.2.1 规定的方法进行试验。试验步骤如下:

a) 将光纤罗经固定在温度试验箱内,在常温下启动并使之稳定,记录稳定点艏向;

b) 然后将箱内温度升至 70 ℃±3 ℃并保持 16 h,在本次试验结束时,罗经应放回到正常环境条件,记录光纤罗经艏向,计算罗经艏向与常温稳定点艏向的误差;

注:箱内温度变化速率不超过 45 ℃/h。

6.8.3.2 高温功能

应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.2.2 规定的方法进行试验。试验步骤如下:

c) 将光纤罗经固定在温度试验箱内,在常温下启动并使之稳定,记录稳定点艏向;

d) 然后将箱内温度升至 55 ℃±3 ℃并保持 16 h,在本次试验结束时记录光纤罗经艏向,计算罗经艏向与常温稳定点艏向的误差;

e) 试验过程中,进行电源波动试验。

注:箱内温度变化速率不超过 45 ℃/h。

6.8.4 湿热试验

应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.3.1 规定的方法进行试验,试验步骤如下:

a) 将光纤罗经固定在温度试验箱内,在标准大气环境条件下启动并使之稳定,测量并记录稳定点艏向;

b) 从当前温度条件下,在 3 h±0.5 h 内使箱温均匀地升到40 ℃±2 ℃ , 相对湿度升到 93 %±3 %,在此条件下保持 16 h,在本次试验结束时记录光纤罗经艏向值,计算罗经艏向与常温稳定点艏向的误差;

c) 试验前后,进行绝缘电阻测量。

6.8.5 低温试验

应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.4.2 规定的方法进行试验,试验步骤如下:

a) 将光纤罗经固定在温度试验箱内,在常温下启动并使之稳定,测取并记录稳定点艏向;

b) 然后将箱内温度降至-15 ℃±3 ℃(暴露在外的设备试验温度设置为-25 ℃±3 ℃) 并保温

16 h,在本次试验结束时记录光纤罗经艏向值,计算罗经艏向与常温稳定点艏向的差值;

c) 保温过程中进行电源波动试验;

d) 试验前后,进行绝缘电阻测量。

注:箱内温度变化速率不超过 45 ℃/h。

6.8.6 盐雾试验

应按照 IEC 60945:2002+Cor1:2008 的 8.12 规定的方法进行试验。试验步骤如下:

a) 被测光纤罗经设备应牢固安置在盐雾试验箱中,光纤罗经稳定后,记录光纤罗经艏向;

b) 在常温下用盐溶液喷洒 2 h,盐溶液是通过将蒸馏水或软化水重量的(5±1)百分比的氯化钠(NaCl)溶解在 95 %的水中制成的;

c) 在喷洒结束时,将试验箱温度保持在 40 ℃±2 ℃,相对湿度 90 %~95 %,持续 7 天为一个周期;

d) 重复 b)和 c)步骤一共进行 4 个周期;

e) 试验结束后,重新启动光纤罗经,稳定后,记录光纤罗经艏向,计算罗经艏向与常温稳定点艏向的误差;

f) 试验结束后,进行绝缘电阻测量。

6.8.7 外壳防护试验

应按照GB/T 4208—2017的试验方法进行试验。

6.9 电磁兼容性试验

6.9.1 外壳端口辐射发射

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/9.3要求的试验方法进行试验。

6.9.2 传导发射

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/9.2要求的试验方法进行试验。

6.9.3 射频场感应的传导骚扰抗扰度

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/10.3要求的试验方法进行试验。

6.9.4 射频电磁场辐射抗扰度

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/10.4要求的试验方法进行试验。

6.9.5 电快速瞬变脉冲群抗扰度

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/10.5要求的试验方法进行试验。

6.9.6 浪涌(冲击)抗扰度

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/10.6要求的试验方法进行试验。

6.9.7 静电放电抗扰度

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/10.9要求的试验方法进行试验。

6.10 其他试验

6.10.1 噪声和听觉信号测量

应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/11.1要求的试验方法进行试验。

6.10.2 罗经安全距离

试验应按照IEC 60945:2002+Cor1:2008/11.2的试验方法进行试验,测量光纤罗经设备对标准罗经和操舵罗经产生干扰的距离,并记录在报告中。

6.11 显示试验

若设备配备显示单元,则应按照IEC 62288:2024的试验方法和本文件5.9的要求进行光纤罗经显示试验,表4条款对应试验方法如下。

a) 信息安排_布局与逻辑分组一致性:目视观察与分析评估。

b) 信息安排_信息格式一致性:目视观察与分析评估。

c) 信息安排_操作、显示区域的分隔: 目视观察与分析评估。

d) 可读性_所有光线条件下的可读性:显示稳定后依照表 4的条款 IEC 62288:2024/4.4.1 对应方法进行测量,并在显示单元正面和侧面两个角度目视观察与分析评估。

e) 可读性_字母数据及文本的可读性 :显示稳定后, 目视观察与分析评估。

f) 可读性_文本和图标的显示:显示稳定后, 目视观察与分析评估。

g) 颜色和强度:显示稳定后,目视观察与分析评估。

h) 用户手册、说明书参考指南:检查制造商文件并分析评估确认。

i) 物理要求_亮度调节:显示稳定后,目视观察与分析评估。

j) 物理要求_时间稳定性:显示稳定后, 目视观察与分析评估。

k) 物理要求_多色显示设备:显示稳定后,目视观察与分析评估。

l) 物理要求_屏幕视角:符合 IEC 62288:2024/4.4.1.2 的要求后,从操作员的一侧位置目视观察与分析评估。

m) 视觉显示单元(VDU)的发射:检查制造商文件或依据 IEC 60945:2002/12.3 的方法测量确认。

6.12 接口

测试步骤如下:

a) 检查制造商文档并观察确定,光纤罗经设备所配备的接口功能;

b) 根据光纤罗经所配备的接口,依据5.10b)相应接口标准进行测试;

c) 通过检查制造商文档和测量确认光纤罗经的接口符合5.10b)及5.10d)的要求。

注 1:若光纤罗经设备采用符合 IEC 61162-2 的接口,通过测量确认其艏向信息输出每 20 ms 更新一次。

注 2:见5.10。

6.13 报警

6.13.1 报警一般测试测试方法如下:

a) 通过检查文件证据确认 EUT 符合 IEC 62923-1:2018,模块 A 和模块 C 以及 IEC 62923-2:2018的要求;

b) 通过检查制造商文件及测量确认报警语句应与附录 B 的表 B.1和表 B.2 一致。

注:见5.11。

6.13.2 光纤罗经“电源故障”报警测试

EUT 电源“断电”报警或状态信号输出的测试方法如下:

a) 接通 EUT 的电源;

b) 移除 EUT 的一个电源;

c) 如果 EUT 因断电而熄灭,通过观察确认 EUT 提供5.11.2规定的状态信号输出;

d) 可选地,EUT 可以通过使用备用电源激活适当优先级的“电源故障”报警。

注:见5.11.2 按表 A.1。

6.13.3 光纤罗经“系统故障”报警测试

a) 在系统中制造对真艏向有严重影响的故障;

b) 观察 EUT 是否启动了对应优先级的“系统故障”报警。

7 检验规则

7.1 检验分类

光纤罗经的检验分类如下:

a) 型式检验;

b) 出厂检验。

光纤罗经产品在下列情况之一时,应进行型式检验:

a) 新产品试制,或老产品转厂生产的试制定型鉴定;

b) 正式生产后,产品结构、材料和工艺有重大变动,足以影响产品性能;

c) 停产 1 年后恢复生产;

d) 正常生产每隔 3~5 年;

e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;

f) 国家质量监督部门提出要求时。

7.2 检验项目

光纤罗经的型式检验和出厂检验项目见表 8

表8 光纤罗经检验项目

7.3 抽样与组批

7.3.1 抽样

型式检验抽样规则:型式检验的样机应从出厂检验合格的产品中随机抽取。

出厂检验抽样规则:光纤罗经出厂检验为逐套产品检验。

7.3.2 组批

组成同一批次的光纤罗经应为同一批材料、同一工艺条件下生产的产品。

7.4 判定规则

7.4.1 型式检验判定规则

光纤罗经的全部检验项目符合要求时,则判定光纤罗经型式检验合格。若有不符合要求项,在不更换零部件的情况下,允许一次排除故障后,重新进行该项检验。若产品零部件损坏时允许更换后,除重新进行本检验项目外,还需重做与其有关的其他检验项目。检验中若发生不可修复的损坏时,应加倍取样进行检验。复验项目全部符合要求,仍判定光纤罗经型式检验合格。若复验中仍有不符合要求的项目,则判定光纤罗经型式检验不合格。

7.4.2 出厂检验判定规则

光纤罗经产品出厂检验项目全部符合要求时,判定该光纤罗经产品出厂检验合格。若其中任一出厂检验项目不符合要求时,允许整修、换件后复验。复验可只检验与整修、换件有关的项目和未进行的项目。复验符合要求,仍判定光纤罗经产品出厂检验合格。若复验仍不符合要求,则判定该光纤罗经产品出厂检验不合格。

8 标志、包装、运输、贮存和随行文件

8.1 标志

产品应有商标标志,标牌应永久、清晰,易于识别。

光纤罗经的每个组成部件(单元)上标志内容:

——产品名称、型号、序列号;

——制造厂名和厂址;

——制造日期;

——商标;

——执行标准编号;

——磁罗经安全距离。

8.2 包装

外包装箱储运标识“小心轻放” “ 防潮” “堆码层数” “ 向上”,图例按GB/T 191 规定。运输产品在运输中应防止日晒雨淋、轻装轻卸、防重压,避免冲击,不应与腐蚀性物品混运。

8.3 贮存

产品应贮存在通风良好干燥的室内,不应与腐蚀性物品混放。贮存期为 2 年。

8.4 随行文件

应提供随行文件,便于使用者有效地对设备进行操作和维修。

应向使用者提供以下信息:由于速度、加速度、航向变化、海况等引起的误差所产生结果的定性说明;其他导航设备引起的相应误差的定性说明。

具体的制造商需提供的随行文件包括但不限于下列文件:

——产品合格证;

——产品说明书;

——装箱单;

——随机备附件清单; ——安装图;

——搬运说明;

——其他相关资料。

附录 A

(规范性)

光纤罗经的报警分类

光纤罗经报警分类的实例见表A.1。

表 A.1 光纤罗经所需报警分类实例

附录 B

(规范性)

光纤罗经的接口及语句

B.1 光纤罗经所需逻辑接口见图B.1。如果在单个物理接口上实现了多个逻辑接口,则每个逻辑接口的所有方面,包括警报通信、心跳等,应与在同一物理接口上实现的其他逻辑接口相应方面相区分。

注 :来自 GNSS 的速度可用于修正速度误差。

图 B.1 光纤罗经逻辑接口

B.2 IEC 61162中规定的罗经发送和接收数据语句按表B.1和表B.2。制造商应说明其每个物理接口所支持的IEC 61162标准具体部分。

表 B.1 由光纤罗经对外接口输出的语句

表 B.2 光纤罗经接收的语句

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