ПНСТ 785-2022 Искусственный интеллект для навигационных систем воздушных судов гражданской авиации. Алгоритм обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы. Общие требования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ ДЛЯ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Алгоритм обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы.

Общие требования

Издание официальное

Москва Российский институт стандартизации 2022

Предисловие

• 1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «ННК Консалтинг»

• 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 164 «Искусственный интеллект»

• 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2022 г. № 99-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТР 1.16—2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: contact@nnccompany.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д. 10, стр. 2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

© Оформление. ФГБУ «РСТ», 2022

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

• 1 Область применения

• 2 Нормативные ссылки

• 3 Сокращения

• 4 Назначение средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

• 5 Требования к задачам алгоритма обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы, решаемым с использованием методов искусственного интеллекта

• 6 Требования к наборам исходных данных для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальных навигационных систем

Приложение А (рекомендуемое) Пример формата RINEX для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

Приложение Б (обязательное) Пример наборов данных для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

Введение

Развитие методов искусственного интеллекта и рост вычислительных мощностей делают возможным решение задач оценки состояния комплексных систем или подтверждения достоверности решения посредством нейронных сетей с точностью, превышающей классические аналитические и статистические методы. Это способствует применению методов искусственного интеллекта, при условии проведения качественных испытаний в сферах, связанных с высоким риском для жизни и здоровья людей, в частности — навигации и гражданской авиации.

В настоящем стандарте:

• - приведены примеры задач средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы, для решения которых могут применяться методы машинного обучения;

• - формализованы требования к данным, необходимым для обучения алгоритмов мониторинга глобальной спутниковой системы.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ ДЛЯ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Алгоритм обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы.

Общие требования

Artificial intelligence for civil aviation aircraft. Information processing algorithm for monitoring tools of the global navigation satellite system. General requirements

Срок действия — с 2024—01—01 до 2026—01—01

• 1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на средства мониторинга глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS с использованием методов искусственного интеллекта.

Стандарт устанавливает технические и эксплуатационные требования, методы и требуемые результаты испытаний средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы, реализующей алгоритмы обработки информации с использованием методов искусственного интеллекта.

• 2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 54460 Глобальные навигационные спутниковые системы. Система мониторинга и контроля целостности. Общие технические требования и методы испытаний

ПНСТ 788—2022 Искусственный интеллект для навигационных систем воздушных судов гражданской авиации. Алгоритм контроля целостности для приемников спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS. Общие требования

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

• 3 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система;

Издание официальное

GPS — система глобального позиционирования;

ГНСС — глобальная навигационная спутниковая система;

RINEX — формат обмена данными для файлов исходных данных спутниковых навигационных приемников (Receiver Independent Exchange Format).

• 4 Назначение средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

Назначение средств мониторинга ГНСС ГЛОНАСС и GPS на территории Российской Федерации определяется ГОСТ Р 54460.

• 5 Требования к задачам алгоритма обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы, решаемым с использованием методов искусственного интеллекта

Алгоритм обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы с использованием методов искусственного интеллекта должен обеспечивать решение таких задач, как:

• - обнаружение отказов спутников или созвездий, в том числе вызванных отказом наземной системы управления, с использованием алгоритмов контроля целостности ПНСТ 788;

• - выявление наличия отраженных сигналов в области мониторинга, влияющих на точность определения потребителем вектора состояния;

• - выявление эффектов ионосферных и тропосферных мерцаний;

• - выявление фактов интерференции сигналов глобальных навигационных систем с сигналами искусственного происхождения («спуфинг»).

Применение методов искусственного интеллекта для решения данных задач является целесообразным в случае, если полученные результаты позволяют идентифицировать большее число случаев отказов и/или сформировать данные для дифференциальной коррекции со стороны потребителя для увеличения точности определения вектора состояния (координаты, скорость, время).

• 6 Требования к наборам исходных данных для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальных навигационных систем

• 6.1 Данные для обучения в алгоритмах обработки информации для средств мониторинга глобальных навигационных систем должны содержать как минимум:

• а) навигационные сообщения всех спутников, находящихся в зоне прямой видимости;

• б) текущие необработанные измерения псевдослучайного кода и фазы несущей для всех спутников, находящихся в зоне прямой видимости;

• в) текущие значения отношения «плотность сигнала на несущей — плотность шума» (C/N0) для всех спутников, находящихся в зоне прямой видимости;

• г) текущие метеорологические данные, в том числе:

• - атмосферное давление,

• - температуру,

• - относительную влажность,

• - сухую и влажную тропосферную задержку в зените,

• - скорость и направление ветра,

• - тип и объем осадков.

• 6.2 Для хранения исходных данных рекомендуется использовать формат RINEX (Receiver Independent Exchange Format) не ниже версии 2.11 с поддержкой навигационных сигналов ГЛОНАСС/ GPS, а также полного спектра источников метеорологических данных.

• 6.3 Метаданные контрольного набора должны содержать как минимум:

• - информацию о точном положении средства мониторинга;

• - информацию об ожидаемой ошибке или событии и его природе;

• - данные для дифференциальной коррекции навигационного решения потребителем.

• 6.4 Отказы спутников или созвездий, отраженные сигналы, а также интерференция должны вноситься в обучающие данные посредством использования одного или нескольких имитаторов сигналов ГЛОНАСС/GPS или с помощью алгоритмической модификации исходных данных.

• 6.5 Наборы исходных данных должны разделяться на обучающий, тестовый и демонстрационный с соблюдением критерия независимости.

Приложение А (рекомендуемое)

Пример формата RINEX для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

Данные наблюдений:

Навигационные данные:

3.04 N: GNSS NAV DATA Е: Galileo RINEX VERSION / TYPE

JPS2RIN v.2.0.178 JAVAD GNSS 20210827 085922 UTC PGM / RUN BY I DATE

18 LEAP SECONDS

GAL 6.5750D+01 3.9063D-02 8.6365D-03 0.0000D+00 IONOSPHERIC CORR

GAUT 1.2107193470D-08-7.105427358D-15 432000 2172 TIME SYSTEM CORR

GAGP 1.4348188415D-08-8.881784197D-15 432000 2172 TIME SYSTEM CORR

END OF HEADER

E21 2021 08 27 04 50 00-6.843618466519D-04-2.188471626141D-12 0.000000000000D+00 1.090000000000D+02 7.156250000000D+01 3.377283534558D-09-1.876781663490D+00 3.425404429436D-06 2.151016378775D-04 3.108754754066D-06 5.440611875534D+03 4.494000000000D+05 2.048909664154D-08-1.057783147908D+00-3.911554813385D-08 9.760040830591D-01 2.822812500000D+02-1.802897742225D+00-5.860601260424D-09 2.085801167705D-10 2.580000000000D+02 2.172000000000D+03 0.000000000000D+00 3.119999885559D+00 0.000000000000D+00 1.862645149231D-09 0.000000000000D+00 4.501500000000D+05

E21 2021 08 27 04 50 00-6.843626033515D-04-2.174260771426D-12 0.000000000000D+00 1.090000000000D+02 7.156250000000D+01 3.377283534558D-09-1.876781663490D+00 3.425404429436D-06 2.151016378775D-04 3.108754754066D-06 5.440611875534D+03 4.494000000000D+05 2.048909664154D-08-1.057783147908D+00-3.911554813385D-08 9.760040830591D-01 2.822812500000D+02-1.802897742225D+00-5.860601260424D-09 2.085801167705D-10 5.170000000000D+02 2.172000000000D+03 0.000000000000D+00 3.119999885559D+00 0.000000000000D+00 1.862645149231D-09 2.095475792885D-09 4.500640000000D+05

E01 2021 08 27 05 10 00-1.180269289762D-03-8.029132914089D-12 0.000000000000D+00 1.110000000000D+02 7.421875000000D+01 3.436214560701D-09-2.674805905637D+00 3.537163138390D-06 2.661625621840D-04 3.283843398094D-06 5.440601964951D+03 4.506000000000D+05-1.117587089539D-08-1.054915851880D+00-7.450580596924D-09 9.764296912788D-01 2.766250000000D+02-1.606158652623D+00-5.901674399856D-09 2.307238962907D-10 2.580000000000D+02 2.172000000000D+03 0.000000000000D+00 3.119999885559D+00 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 4.513000000000D+05

E01 2021 08 27 05 10 00-1.180269988254D-03-8.014922059374D-12 0.000000000000D+00 1.110000000000D+02 7.421875000000D+01 3.436214560701D-09-2.674805905637D+00 3.537163138390D-06 2.661625621840D-04 3.283843398094D-06 5.440601964951D+03 4.506000000000D+05-1.117587089539D-08-1.054915851880D+00-7.450580596924D-09 9.764296912788D-01 2.766250000000D+02-1.606158652623D+00-5.901674399856D-09 2.307238962907D-10 5.170000000000D+02 2.172000000000D+03 0.000000000000D+00 3.119999885559D+00 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 4.512640000000D+05

E05 2021 08 27 06 00 00-2.540823770687D-04 3.041122909053D-12 0.000000000000D+00 1.160000000000D+02-7.728125000000D+01 3.273707791641D-09 2.429499218783D+00 -3.628432750702D-06 8.129829075187D-05 7.720664143562D-06 5.440627880096D+03 4.536000000000D+05 6.519258022308D-08 3.129438226943D+00-2.235174179077D-08 9.557826667673D-01 1.695312500000D+02-3.346147561506D-01-5.748096574152D-09 -3.028697585983D-10 2.580000000000D+02 2.172000000000D+03 0.000000000000D+00 3.119999885559D+00 0.000000000000D+00 3.725290298462D-09 0.000000000000D+00 4.543500000000D+05

Метеорологические данные:

Приложение Б (обязательное)

Пример наборов данных для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы

Б.1 Наборы данных для обучения алгоритмов обработки информации для средств мониторинга глобальной навигационной спутниковой системы приведены на съемном носителе, прилагаемом к настоящему стандарту.

Каждый набор данных содержит 24 ч непрерывных наблюдений.

Таблица Б.1 — Перечень наборов данных

ОКС 35.020

Ключевые слова: искусственный интеллект, навигационные системы, воздушное судно, гражданская авиация, алгоритм, обработка информации, средства мониторинга, глобальная навигационная спутниковая система

Редактор З.А. Лиманская Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор Р.А. Ментова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 10.11.2022. Подписано в печать 15.11.2022. Формат 60х84¹/в. Гарнитура Ариал. Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 1,26.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении в ФГБУ «РСТ» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.