GB T 17424-2009 差分全球导航卫星系统(DGNSS)技术要求.pdf
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1、ICS 4702070;0322040R 28 圆亘中华人民共和国国家标准GBT 1 7424-2009代替6BT 17424 1998差分全球导航卫星系统(DGNSS)技术要求Technical requirements of differential global navigation satellite system200903-3 1发布 2009-1 1-01实施宰瞀髁鬻瓣警糌瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会促19GBT 17424-2009目 次前言一1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语4 DGNSS基本构成5播发台选址6技术要求-7电文内容与信号格式8电文播发进程9沿海无线
2、电信标DGPS(RBNDGPS)发射特性参考文献1112336679刖 昌GBT 17424-2009本标准对应于ITuR M8233海上无线电信标在1区以2835 kHz315 kHz频段和在2、3区以285 kHz325 kHz频段发送差分GNSS数据的技术特性,与ITUR M8233一致性程度为非等效,并参考了IEC 611084:2004全球导航卫星系统(GNSS)第4部分:船载DGPS和DGLONASS海上无线电信标接收设备性能要求、测试方法和结果的部分内容制定。本标准代替GBT 17424一1998差分全球定位系统(DGPS)技术要求。本标准与GBT 17424-1998相比主要变
3、化如下:增加了定义和缩略语(见第3章);增加了DGNSS技术特性(见63);增加了船载DGPsDGLONAss无线电信标接收机技术要求(见64);增加了DGLONASS方面的内容(见第7章);电文内容与信号格式中,新增加了电文类型4、31、34、32、33、35、36和27(见75、710、711、712、713、714、715);在电文播发中增加了“DGPSDGLONASS”组合播发(见第8章);删除高频与甚高频无线电台的有关要求(1998年版的第8章和94)。本标准由中华人民共和国交通运输部提出。本标准由交通部信息通信及导航标准化技术委员会归口。本标准起草单位:烟台海事局、中国交通通信中心
4、。本标准主要起草人:王志利、孔祥伦、苗猛、邓振斌。本标准所代替标准的历次版本发布情况为:GBT 174241998。差分全球导航卫星系统(DGNSS)技术要求GBT 17424-20091范围本标准规定了差分全球导航卫星系统(DGNSS)的基本构成、播发台选址、技术要求、电文内容与信号格式、电文播发进程和沿海无线电信标DGPS的发射特性。本标准适用于水上DGPSDGLONASS播发台和接收台的设计、研制和使用,对其他DGPSDGLONAss播发业务也适用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不
5、适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 19391全球定位系统(GPS)术语及定义IEC 61162-12航海无线电通信设备和系统数字接口RTCM 104023差分GNSS服务标准(23版)(RTCM Recommended Standards for DifferentialGNSS Service,Version 23)(国际)海事无线电技术委员会3术语、定义和缩略语31术语和定义GBT 19391确立的以及下列术语和定义适用于本标准。311修正的z计数modified Z-count差分数据
6、电文的参考时间。z计数从GPS或GLONASS时间的每个小时的Os开始计数,最大计数范围为3 5994 S,计数分辨率为06 S。通常用来计算GPS或GLONASS的校正时间,同样用户接收机也可计算其他的时间。312序列数sequence number每接收一个头序列数就加一,可用于辅助同步。313数据发布issue of data(10D)基准台播报的IOD为GPS导航电文中用于计算校正量,对应GPS星历数据的数值。这是确保用户设备计算的关键,基准台校正也是基于同一广播轨道和时钟参数的数据。314比例因子scale factor伪距校正的比例因子有两种状态可用,见表1。用于保持位置精度,增大
7、校正距离。表1比例因子编码 编 号 说 明o (O) 伪距校正的比例因子为002 m,距离变化率的比例因子为0002 ms。, (1) 伪距校正的比例因子为032 m,距离变化率的比例因子为0032 ms。GBT 17424-2009315用户差分距离误差user differential range error(UDRE)差分伪距校正的均方根误差的估计,受卫星信噪比、多径效应和数据平滑等因素的影响,见表2。表2用户差分距离误差(UDRE)编码 编号 差分误差m 编码 编号 差分误差m00 (0) 1 10 (2) 4且801 (1) 1且4 11 (3) 831_6地心固定坐标系earth-
8、centred earth fixed coordination systemWGS-84是GPS采用的坐标系,而基准台也可能位于一个区域坐标系中(如美国的NAD83)。PE一90是用于GLONASS和差分GLONASS基准台的坐标系。317L导航数据(GLONASS) 瓦of navigation data(GLoNAss)UTC的当前24 h内的时间,包含帧中发送的运算信息。318专用电文special message电文类型采用ASCII字符确定的格式,以英文播发。业务提供者也可采用其他语言进行广播。32缩略语表3中的缩略语适用于本标准。表3缩略语表缩略语 英 文 中 文BER Bit
9、error rate 误码率BPS Bits per second 每秒比特DGNSS DifferentiaI GNSS 差分全球导航卫星系统GNSS Global navigation satellite system 全球导航卫星系统HDOP Horizontal dilution of precision 水平位置精度因子MSK Minimum shift keying 最小频移键控PRC pseudo range corrections 伪距修正值RBN DGPS radio beacon-differential global position system 无线电信标差分全球定位
10、系统RRC Ranwrate corrections 距离变化率修正值RTK Reabtime kinematics 实时动态定位(载波相位动态实时差分)技术SA Selective availability 选择可用性SNR Signal to noise ratio 信噪比UDRE Uset differential rang error 用户差分距离误差4 DGNSS基本构成41 DGNSS由差分数据播发台、DGNSS接收台和导航卫星构成。42差分数据播发台应至少设置一座基准台和一座无线电发射台,宜再设一座监测台。可设二个以上2GBT 17424-2009的基准台和发射台,并有控制中心构
11、成交叉覆盖的DGNSS网。43 DGNSS接收台由一台GPsGLONAss接收机,一台差分数据接收机及各自的天线组成,也可配置微型计算机、打印机及其他显示终端设备。5播发台选址51拟选台址背景噪声应较低,应具有良好的电磁环境,应避免强烈的工业干扰源。DGNSS播发台台址初步确定后,应进行电测。52拟选台址应设在DGNSS服务范围的中心,宜设在重要服务区域的附近。53拟选台台址所要求的覆盖区域应有良好的视距传输条件,通信目标方向应尽量避开高层建筑、高山等障碍物,宜选在适合建台的沿岸制高点。54拟选台址应满足建筑物对地址的要求,应充分利用原有的站址、房屋、铁塔、电源、生活设施。有人值守台宜选在供水
12、、供电、交通和生活较方便的地方。55基准台GNSS接收机应避免多径干扰。6技术要求61一般要求611 DGNSS在覆盖范围内的定位误差应小于i0 m(2drms)。612系统向用户提供差分信息的更新间隔1 s3 S。613 DGPS宜采用WGS-84,并发布WGS一84与1954北京坐标系(BJS-54)之间的转换值。DGLONASS应发布PE一90与BJS-54的转换值。6I4 DGNSS应公布该系统的服务范围,各区域的定位精度。615 DGNSS建成后,应公布差分全球导航卫星系统台站表,见表4。616标称距离可以根据实际场强测定确定,也可以根据计算出的覆盖图给出,计算方法可用国际航标协会(
13、IALA)规划方式计算。表4差分全球导航卫星系统台站表亘室:中国差分全球导航卫星系统台站表识别码 标称距离距离台站名称 基准台地理位置 f信号强度1 f信号强度1运行日期播发电频率 波特率 说明(经纬度) 20。Vm 120“vm文类型发射台kma本表所给出的标称距离表示差分全球导航卫星系统可靠工作距离。b在无线电噪声良好的条件下,性能优良、安装适宜的接收机可获得本表所给信号强度为20 vVm时的距离。62基准台GNSS接收机基准台GNSS接收机根据播发系统的不同分为GPS接收机、GLONASS接收机和GPS+GLONASS双系统接收机,技术参数见表5。3GBT 17424-2009表5基准台
14、GNSS接收机技术参数技术参数项 目GPS GLONASS接收频率MHz L1 157542 LI 160256161550接收通道数 不少于12通道 不少于12通道跟踪方式 CA码相位跟踪和载波相位跟踪 码相位跟踪和载波相位跟踪接收灵敏度dBm 一135工作方式 差分工作方式电离层改正 不改正天线高度 固定高度位置 固定位置识别号 三位数日历状态电文 根据变化输出星历数据电文 根据变化输出63 DGNSS技术特性631 无线电信标站的差分修正信号的载频为500 Hz的整数倍。632载频的频率容差为2 Hz。633差分数据的发送应连续和同步,最高有效位先发。634数据发送速率可选为25 bit
15、s(仅GLONAss用)、50 bits、100 bits、200 bits。635采用最小移频键控(GID发送类型)。调制方式为:90度的相位延迟表示二进制的“0”,90度的相位提前表示二进制的“1”。载波相位线性变化,变化持续时间为一个位的宽度。636播发和基准台的识别采用二进制数表示(每个无线电信标播发和基准台识别码的分配由IALA调整)。637频率保护比频率保护比见表6。表6频率保护比有用信号和干扰信号间的频率间隔kHz 保护比dB有用信号 差分(GID) 差分(GID)干扰信号 无线电信标(AIA) 差分(GID)0 15 1505 25 2210 45 3615 50 4220 5
16、5 4764船载DGPSDGLONASS海上无线电信标接收机641组成船载DGPS和DGLONASS无线电信标接收设备应至少包括以下装置a)接收DGPS或者DGLONASS海上无线电信标信号的天线;b)DGPsDGLONASS海上无线电信标接收机和处理器;c)接收机控制接口;d)数据输出接口。4GBT 17424-2009642功能要求a) 在遭受如下典型的频率干扰和的噪声情况下,接收机正常工作:1)大气噪声;2)人为噪声;3)高斯噪声;4)来自工作波段以外的中频(MF)和低频(LF)无线电台的干扰。b) 自动和手动的选择台站。在手动模式下,改变台站要求人工操作,接收机应提供可获得的其他台站的
17、指示。数据库应不断的得到更新并被用来选择基准台。c) 获得数据的时延不超过100 ms;从调制数据的第一位到从接收机解码数据输出的最后一位时延应小于100 ms加上电文的传输时间。d)具有在有电磁暴影响的情况下,小于45 S的时间内获取信号的能力。e) 在水平面有一个全向天线,最大信号和最小信号强度之差小于:1)5 dB,在频率范围内;2)3 dB,在方位上;3)3 dB,在20。倾角上。f)在e)范围内,设备正常工作。643保护应采取措施,保护不致由于天线及其输入、输出连接或DGPSDGLONASS海上无线电信标接收设备输入、输出端发生持续5 min的短路或接地时带来永久性的损坏。644技术
18、特性6441 船载DGPSDGLONASS海上无线电信标接收机技术特性应符合63要求。6442接收频率范围至少在2835 kHz325 kHz,选择步长为500 Hz。6443接收机有10 pVm150,uVm的动态范围。10 pVm是为了满足跟踪的要求,20”vm是为了满足捕获的要求。6444在占用带宽内,信噪比为7 dB的高斯噪声背景下,接收机工作的最大误码率为110。6445如果包含一个给定卫星校正信息的字通过了奇偶校验,并且电文中前面未出现不通过奇偶校验的字,可以利用部分解码的类型9和类型34电文信息。6446接收机应具有足够的选择性和频率稳定性,工作频率间隔为500 Hz,频率容差为
19、2 Hz。6447当任何导航解算失效时,设备应给出报警指示。6448对具有自动频率选择的接收机,则应能接收、存储和利用类型7和类型35电文的信标历书信息,对包含扩展历书信息的类型27电文也同样适用。645状态提示6451当处于差分模式,在下列情况下,接收机给出完整提示:a)在10 S内没有接收到DGPS和DGLONASS电文;b)在手动选择台站模式下,被选择的台状态不正常,不被监视,或者信号的质量低于指标;c)在自动选择台站模式下,仅有的可以选择的台状态不正常,不被监视,或者信号的质量低于指标。6452如果卫星的量程的修正或者伪距的修正超过了允许的程度,类型中1、9、31和34电文中的二进制编
20、码将会提示卫星现在不可用。646接口6461设备至少应有一个串行数据输出接口,该接口应符合IEC 6116212要求。6462 DGPS和DGLONASS接收机应提供一个用于测试的电文数据输出口。647显示控制6471在界面适当的位置,应清楚的显示操作模式的选择(手动和自动),并便于使用。5GBT 17424-20096472 已选择的台站和两个最近的台站的如下信息应显示:a)基准台的识别码;b) 台名;c)频率;d)计算距基准站的距离;e)基准台的状态(从电文头);f)信号质量。648基准台切换当基准台的状态不好,或者信号的质量下降到规定值以下,或者其不再是最近的基准台时,接收机应切换当前的
21、基准台。接收机应能在10 s之内,从满足状态和信号质量的最低要求的最近的基准台中选择,调整和获得有效的电文数据。7电文内容与信号格式71 电文格式基本要求电文格式应符合RTCM 104023的规定。72通用电文格式通用电文格式如图1所示,该图详细给出了每一帧或每一类电文的前两个字,每个字30 bit。每帧长度为N+2个字,其中N个字包含电文数据。可供发送的最小电文类型见表7。GPS的电文类型、内容和格式的具体说明见图2图7,GLONASS的说明见图8图12。长度为30 bit的字之间的连接,使用奇偶校验算法;10个字的子帧之间采用海明码(类型32,类型26)。如果没有其他可用的电文类型,可以使
22、用类型6或类型34(N=0或N-1)。6每一帧电文的第一个字LSBB。:。1蔫l 11基?1?o1I 1。oI oI 1I 1I o 1帧标志l 11。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1i 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30MSB每一帧电文的第二个字LSB MSB LSB改进的z计数 l序号I 帧长度 I台站状态I 奇偶校验i 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30MSB:最高有效位LSB:
23、最低有效位 一十字字i I字2 字3 I I字N+2L,J台站状态位:111设备指示基准站工作不正常;110设备指示传输不受监测其他编码也可由服务提供者用于指明台站状态。图1通用电文格式表7电文类型GBT 17424-2009GPS电文类型编号 名 称 GLONASS电文类型编号1 差分GNSS修正(所有的卫星) 3l3 基准站的参数 324 基准站的数据 45 星座状态 336 空帧 34(N=0或者N-1)7 无线电信标历书 359 差分GNSS子集的修正(这个可以取代类I或类31) 34(N1)16 特殊的电文 3627 扩展的无线电信标历书 2773电文类型1和类型9格式电文类型1为差
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