JT-T-377-2020沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系统拨发标准

ⅠJT/T377—2020前言 2规范性引用文件 4台站组成 6发射特性 7系统性能 附录A(规范性附录)校验算法和流程 附录B(规范性附录)用户选择RBN-DGNSS台站的原则 附录C(资料性附录)台站识别号的分配 ⅡJT/T377—2020本标准代替JT/T377—1998《沿海无线电指向标-差分全球定位系统播发标准》。与JT/T377—1998相比,主要技术变化如下:—增加了缩略语(见3.2);—修改了台站组成(见第4章,1998年版的第3章);—修改了电文组成(见5.1,1998年版的4.1);—修改了电文头(见5.2,1998年版的4.1.1);—增加了电文类型(见5.3);—修改了电文播发(见5.5,1998年版的4.1.8);—修改了发射特性(见第6章,1998年版的第5章);—修改了覆盖范围(见7.3,1998年版的第7章);—删除了用户对RBN-DGPS的选择(见1998年版的附录A);—增加了用户选择RBN-DGNSS台站的原则(见附录B);本标准由交通运输航测标准化技术委员会提出并归口。本标准所代替标准的历代版本发布情况为:1JT/T377—2020沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系统播发标准本标准规定了基于北斗卫星导航系统和全球定位系统的沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系本标准适用于基于北斗卫星导航系统和全球定位系统的沿海无线电指向标-差分全球卫星导航系统台站的建设、管理和使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T19391—2003全球定位系统(GPS)术语及定义BDS-SIS-ICD-2.1北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件-公开服务信号(2.1版)GB/T19391界定的以及下列术语和定义适用于本文件。工作在283.5kHz~325kHz频段,供用户测向定位的陆基无线电发射台。提高无线电导航系统定位精度的一种技术。采用差分技术,提高全球卫星导航系统用户定位精度的系统。利用沿海无线电指向标播发伪距改正数的差分全球卫星导航系统。对卫星导航信号进行长期连续观测并生成差分数据的台站。当无线电导航系统不能用于导航时,能向用户及时发出警告(信息)的能力。2JT/T377—2020用于监测差分全球卫星导航系统完好性的台站。用于调制、发射全球卫星导航系统差分信息的台站。在规定时间内,发射功率不低于其额定值50%的前提下,发射信号的时间占总时间的百分比。在规定时间内,用差分信号计算位置的次数与位置计算的总次数之比。下列缩略语适用于本文件。3JT/T377—20204台站组成4.1台站由基准台、发射台和完好性监测台及其附属设备组成。4.2基准台、发射台和完好性监测台的设备宜采用双机热备份。电文包括若干帧,由字组成。字长度为30位,最后6位是校验码,校验算法见附录A。每帧电文包电文头为每帧电文的第1个和第2个字,包含:前缀、电文类型、基准台识别码、改进Z计数和台站健康状态标志等信息,电文头格式见图1,内容见表1。图1电文头格式字比例因子和单位范围及要求前缀8—电文类型61基准台识别码1校验码6 见附录A第2个字改进Z计数星导航系统的时间为参考4JT/T377—2020表1(续)字比例因子和单位范围及要求第2个字顺序号31一个递增的数字,范围为0~7,到达7后归零数据字数N5台站健康状态标志3—8种状态,见表2校验码6—由基准台对差分数据编码后生成,校验算法和流程见附录Aa二进制表2台站健康状态标志代码及说明代码说明代码说明2台站未工作或工作不正常22未监控台站的广播22222可选择播发的电文类型见表3。说明说明1GPS差分改正数发射台扩充信息3BDS差分改正数5GPS星座健康状态BDS部分卫星组差分改正数7发射台信息BDS星座健康状态9GPS部分卫星组差分改正数专用电文台站文本信息5.4电文内容和格式电文类型1提供GPS伪距和距离变化率改正数,电文格式见图2,内容见表4。5JT/T377—2020说明:Ns—电文中的卫星数。参数比例因子和单位范围及说明比例因子选项1见表52种状态2见表64种状态卫星ID51ac8d8——总计s——填充e位校验—见附录A注1:Ns代表电文中的卫星数。注2:N代表电文中的数据字数。a全零(00000)表示32号卫星。b以二进制补码表示。c二进制数(1000000000000000)表示故障,用户应立即停止使用此卫星。d二进制数(10000000)表示故障,用户应立即停止使用此电文。Ns不是3的整数倍,则最后数据电文字中包含8位或16位的填充字段。6JT/T377—2020电文类型1的参数说明如下:a)比例因子选项:计算PRC和RRC时,应乘以由该比例因子确定的系数,见表5;代码数值PRC比例因子和单位(m)RRC比例因子和单位(m/s)0011b)UDRE:台站伪距观测值误差的估计值(1倍中误差)。计算UDRE时应使用表6定义的上限,并乘以电文头中台站健康状态标志中的UDRE比例因子,见表2;表6UDRE代码及表示范围代码UDRE范围σ0σ≤1m123c)PRC:参考时刻t0的PRC是计算的几何距离与改正后的伪距观测值差值,t0为电文头中的改进Z计数;d)RRC:用于对伪距改正数预报值进行改正,当伪距改正数老化时,使用RRC可延长其使用龄期;e)IOD:用于确保用户和台站使用同一组导航电文的轨道和时钟信息。台站基于当前的导航电文计算差分改正数,用户进行计算时,先测试当前所用导航电文的IOD是否与电文类型1的IOD相同,如不同,应更新导航电文或从其他电文类型1中获得正确的IOD;f)填充:若NS不是3的倍数,应在每帧电文最后加上8位或16位的填充字段,以达到每个字30位的要求。填充应由交替的1和0组成。电文类型3提供基准台参数,由4个数据字组成(N=4),包括基准站天线的ECEF坐标,精确到厘米级。电文格式见图3,内容见表7。7JT/T377—2020参数位数比例因子和单位范围及说明ECEFX-坐标aECEFY-坐标aECEFZ-坐标a校验—见附录Aa以二进制补码方式表示。电文类型5提供基准台观测到的所有GPS卫星的健康状态,以及即将进入基准台可见范围内的GPS卫星的估计健康状态。电文格式见图4,内容见表8。说明:Ns—电文中的卫星数。参数说明保留1保留位,为编号超过32的GPS卫星使用卫星ID5范围1~32,全零(00000)表示第32号卫星1数据健康3有关卫星导航数据健康状态信息,见表9载噪比(C/N0)5基准台测得的卫星信号载噪比。比例因子1dB-Hz,范围25dB-Hz~55dB-Hz,第00000:卫星没有被台站跟踪;…健康使能10:用户应根据卫星导航电文中的健康状态进行使用;1:用户可忽略该卫星导航电文中的健康状态,强制使用该卫星数据新导航数据10:基准台未获取新的导航电文;1:基准台正在获取该卫星新的导航电文,即将更新电文类型1或9中的IOD值卫星丢失警告10:卫星状态无变化;1:某段时间后卫星状态将从健康改为非健康,紧接的4位给出此段时间长度8JT/T377—2020表8(续)参数说明到非健康状态的时间4表示到卫星状态发生改变的预计时间长度,比例因子是5min,范围为0min0000:卫星状态即将变为非健康;0001:卫星状态将在5min后改变为非健康;…1111:卫星状态将在75min后改变为非健康保留2 校验6见附录A代码说明所有数据正常卫星导航电文校验错误卫星导航电文中的TLM/HOW格式错误,即导航电文前缀不正确卫星导航电文中HOW字的Z计数错误,Z计数未反映实际的码相位卫星导航电文子帧1、电文子帧2和电文子帧3中发生错误卫星导航电文子帧4和电文子帧5中发生错误上载数据发生错误数据错误,即某个或多个子帧中的TLM和/或HOW,以及其他部分发生错误电文类型7提供发射台的位置、发射台范围、广播频率、发射台状态、发射台ID发射台的信息外,还包括2个或3个相邻发射台的信息。电文格式见图5,内容见表10。用户利用电文说明:Nb—电文中的发射台数量。9JT/T377—2020参数比例因子和单位位置数据-纬度a位置数据-经度a发射台范围广播频率发射台状态2—00:正常工作;01:未进行完好性监测;10:状态未知;11:不可使用发射台ID—比特率31—0:MSK;1:FSK1—0:异步;1:同步1—0:未编码;1:FEC编码总计b——校验—见附录A注1:Nb代表电文中发射台的数量。注2:N代表电文中的数据字数。+”表示北纬或东经,“-”表示南纬或西经,以二进制补码表示。电文类型9提供部分GPS卫星组的伪距改正数和距离变化率改正数,三颗卫星为一组,不足三颗自成一组,其格式和内容与电文类型1相同。电文类型16提供台站文本信息,应使用可打印的ASCII码,每次广播应不超过90个字符。如果最后电文字未用完,则应用0填充电文字剩余部分。电文类型16广播“QUICK”字符的方法示例见图6。JT/T377—2020电文类型27提供发射台位置、基准台ID、发射频率、发射台状态及发射台名称等信息。电文格式见图7,内容见表11。参数比例因子和单位位置数据-纬度a位置数据-经度a第一个基准台ID1发射频率发射台状态2 00:全部基准台工作正常;01:测试模式;10:无有效信息;11:未工作第二个基准台ID1发射台比特率3 1—0:全球基准;1:本地基准保留(R)1—JT/T377—2020表11(续)参数比例因子和单位1—0:无附加编码;1:FEC编码完好性监测2—00:仅预播发完好性监测;01:仅后播发完好性监测;10:预播发完好性监测和后播发完好性监测;星座标识7—每一个比特代表不同卫星星座。一个比特确定标识相关的基准台为这一星座提供数据信息。空余的比特位可以用于以后增加的卫星星座标识。7:空余发射台名称—总计b——校验b—见附录A注:Nb代表电文中发射台的数量。+”表示北纬或东经,“-”表示南纬或西经,以二进制补码表示。8位ASCII码去掉最高位得到,发射台名称应符合IALA的规定。BDS伪距改正数可采用电文类型41播发,电文格式见图8,内容见表12。JT/T377—2020参数比例因子和单位4141星历类型21使用标识21电离层延迟存在标识1—0:电文中不包含电离层延迟信息卫星ID61481—二进制,10000000000000表示出现问题,用户设备应停止使用该卫星伪距改正信息填充总计数模24—基于电文中的卫星数,电文长度可能不满足24位,使用1和0交替填充电文最后部分校验—见附录A注:N是电文中的数据字数。电文类型41的参数说明如下:a)BDS系统ID和BDS卫星ID:BDS系统ID用于指明北斗卫星导航系统,BDS卫星ID用于指明b)BDS信号ID:BDS信号ID用于指明差分电文改正数的观测值类型,代码见表13。信号ID信号信号ID信号0保留415263保留c)卫星星历类型:卫星星历类型标识电文中计算卫星位置的资源和方法,利用星历类型及IOD对用户使用的卫星星历进行比较,以确保用户与台站使用相同的卫星星历。卫星星历类型见星历类型卫星位置计算参考0—1~2——JT/T377—2020d)使用标识:使用标识表明在t0和t时间段使用的改正数最大周期。当超过该标识的时间域,应停止使用相应的改正数。卫星使用标识内容见表15。表15卫星使用标识内容使用标识(二进制)使用最大改正(s)使用标识(二进制)使用最大改正(s)e)UDRE:最终的UDRE值由电文头部分台站健康状态信息的UDRE比例因子和卫星的UDRE若电文头部分UDRE比例因子为0.30,卫星的UDRE比特值为0,则0.0m≤UDRE≤0.012m;示例2:若电文头部分UDRE比例因子为0.75,卫星的UDRE比特值为6,则0.268m≤UDRE≤0.416m;示例3:表16GNSSUDREUDRE比例因子UDRE比特值(bit)0123456789f)IOD:数据期号IOD标识对星钟参考时刻toc的说明,本条电文的BDSIOD参数基于toc生成,即BDSIOD=(toc/720)%JT/T377—2020电文类型42提供部分BDS卫星组的伪距差分改正数,三颗卫星为一组,不足三颗自成一组,其格式和内容与电文类型41相同。电文类型43提供基准台观测到的所有BDS卫星的健康状态,以及即将进入基准台可见范围内的BDS卫星的估计健康状态。电文格式见图9,内容见表17。说明:Ns—电文中的卫星数。参数比例因子和单位说明保留1—保留位41保留—卫星ID61信号ID41数据有效性状态110:导航数据有效;1:导航数据无效信号健康状态2100:信号可用;01:信号停用;10:健康状态,除非星历数据表明其为非健康状态;11:信号最近被测试载噪比(C/N0)5…新导航数据110:台站需要新的卫星导航数据用于伪距改正数生成,在电文类型41和42中将产生新的IOD卫星健康状态警告111:卫星健康状态转变为预定的“非健康”状态,剩余JT/T377—2020表17(续)参数比例因子和单位说明到非健康状态时间4表示到卫星状态发生改变的预计时间长度,比例因0000:卫星状态即将改变为非健康;…1111:卫星状态将在75min后改变为非健康校验6—见附录A电文类型59为专用电文,由设备提供商自行制订电文格式和内容,并允许有多个子电文类型。本电文的第3个字的前8位可提供电文制订者的标识符。BDS和GPS差分改正数电文宜持续广播,其他相关电文根据需要广播,具体见表18。电文类型广播频次说明9尽可能持续广播只用来播发仰角≥7.5°的GPS卫星的改正数,依据收到的卫星按三颗一组的规则循环广播尽可能持续广播只用来播发仰角≥7.5°的BDS卫星的改正数,依据收到的卫星按三颗一组的规则循环广播认为有必要时广播应发射电文类型163认为有必要时广播5整点以后第5min广播,以后每隔15min广播一次当一颗不能利用的GPS卫星可用于RBN-DGNSS系统时广播7整点以后第7min广播,每隔10min当发射台的状态有变化,则应在下一个整点的第7min开始,2min内对包含发射台状态的电文类型7进行修改并广播整点以后第9min广播,每隔10min当发射台的状态有变化,则应在下一个整点的第9min开始,2min内对包含发射台状态的电文类型27进行修改并广播整点以后第6min广播,以后每隔15min广播一次当一颗不能利用的BDS卫星可用于RBN-DGNSS系统时广播注:电文类型9和电文类型42交替播发。JT/T377—20206发射特性6.1沿海无线电指向标频带6.2信号调制发射类别为调相单信道数据传输(G1D)。6.4数据传输速率6.5.2相位噪声:偏移量为10Hz时,每一频段的单边带相位噪声应小于-80dBc/Hz。6.5.3寄生输出:所有的寄生输出均应小于-60dBc。6.5.4同步类型:电文应以同步方式播发。6.5.5PRC延迟时间:改正数的平均延迟时间应小于0.25s。6.6频率保护比在RBN-DGNSS信号覆盖范围内,接收信号的最小场强为75μV/m时,RBN-DGNSS信号发射的频率保护比见表19。有用差分信号和干扰差分信号的频率间隔保护比有用差分信号和干扰差分信号的频率间隔保护比系统正常运行时,在覆盖范围内,RBN-DGNSS信号的最小场强应为75μV/m。6.8信号的接收用户按照附录B选择RBN-DGNSS台站并接收该台站信号。JT/T377—20207系统性能7.4台站识别号RBN-DGNSS应提供基准台识别号和发射台识别号:a)基准台识别号:每个基准台仅有一个识别号,并编入所有发射电文的电文头和电文类型27。b)发射台识别号:每个发射台仅有一个识别号,并编入电文类型7。7.5信号发射率信号发射率应大于99%。7.6信号可利用率当HDOP<2.3时,RBN-DGNSS在海上300km覆盖范围内的水平定位精度误差)。完好性监测台应对定位差进行附加校验,以保证系统的完好性。用户端超定解的告警限值应设置为12.6m,该值对应的监测台定位水平应为95%概率8m。报警时间应小于2s。当基准台故障、在播发的数据流中缺少改正数数据,或者没有任何电文发布时,在电文类型16中应告知用户。JT/T377—20207.8.4.2停发警报发射台停止发射时,应由邻近RBN-DGNSS站在电文类型16中告知用户。7.8.4.3伪距改正数有误报警当某颗GPS卫星伪距改正数有误差时,应把电文类型1和类型9的伪距改正数置为二进制电文1000000000000000;或当距离变化率改正数有误差时,应把电文类型1和类型9的距离变化率改正数当某颗BDS卫星伪距改正数有误差时,应把电文类型41和42的伪距改正