北斗地基增强系统服务性能规范.docx

1、北斗地基增强系统服务性能规范北斗地基增强系统服务性能规范National BDS Augmentation SystemService Performance Standard( 版)中国卫星导航系统管理办公室二一七年七月引 言北斗地基增强系统是国家重要的信息基础设备，用于供给北斗卫星导航系统增强定位精度和完满性服务。北斗地基增强系统由地面北斗基准站系统、通讯网络系统、数据综合办理系统、数据播发系统等构成。北斗地基增强系统经过在地面按必定距离成立的若干固定北斗基准站接收北斗导航卫星发射的导航信号，经通讯网络传输至数据综合办理系统，办理后产生北斗导航卫星的精细轨道和钟差、电离层修正数、后办理数据

2、产品等信息，经过卫星、数字广播、挪动通讯方式等及时播发，并经过互联网供给后办理数据产品的下载服务，知足北斗卫星导航系统服务范围内广域米级和分米级、地区厘米级的及时定位和导航需求，以及后办理毫米级定位服务需求。本规范规定了北斗地基增强系统（基本服务）可面向大众及行业用户供给的靠谱稳固服务产品特色及有关性能指标。跟着北斗地基增强系统建设工作的完美，北斗地基增强系统将见面向用户供给更多、更靠谱和稳固的服务，这些服务将在北斗地基增强系统服务性能规范后续版本中进行规定。1范围 .12引用文件 .23术语和定义、缩略语 .3术语和定义 .3框架网 .3地区增强密度网 .3挪动通讯播发平台 .3广域增强数据

3、产品 .3地区增强数据产品 .3后办理高精度数据产品 .3广域增强单频伪距定位 .3广域增强单频载波相位定位 .4广域增强双频载波相位定位 .4缩略语 .44北斗地基增强系统概括 .6北斗基准站网 .7通讯网络系统 .8国家数据综合办理系统 .8行业数据办理系统 .9数据播发系统 .9北斗 /GNSS增强用户终端 .95北斗地基增强系统服务产品特色 .10产品分类 .10产品行式 .11广域增强数据产品行式 .11地区增强数据产品行式 .20后办理高精度数据产品行式 .21接入协议 .21 广域增强数据产品接入协议 21 地区增强数据产品接入协议 27 后办理高精度数据产品接入协议 27 产品

4、播发频次 27 播发手段 27 播发范围 28 用户终端 / 接收机要求 286 北斗地基增强系统服务性能指标 30 服务范围 30 定位精度 30附录 A 广域增强数据产品用户终端解算算法 33 卫星轨道更正 33 卫星钟差更正 34 电离层延缓更正 35图目录图 1 北斗地基增强系统构成表示图 6图 2 框架网北斗基准站散布表示图 7图 3 地区增强密度网北斗基准站散布表示图 8图 4 数据产品封装表示图 11图 5 电文内容拼接表示图 16图 6 用户注册流程图 22图 7 用户认证流程图 22图 8 服务申请流程图 23图 9 交互信息构造图 23表目录表 1 北斗地基增强系统服务说明

5、表 10表 2 电文封装内容表 11表 3 广域增强数据产品电文信息 12表 4 北斗组合轨道钟差电文的电文头 12表 5 北斗组合轨道钟差电文的数据内容 13表 6 GPS 组合轨道钟差电文的电文头 13表 7 GPS 组合轨道钟差电文的数据内容 14表 8 电离层球谐模型电文的电文头 15表 9 电离层球谐模型电文的数据内容 16表 10 数据种类表 17表 11 数据字段定义表 17表 12 地区增强数据产品电文信息 20表 13 信息头的数据字段 23表 14 信息种类比较表 24表 15 用户注册申请信息格式 24表 16 注册结果响应信息格式 25表 17 认证申请信息格式 25表

6、 18 认证成功结果信息格式 25表 19 认证失败结果信息格式 26表 20 广域增强数据产品服务申请信息格式 26表 21 申请响应信息电文格式 26表 22 停止服务信息格式 27表 23 服务产品播发频次 27表 24 各种信号的特征 29表 25 北斗广域定位精度指标 30表 26 北斗 GPS组合广域定位精度指标 31表 27 地区定位精度指标 31表 28 后办理定位精度指标 321范围本规范规定了北斗地基增强系统（基本服务阶段）服务产品特色及服务性能指标。本规范合用于北斗地基增强系统（基本服务阶段）面向大众及行业用户供给的服务。12引用文件以下文件关于本文件的应用是必不行少的。

7、凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本合用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包含全部的改正单）合用于本文件。ERPEarth Rotation ParameterfilesFTPFile Transfer ProtocolIONEXIonospheric TEC grid productsRTCMRTCM （ Radio Technical Commission for MaritimeService）Standard 10403.2 Differential GNSS（ Global Navigation Satellite Systems） ServicesVersion 3SP

8、3StandardProduct 3YD/T 1214900/1800MHz TDMA 数字蜂窝挪动通讯网通用分组无线业务（GPRS）设备技术要求：挪动台YD/T 1367 2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝挪动通讯网 终端设备技术要求 YD/T 1547 2GHz WCDMA 数字蜂窝挪动通讯网 终端设备技术要求（第三阶段）YD/T 1558 800MHz/2GHz CDMA2000 数字蜂窝挪动通讯网设备技术要求挪动台（含机卡一体）YD/T 2575 TD-LTE 数字蜂窝挪动通讯网 终端设备技术要求（第一阶段）YD/T 2577 LTE FDD 数字蜂窝挪动通讯网 终端设备技术要求（第

9、一阶段）23术语和定义、缩略语术语和定义以下术语和定义合用于本文件。框架网是由布设在中国地区、站间距 300km1000km 的北斗基准站构成的骨干网，用于生成广域增强数据产品等。 地区增强密度网是由布设在中国地区、 站间距 50km 70km 的北斗基准站构成的增强密度网，用于生成地区增强数据产品。挪动通讯播发平台是经过挪动通讯播发方式向用户供给接入及增强数据产品播发服务的软硬件一体化平台。 广域增强数据产品利用框架网观察数据，经过及时数据办理生成卫星轨道、卫星钟差、电离层等偏差更正数产品及完满性产品，用于提升服务地区内 GNSS 用户及时定位导航性能。 地区增强数据产品利用地区增强密度网观

10、察数据，办理生成的地点偏差更正数或观察值偏差综合更正数产品，用于提升服务地区内 GNSS 及时用户定位导航性能。 后办理高精度数据产品利用框架网和地区增强密度网观察数据，后办理生成高精度卫星轨道、卫星钟差等产品，用于供给用户毫米级精度的过后办理服务。 广域增强单频伪距定位用户接收机采纳单频伪距观察值和广域增强数据产品， 确立用户地点的方法。3 广域增强单频载波相位定位用户接收机采纳单频载波相位观察值和广域增强数据产品，确立用户地点的方法。 广域增强双频载波相位定位用户接收机采纳双频载波相位观察值和广域增强数据产品，确立用户地点的方法。 缩略语以下缩略语合用于本文件。2G The 2nd Gen

11、erationTelecommunication，第 2 代挪动通讯技术3G The 3rd Generation Telecommunication，第 3 代挪动通讯技术4G The 4th Generation Telecommunication，第 4 代挪动通讯技术ARP Antenna ReferencePoint，天线参照点CRC Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验DF Data Field，数据字段EOP Earth Orientation Parameter，地球自转参数GNSS Global Navigation Satellite System，

12、全世界卫星导航系统GLONASS Global Navigation Satellite System，全世界导航卫星系统（俄罗斯）GPS Global Positioning System，全世界定位系统ID Identification，信息编号IOD Issue Of Data，数据龄期IODE Issue Of Data Ephemeris，星历数据龄期ITRF International Terrestrial Reference Frame，国际地球参照框架ITRS International Terrestrial Reference System，国际地球参照系统MSB Mos

13、t Significant Bit，最高位有效MSM Multiple Signal Messages，多信号电文PDOP Position Dilution Of Precision，地点精度因子4RMS Root Mean Square，均方根（值）RTD Real Time kinematic pesudorangeDifference，及时伪距差分RTK Real Time Kinematic，及时载波相位差分SSR State Space Representation，状态空间表示TOW Time of Week，历元时辰，周内秒SOD Second of Day, 历元时辰，天内秒

14、54北斗地基增强系统概括北斗地基增强系统由北斗基准站系统、通讯网络系统、国家数据综合办理系统与数据备份系统、 行业数据办理系统、 地区数据办理系统和地点服务营运平台、数据播发系统、北斗 /GNSS 增强用户终端平分系统构成，如图 1 所示。导航卫星北斗 GPS GLONASS北斗基框架网地区增强密度网准站网通讯网络系统 地区数据办理系统测绘地震交通国家数据办理子系统信息行业基础数据安全数据中科院支撑数据散发子系统气象领土综合防备办理（备份系统）平台办理平台运转监控子系统系统北斗综合性能监测评估系统系统地点营运服务平台数据播数字广播挪动通讯卫星播发发系统及时米级服务及时分米级服务及时厘米级服务后

15、办理毫米级服务北斗 /GNSS增强用户终端图 1 北斗地基增强系统构成表示图北斗基准站接收北斗、 GPS、GLONASS 的卫星观察数据、星历数据等，经过通讯网络系统及时传输到国家数据综合办理系统，经过办理后生成北斗基准站观测数据、广域增强数据产品、地区增强数据产品、后办理高精度数据产品等，利6用卫星广播、数字广播、挪动通讯等手段播发至北斗 /GNSS 增强用户终端，知足北斗地基增强系统服务范围内增强精度和完满性的需求。 北斗基准站网北斗基准站网包含框架网和地区增强密度网两部分。北斗地基增强系统框架网基准站按 155 个设计，并适情增补， 155 个框架网基准站大概平均的布设在中国陆地和沿海岛

16、礁 （如图 2 所示），知足北斗地基增强系统供给广域及时米级、分米级增强服务以及后办理毫米级高精度服务的组网要求。图 2 框架网北斗基准站散布表示图1200 个地区增强密度网基准站以省、 直辖市或自治区为地区单位布设 （如图 3所示），依据各自的面积、地理环境、人口散布、社会经济发展状况进行覆盖，满足北斗地基增强系统供给地区及时厘米级增强服务、后办理毫米级高精度服务所需的组网要求。7图 3 地区增强密度网北斗基准站散布表示图 通讯网络系统通讯网络系统包含从框架网和地区增强密度网到国家数据综合办理系统 /数据备份系统，从国家数据综合办理系统到行业数据办理系统、北斗综合性能监测评估系统、地点服务营

17、运平台、数据播发系统间的通讯网络及有关设备，实现数据传输，网络配置与监控等功能。 国家数据综合办理系统北斗地基增强系统的国家数据综合办理系统负责从北斗基准站网及时接收北斗、GPS、GLONASS 卫星的观察数据流，生成北斗基准站观察数据文件、广域增强数据产品、地区增强数据产品、后办理高精度数据产品等，并推送至行业数据办理系统、地点服务营运平台、数据播发系统。8 行业数据办理系统行业数据办理系统包含交通运输部、国家测绘地理信息局、中国地震局、中国气象局、领土资源部及中国科学院共 6 个行业数据办理子系统以及国家北斗数据办理备份系统。交通运输部、国家测绘地理信息局、中国地震局、中国气象局、领土资源

18、部及中国科学院共 6 个行业数据办理子系统接收国家数据综合办理系统的北斗基准站观察数据和生成的增强数据产品，针对行业应用特色进行增强数据产品的再办理，形成支持各自行业深度应用的增强数据产品。北斗地基增强系统的国家数据办理备份系统为北斗地基增强系统基准站网观察数据供给基本的远程数据备份服务，保证当国家数据综合办理系统观察数据丢掉或破坏后，能够从远程备份系统进行恢复。 数据播发系统数据播发系统接收国家数据综合办理系统生成的各种增强数据产品，针对各种数据产品播发需求进行办理和封装，再经过各种播发手段将办理封装后的增强数据产品传输至用户终端 /接收机，供用户使用。数据播发系统利用卫星广播、数字广播和挪

19、动通讯等方式播发增强数据产品。 北斗 /GNSS增强用户终端北斗 /GNSS增强用户终端 (接收机 )用于接收北斗卫星导航系统的导航信号和数据播发系统播发的增强数据产品，实现所需的高精度定位、导航功能。95北斗地基增强系统服务产品特色 产品分类北斗地基增强系统供给北斗卫星导航系统增强精度和完满性服务，见表 1。表 1 北斗地基增强系统服务说明表序号服务分类服务方式服务种类卫星广播、数字广1广域增强服务播、 挪动通讯公然免费2地区增强服务挪动通讯公然收费3后办理高精度服务文件下载公然免费挪动通讯、4北斗基准站观察数据服务文件下载受权卫星广播、5地基增强系统完满性服务挪动通讯公然免费鉴于公然服务原

20、则，联合北斗地基增强系统现阶段（截止 2017 年 6 月）建设状况，北斗地基增强系统现供给广域增强服务、地区增强服务、后办理高精度服务（表 1 中序号 1、2、3）共 3 类服务，分别对应广域增强数据产品、地区增强数据产品、后办理高精度数据产品共 3 类产品，广域增强数据产品、地区增强数据产品经过挪动通讯方式供给服务，后办理高精度数据产品经过文件下载方式供给服务。广域增强数据产品包含：北斗 /GPS 卫星精细轨道更正、钟差更正数、电离层更正数等。地区增强数据产品包含：北斗 /GPS/GLONASS 地区综合偏差更正数。后办理高精度数据产品包含： 北斗 /GPS 过后办理的精细轨道、 精细钟差

21、、EOP、电离层产品等。10 产品行式 广域增强数据产品行式 封装格式北斗地基增强系统供给的广域增强数据产品由多条电文构成，参照 的数据封装格式进行封装。每条电文分别进行封装（电文内容长度不超出 1023 字节），封装格式见图 4。前导码 保存位 电文长度 电文内容 校验位（ 8比特） （ 6比特） （ 10比特） （ 1023字节） （ 24比特）图 4 数据产品封装表示图电文由前导码、保存位、电文长度、以及可变长度的电文内容和循环冗余校验（ CRC）位构成，电文封装的内容见表 2。表 2电文封装内容表名称长度备注前导码8比特固定比特 11010011保存位6比特保存字段 000000电文长

22、度10比特值由电文内容长度确立包含电文头和数据内容，长度可变，最大不超出1023 字节，电文内容0 字节 1023 字节内容长度非整字节时在最后的字节处补 0 至整字节。校验位 24 比特 采纳 CRC-24Q 校验算法注 1：电文内容由各数据字段构成， 按比特位进行拼接， 若电文内容的有效比特数不为 8的整数倍 （内容长度非整字节），为保证差分电文内容最后一个字节的完好性，在最后的字节处补 ?0至整字节；电文长度按不小于实质电文内容字节数的最小整数计算，如 字节依照 56字节计算。注 2：CRC-24Q 算法详见 RTCM3.2 。 电文内容及构成北斗地基增强系统供给的广域增强数据产品包含北

23、斗组合轨道钟差更正电文、GPS组合轨道钟差更正电文、电离层球谐模型电文共 3 条电文，各电文编号及长度见表 3。11表 3 广域增强数据产品电文信息电文编号电文名称电文内容字节数1303北斗组合轨道钟差更正电文8.5+25.625*Ns1060GPS 组合轨道钟差更正电文8.5+25.625*Ns1330电离层球谐模型电文9.5+2.25*Ni注： Ns为北斗 /GPS卫星数目， Ni= （球谐阶数 +1） * （球谐次 +1），最大不超出 128a)北斗组合轨道钟差更正电文北斗组合轨道钟差电文将卫星钟差更正和轨道更正组合成一条电文，保证轨道和钟差更正数据的时间一致性。北斗组合轨道钟差电文包含电文头和数据内容两部分，北斗组合轨道钟差电文的电文头详尽状况见表 4。表 4 北斗组合轨道钟差电文的电文头数据字段数据字段号数据种类比特数备注电文编号DF002uint1212电文编号 1303北斗历元时间DF549uint2020-（TOW ）SSR 更新间隔DF391bit(4)4-多电文表记DF388bit(1)1-卫星参照基准DF375bit(1)1-IOD SSRDF413uint44-SSR 供给者 IDDF414uint1616-SSR 解算方案 IDDF415uint44-卫星数目DF387uint66-共计68-