JT-T-377-2020沿海無線電指向標-差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)撥發(fā)標準

ⅠJT/T377—2020前言 2規(guī)范性引用文件 4臺站組成 6發(fā)射特性 7系統(tǒng)性能 附錄A(規(guī)范性附錄)校驗算法和流程 附錄B(規(guī)范性附錄)用戶選擇RBN-DGNSS臺站的原則 附錄C(資料性附錄)臺站識別號的分配 ⅡJT/T377—2020本標準代替JT/T377—1998《沿海無線電指向標-差分全球定位系統(tǒng)播發(fā)標準》。與JT/T377—1998相比,主要技術變化如下:—增加了縮略語(見3.2);—修改了臺站組成(見第4章,1998年版的第3章);—修改了電文組成(見5.1,1998年版的4.1);—修改了電文頭(見5.2,1998年版的4.1.1);—增加了電文類型(見5.3);—修改了電文播發(fā)(見5.5,1998年版的4.1.8);—修改了發(fā)射特性(見第6章,1998年版的第5章);—修改了覆蓋范圍(見7.3,1998年版的第7章);—刪除了用戶對RBN-DGPS的選擇(見1998年版的附錄A);—增加了用戶選擇RBN-DGNSS臺站的原則(見附錄B);本標準由交通運輸航測標準化技術委員會提出并歸口。本標準所代替標準的歷代版本發(fā)布情況為:1JT/T377—2020沿海無線電指向標-差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)播發(fā)標準本標準規(guī)定了基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的沿海無線電指向標-差分全球衛(wèi)星導航系本標準適用于基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的沿海無線電指向標-差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)臺站的建設、管理和使用。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19391—2003全球定位系統(tǒng)(GPS)術語及定義BDS-SIS-ICD-2.1北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間信號接口控制文件-公開服務信號(2.1版)GB/T19391界定的以及下列術語和定義適用于本文件。工作在283.5kHz~325kHz頻段,供用戶測向定位的陸基無線電發(fā)射臺。提高無線電導航系統(tǒng)定位精度的一種技術。采用差分技術,提高全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)用戶定位精度的系統(tǒng)。利用沿海無線電指向標播發(fā)偽距改正數(shù)的差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。對衛(wèi)星導航信號進行長期連續(xù)觀測并生成差分數(shù)據(jù)的臺站。當無線電導航系統(tǒng)不能用于導航時,能向用戶及時發(fā)出警告(信息)的能力。2JT/T377—2020用于監(jiān)測差分全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)完好性的臺站。用于調制、發(fā)射全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)差分信息的臺站。在規(guī)定時間內,發(fā)射功率不低于其額定值50%的前提下,發(fā)射信號的時間占總時間的百分比。在規(guī)定時間內,用差分信號計算位置的次數(shù)與位置計算的總次數(shù)之比。下列縮略語適用于本文件。3JT/T377—20204臺站組成4.1臺站由基準臺、發(fā)射臺和完好性監(jiān)測臺及其附屬設備組成。4.2基準臺、發(fā)射臺和完好性監(jiān)測臺的設備宜采用雙機熱備份。電文包括若干幀,由字組成。字長度為30位,最后6位是校驗碼,校驗算法見附錄A。每幀電文包電文頭為每幀電文的第1個和第2個字,包含:前綴、電文類型、基準臺識別碼、改進Z計數(shù)和臺站健康狀態(tài)標志等信息,電文頭格式見圖1,內容見表1。圖1電文頭格式字比例因子和單位范圍及要求前綴8—電文類型61基準臺識別碼1校驗碼6 見附錄A第2個字改進Z計數(shù)星導航系統(tǒng)的時間為參考4JT/T377—2020表1(續(xù))字比例因子和單位范圍及要求第2個字順序號31一個遞增的數(shù)字,范圍為0~7,到達7后歸零數(shù)據(jù)字數(shù)N5臺站健康狀態(tài)標志3—8種狀態(tài),見表2校驗碼6—由基準臺對差分數(shù)據(jù)編碼后生成,校驗算法和流程見附錄Aa二進制表2臺站健康狀態(tài)標志代碼及說明代碼說明代碼說明2臺站未工作或工作不正常22未監(jiān)控臺站的廣播22222可選擇播發(fā)的電文類型見表3。說明說明1GPS差分改正數(shù)發(fā)射臺擴充信息3BDS差分改正數(shù)5GPS星座健康狀態(tài)BDS部分衛(wèi)星組差分改正數(shù)7發(fā)射臺信息BDS星座健康狀態(tài)9GPS部分衛(wèi)星組差分改正數(shù)專用電文臺站文本信息5.4電文內容和格式電文類型1提供GPS偽距和距離變化率改正數(shù),電文格式見圖2,內容見表4。5JT/T377—2020說明:Ns—電文中的衛(wèi)星數(shù)。參數(shù)比例因子和單位范圍及說明比例因子選項1見表52種狀態(tài)2見表64種狀態(tài)衛(wèi)星ID51ac8d8——總計s——填充e位校驗—見附錄A注1:Ns代表電文中的衛(wèi)星數(shù)。注2:N代表電文中的數(shù)據(jù)字數(shù)。a全零(00000)表示32號衛(wèi)星。b以二進制補碼表示。c二進制數(shù)(1000000000000000)表示故障,用戶應立即停止使用此衛(wèi)星。d二進制數(shù)(10000000)表示故障,用戶應立即停止使用此電文。Ns不是3的整數(shù)倍,則最后數(shù)據(jù)電文字中包含8位或16位的填充字段。6JT/T377—2020電文類型1的參數(shù)說明如下:a)比例因子選項:計算PRC和RRC時,應乘以由該比例因子確定的系數(shù),見表5;代碼數(shù)值PRC比例因子和單位(m)RRC比例因子和單位(m/s)0011b)UDRE:臺站偽距觀測值誤差的估計值(1倍中誤差)。計算UDRE時應使用表6定義的上限,并乘以電文頭中臺站健康狀態(tài)標志中的UDRE比例因子,見表2;表6UDRE代碼及表示范圍代碼UDRE范圍σ0σ≤1m123c)PRC:參考時刻t0的PRC是計算的幾何距離與改正后的偽距觀測值差值,t0為電文頭中的改進Z計數(shù);d)RRC:用于對偽距改正數(shù)預報值進行改正,當偽距改正數(shù)老化時,使用RRC可延長其使用齡期;e)IOD:用于確保用戶和臺站使用同一組導航電文的軌道和時鐘信息。臺站基于當前的導航電文計算差分改正數(shù),用戶進行計算時,先測試當前所用導航電文的IOD是否與電文類型1的IOD相同,如不同,應更新導航電文或從其他電文類型1中獲得正確的IOD;f)填充:若NS不是3的倍數(shù),應在每幀電文最后加上8位或16位的填充字段,以達到每個字30位的要求。填充應由交替的1和0組成。電文類型3提供基準臺參數(shù),由4個數(shù)據(jù)字組成(N=4),包括基準站天線的ECEF坐標,精確到厘米級。電文格式見圖3,內容見表7。7JT/T377—2020參數(shù)位數(shù)比例因子和單位范圍及說明ECEFX-坐標aECEFY-坐標aECEFZ-坐標a校驗—見附錄Aa以二進制補碼方式表示。電文類型5提供基準臺觀測到的所有GPS衛(wèi)星的健康狀態(tài),以及即將進入基準臺可見范圍內的GPS衛(wèi)星的估計健康狀態(tài)。電文格式見圖4,內容見表8。說明:Ns—電文中的衛(wèi)星數(shù)。參數(shù)說明保留1保留位,為編號超過32的GPS衛(wèi)星使用衛(wèi)星ID5范圍1~32,全零(00000)表示第32號衛(wèi)星1數(shù)據(jù)健康3有關衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)健康狀態(tài)信息,見表9載噪比(C/N0)5基準臺測得的衛(wèi)星信號載噪比。比例因子1dB-Hz,范圍25dB-Hz~55dB-Hz,第00000:衛(wèi)星沒有被臺站跟蹤;…健康使能10:用戶應根據(jù)衛(wèi)星導航電文中的健康狀態(tài)進行使用;1:用戶可忽略該衛(wèi)星導航電文中的健康狀態(tài),強制使用該衛(wèi)星數(shù)據(jù)新導航數(shù)據(jù)10:基準臺未獲取新的導航電文;1:基準臺正在獲取該衛(wèi)星新的導航電文,即將更新電文類型1或9中的IOD值衛(wèi)星丟失警告10:衛(wèi)星狀態(tài)無變化;1:某段時間后衛(wèi)星狀態(tài)將從健康改為非健康,緊接的4位給出此段時間長度8JT/T377—2020表8(續(xù))參數(shù)說明到非健康狀態(tài)的時間4表示到衛(wèi)星狀態(tài)發(fā)生改變的預計時間長度,比例因子是5min,范圍為0min0000:衛(wèi)星狀態(tài)即將變?yōu)榉墙】?0001:衛(wèi)星狀態(tài)將在5min后改變?yōu)榉墙】?…1111:衛(wèi)星狀態(tài)將在75min后改變?yōu)榉墙】当Ａ? 校驗6見附錄A代碼說明所有數(shù)據(jù)正常衛(wèi)星導航電文校驗錯誤衛(wèi)星導航電文中的TLM/HOW格式錯誤,即導航電文前綴不正確衛(wèi)星導航電文中HOW字的Z計數(shù)錯誤,Z計數(shù)未反映實際的碼相位衛(wèi)星導航電文子幀1、電文子幀2和電文子幀3中發(fā)生錯誤衛(wèi)星導航電文子幀4和電文子幀5中發(fā)生錯誤上載數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤數(shù)據(jù)錯誤,即某個或多個子幀中的TLM和/或HOW,以及其他部分發(fā)生錯誤電文類型7提供發(fā)射臺的位置、發(fā)射臺范圍、廣播頻率、發(fā)射臺狀態(tài)、發(fā)射臺ID發(fā)射臺的信息外,還包括2個或3個相鄰發(fā)射臺的信息。電文格式見圖5,內容見表10。用戶利用電文說明:Nb—電文中的發(fā)射臺數(shù)量。9JT/T377—2020參數(shù)比例因子和單位位置數(shù)據(jù)-緯度a位置數(shù)據(jù)-經(jīng)度a發(fā)射臺范圍廣播頻率發(fā)射臺狀態(tài)2—00:正常工作;01:未進行完好性監(jiān)測;10:狀態(tài)未知;11:不可使用發(fā)射臺ID—比特率31—0:MSK;1:FSK1—0:異步;1:同步1—0:未編碼;1:FEC編碼總計b——校驗—見附錄A注1:Nb代表電文中發(fā)射臺的數(shù)量。注2:N代表電文中的數(shù)據(jù)字數(shù)。+”表示北緯或東經(jīng),“-”表示南緯或西經(jīng),以二進制補碼表示。電文類型9提供部分GPS衛(wèi)星組的偽距改正數(shù)和距離變化率改正數(shù),三顆衛(wèi)星為一組,不足三顆自成一組,其格式和內容與電文類型1相同。電文類型16提供臺站文本信息,應使用可打印的ASCII碼,每次廣播應不超過90個字符。如果最后電文字未用完,則應用0填充電文字剩余部分。電文類型16廣播“QUICK”字符的方法示例見圖6。JT/T377—2020電文類型27提供發(fā)射臺位置、基準臺ID、發(fā)射頻率、發(fā)射臺狀態(tài)及發(fā)射臺名稱等信息。電文格式見圖7,內容見表11。參數(shù)比例因子和單位位置數(shù)據(jù)-緯度a位置數(shù)據(jù)-經(jīng)度a第一個基準臺ID1發(fā)射頻率發(fā)射臺狀態(tài)2 00:全部基準臺工作正常;01:測試模式;10:無有效信息;11:未工作第二個基準臺ID1發(fā)射臺比特率3 1—0:全球基準;1:本地基準保留(R)1—JT/T377—2020表11(續(xù))參數(shù)比例因子和單位1—0:無附加編碼;1:FEC編碼完好性監(jiān)測2—00:僅預播發(fā)完好性監(jiān)測;01:僅后播發(fā)完好性監(jiān)測;10:預播發(fā)完好性監(jiān)測和后播發(fā)完好性監(jiān)測;星座標識7—每一個比特代表不同衛(wèi)星星座。一個比特確定標識相關的基準臺為這一星座提供數(shù)據(jù)信息?？沼嗟谋忍匚豢梢杂糜谝院笤黾拥男l(wèi)星星座標識。7:空余發(fā)射臺名稱—總計b——校驗b—見附錄A注:Nb代表電文中發(fā)射臺的數(shù)量。+”表示北緯或東經(jīng),“-”表示南緯或西經(jīng),以二進制補碼表示。8位ASCII碼去掉最高位得到,發(fā)射臺名稱應符合IALA的規(guī)定。BDS偽距改正數(shù)可采用電文類型41播發(fā),電文格式見圖8,內容見表12。JT/T377—2020參數(shù)比例因子和單位4141星歷類型21使用標識21電離層延遲存在標識1—0:電文中不包含電離層延遲信息衛(wèi)星ID61481—二進制,10000000000000表示出現(xiàn)問題,用戶設備應停止使用該衛(wèi)星偽距改正信息填充總計數(shù)模24—基于電文中的衛(wèi)星數(shù),電文長度可能不滿足24位,使用1和0交替填充電文最后部分校驗—見附錄A注:N是電文中的數(shù)據(jù)字數(shù)。電文類型41的參數(shù)說明如下:a)BDS系統(tǒng)ID和BDS衛(wèi)星ID:BDS系統(tǒng)ID用于指明北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),BDS衛(wèi)星ID用于指明b)BDS信號ID:BDS信號ID用于指明差分電文改正數(shù)的觀測值類型,代碼見表13。信號ID信號信號ID信號0保留415263保留c)衛(wèi)星星歷類型:衛(wèi)星星歷類型標識電文中計算衛(wèi)星位置的資源和方法,利用星歷類型及IOD對用戶使用的衛(wèi)星星歷進行比較,以確保用戶與臺站使用相同的衛(wèi)星星歷。衛(wèi)星星歷類型見星歷類型衛(wèi)星位置計算參考0—1~2——JT/T377—2020d)使用標識:使用標識表明在t0和t時間段使用的改正數(shù)最大周期。當超過該標識的時間域,應停止使用相應的改正數(shù)。衛(wèi)星使用標識內容見表15。表15衛(wèi)星使用標識內容使用標識(二進制)使用最大改正(s)使用標識(二進制)使用最大改正(s)e)UDRE:最終的UDRE值由電文頭部分臺站健康狀態(tài)信息的UDRE比例因子和衛(wèi)星的UDRE若電文頭部分UDRE比例因子為0.30,衛(wèi)星的UDRE比特值為0,則0.0m≤UDRE≤0.012m;示例2:若電文頭部分UDRE比例因子為0.75,衛(wèi)星的UDRE比特值為6,則0.268m≤UDRE≤0.416m;示例3:表16GNSSUDREUDRE比例因子UDRE比特值(bit)0123456789f)IOD:數(shù)據(jù)期號IOD標識對星鐘參考時刻toc的說明,本條電文的BDSIOD參數(shù)基于toc生成,即BDSIOD=(toc/720)%JT/T377—2020電文類型42提供部分BDS衛(wèi)星組的偽距差分改正數(shù),三顆衛(wèi)星為一組,不足三顆自成一組,其格式和內容與電文類型41相同。電文類型43提供基準臺觀測到的所有BDS衛(wèi)星的健康狀態(tài),以及即將進入基準臺可見范圍內的BDS衛(wèi)星的估計健康狀態(tài)。電文格式見圖9,內容見表17。說明:Ns—電文中的衛(wèi)星數(shù)。參數(shù)比例因子和單位說明保留1—保留位41保留—衛(wèi)星ID61信號ID41數(shù)據(jù)有效性狀態(tài)110:導航數(shù)據(jù)有效;1:導航數(shù)據(jù)無效信號健康狀態(tài)2100:信號可用;01:信號停用;10:健康狀態(tài),除非星歷數(shù)據(jù)表明其為非健康狀態(tài);11:信號最近被測試載噪比(C/N0)5…新導航數(shù)據(jù)110:臺站需要新的衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)用于偽距改正數(shù)生成,在電文類型41和42中將產生新的IOD衛(wèi)星健康狀態(tài)警告111:衛(wèi)星健康狀態(tài)轉變?yōu)轭A定的“非健康”狀態(tài),剩余JT/T377—2020表17(續(xù))參數(shù)比例因子和單位說明到非健康狀態(tài)時間4表示到衛(wèi)星狀態(tài)發(fā)生改變的預計時間長度,比例因0000:衛(wèi)星狀態(tài)即將改變?yōu)榉墙】?…1111:衛(wèi)星狀態(tài)將在75min后改變?yōu)榉墙】敌ｒ?—見附錄A電文類型59為專用電文,由設備提供商自行制訂電文格式和內容,并允許有多個子電文類型。本電文的第3個字的前8位可提供電文制訂者的標識符。BDS和GPS差分改正數(shù)電文宜持續(xù)廣播,其他相關電文根據(jù)需要廣播,具體見表18。電文類型廣播頻次說明9盡可能持續(xù)廣播只用來播發(fā)仰角≥7.5°的GPS衛(wèi)星的改正數(shù),依據(jù)收到的衛(wèi)星按三顆一組的規(guī)則循環(huán)廣播盡可能持續(xù)廣播只用來播發(fā)仰角≥7.5°的BDS衛(wèi)星的改正數(shù),依據(jù)收到的衛(wèi)星按三顆一組的規(guī)則循環(huán)廣播認為有必要時廣播應發(fā)射電文類型163認為有必要時廣播5整點以后第5min廣播,以后每隔15min廣播一次當一顆不能利用的GPS衛(wèi)星可用于RBN-DGNSS系統(tǒng)時廣播7整點以后第7min廣播,每隔10min當發(fā)射臺的狀態(tài)有變化,則應在下一個整點的第7min開始,2min內對包含發(fā)射臺狀態(tài)的電文類型7進行修改并廣播整點以后第9min廣播,每隔10min當發(fā)射臺的狀態(tài)有變化,則應在下一個整點的第9min開始,2min內對包含發(fā)射臺狀態(tài)的電文類型27進行修改并廣播整點以后第6min廣播,以后每隔15min廣播一次當一顆不能利用的BDS衛(wèi)星可用于RBN-DGNSS系統(tǒng)時廣播注:電文類型9和電文類型42交替播發(fā)。JT/T377—20206發(fā)射特性6.1沿海無線電指向標頻帶6.2信號調制發(fā)射類別為調相單信道數(shù)據(jù)傳輸(G1D)。6.4數(shù)據(jù)傳輸速率6.5.2相位噪聲:偏移量為10Hz時,每一頻段的單邊帶相位噪聲應小于-80dBc/Hz。6.5.3寄生輸出:所有的寄生輸出均應小于-60dBc。6.5.4同步類型:電文應以同步方式播發(fā)。6.5.5PRC延遲時間:改正數(shù)的平均延遲時間應小于0.25s。6.6頻率保護比在RBN-DGNSS信號覆蓋范圍內,接收信號的最小場強為75μV/m時,RBN-DGNSS信號發(fā)射的頻率保護比見表19。有用差分信號和干擾差分信號的頻率間隔保護比有用差分信號和干擾差分信號的頻率間隔保護比系統(tǒng)正常運行時,在覆蓋范圍內,RBN-DGNSS信號的最小場強應為75μV/m。6.8信號的接收用戶按照附錄B選擇RBN-DGNSS臺站并接收該臺站信號。JT/T377—20207系統(tǒng)性能7.4臺站識別號RBN-DGNSS應提供基準臺識別號和發(fā)射臺識別號:a)基準臺識別號:每個基準臺僅有一個識別號,并編入所有發(fā)射電文的電文頭和電文類型27。b)發(fā)射臺識別號:每個發(fā)射臺僅有一個識別號,并編入電文類型7。7.5信號發(fā)射率信號發(fā)射率應大于99%。7.6信號可利用率當HDOP<2.3時,RBN-DGNSS在海上300km覆蓋范圍內的水平定位精度誤差)。完好性監(jiān)測臺應對定位差進行附加校驗,以保證系統(tǒng)的完好性。用戶端超定解的告警限值應設置為12.6m,該值對應的監(jiān)測臺定位水平應為95%概率8m。報警時間應小于2s。當基準臺故障、在播發(fā)的數(shù)據(jù)流中缺少改正數(shù)數(shù)據(jù),或者沒有任何電文發(fā)布時,在電文類型16中應告知用戶。JT/T377—20207.8.4.2停發(fā)警報發(fā)射臺停止發(fā)射時,應由鄰近RBN-DGNSS站在電文類型16中告知用戶。7.8.4.3偽距改正數(shù)有誤報警當某顆GPS衛(wèi)星偽距改正數(shù)有誤差時,應把電文類型1和類型9的偽距改正數(shù)置為二進制電文1000000000000000;或當距離變化率改正數(shù)有誤差時,應把電文類型1和類型9的距離變化率改正數(shù)當某顆BDS衛(wèi)星偽距改正數(shù)有誤差時,應把電文類型41和42的偽距改正