<4D F736F F D20315F474E5353BDD3CAD5BBFAB2EEB7D6CAFDBEDDB8F1CABDA3A8D2BBA3A DB7A2B2BCC7B0D0A3B6D42DD6A32DBFB5>

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1 北 斗 / 全 球 卫 星 导 航 系 统 (GNSS) 接 收 机 差 分 数 据 格 式 ( 一 ) BeiDou/Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver differential data format 发 布 实 施 I

2 目 次 前 言... VII 引 言... IX 1 范 围 规 范 性 引 用 文 件 术 语 定 义 和 缩 略 语 术 语 和 定 义 缩 略 语 电 文 内 容 和 数 据 格 式 概 述 通 用 电 文 格 式 通 用 格 式 标 准 电 文 头 电 文 类 型 电 文 内 容 及 格 式 电 文 类 型 1- 差 分 GPS 改 正 数 电 文 类 型 2-DELTA 差 分 GPS 改 正 数 电 文 类 型 3-GNSS 参 考 站 参 数 电 文 类 型 4- 参 考 站 坐 标 基 准 电 文 类 型 5-GPS 星 座 健 康 状 态 电 文 类 型 6-GNSS 空 帧 电 文 类 型 7-DGPS 信 标 台 信 息 电 文 类 型 8- 伪 卫 星 参 数 电 文 类 型 9-GPS 部 分 改 正 数 电 文 类 型 10-P 码 差 分 改 正 数 电 文 类 型 11-L1 与 L2 的 C/A 码 差 值 电 文 类 型 12- 伪 卫 星 参 考 站 参 数 电 文 类 型 13- 地 面 发 射 台 参 数 电 文 类 型 14-GPS 周 时 I

3 电 文 类 型 15- 电 离 层 延 迟 参 数 电 文 类 型 16-GPS 特 殊 信 息 电 文 类 型 17-GPS 星 历 动 态 高 精 度 电 文 电 文 类 型 18-RTK 未 改 正 的 载 波 相 位 观 测 值 电 文 类 型 19-RTK 未 改 正 的 伪 距 观 测 值 电 文 类 型 20-RTK 载 波 相 位 改 正 数 电 文 类 型 21-RTK 高 精 度 伪 距 改 正 数 电 文 类 型 22- 参 考 站 附 加 信 息 电 文 类 型 23- 参 考 站 天 线 类 型 信 息 电 文 类 型 24- 参 考 站 天 线 参 考 点 参 数 电 文 类 型 25~ 电 文 类 型 27-DGNSS 信 标 台 扩 充 信 息 电 文 类 型 28~ 电 文 类 型 31- 差 分 GLONASS 改 正 数 电 文 类 型 32-GLONASS 参 考 站 参 数 电 文 类 型 33-GLONASS 星 座 健 康 状 态 电 文 类 型 34-GLONASS 部 分 改 正 数 或 空 帧 电 文 类 型 35-GLONASS 信 标 台 信 息 电 文 类 型 36-GLONASS 特 殊 信 息 电 文 类 型 37-GNSS 时 间 偏 差 电 文 类 型 38 到 电 文 类 型 41- 通 用 GNSS 差 分 改 正 数 电 文 类 型 42- 通 用 GNSS 部 分 改 正 数 (N>1) 电 文 类 型 42-GNSS 空 帧 (N=1) 电 文 类 型 43- 通 用 GNSS 卫 星 信 号 健 康 状 态 电 文 类 型 44- 通 用 GNSS 信 息 电 文 类 型 45-Galileo 完 整 性 数 据 电 文 类 型 46-BDS 星 历 电 文 类 型 47-BDS 特 殊 信 息 电 文 类 型 48~ 电 文 类 型 58- 紧 急 报 警... 73

4 电 文 类 型 59- 专 用 电 文 电 文 类 型 60~63- 多 用 途 电 文 GNSS 接 收 机 与 数 据 链 设 备 接 口 总 则 GNSS 接 收 机 与 数 据 链 收 / 发 设 备 的 接 口 接 口 原 则 概 述 字 节 格 式 规 则 最 高 有 效 位 优 先 规 则 比 特 滑 动 规 则 终 端 设 备 规 则 完 整 电 文 解 码 规 则 设 备 选 项 接 口 实 例 数 据 流 控 制 方 法 无 线 电 信 标 台 MSK 数 据 链 DGNSS 应 用 应 用 领 域 常 见 的 DGNSS 系 统 附 录 A( 规 范 性 附 录 ) 差 分 电 文 的 算 法 A.1 总 则 A.2 算 法 A.3 流 程 示 例 附 录 B( 资 料 性 附 录 ) DGPS 参 考 站 的 基 准 选 择 B.1 总 则 B.2 参 考 站 坐 标 基 准 差 异 对 用 户 定 位 结 果 的 影 响 分 析 B.3 参 考 站 坐 标 基 准 设 置 方 法 的 比 较 B.4 北 美 地 区 DGPS 坐 标 基 准 的 选 择 附 录 C( 资 料 性 附 录 ) 载 波 相 位 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 C.1 总 则 C.2 载 波 相 位 观 测 值 C.3 载 波 相 位 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 III

5 C.4 数 据 质 量 因 子 的 量 化 附 录 D( 资 料 性 附 录 ) 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 和 多 路 径 误 差 因 子 D.1 总 则 D.2 伪 距 观 测 值 误 差 D.3 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 D.4 多 路 径 误 差 因 子 附 录 E( 资 料 性 附 录 ) 差 分 系 统 中 的 载 波 相 位 改 正 数 E.1 总 则 E.2 载 波 相 位 观 测 值 对 接 收 机 钟 差 的 要 求 E.3 载 波 相 位 差 分 对 接 收 机 钟 精 度 的 要 求 E.4 载 波 相 位 改 正 数 的 产 生 E.4.1 参 考 站 产 生 载 波 相 位 改 正 数 的 步 骤 E.4.2 载 波 相 位 改 正 数 中 参 考 站 钟 差 的 消 除 方 法 E.5 采 用 载 波 相 位 改 正 数 的 优 点 E.6 采 用 载 波 相 位 改 正 数 的 缺 点 附 录 F( 资 料 性 附 录 ) RTK 系 统 的 实 现 要 点 F.1 总 则 F.2 卫 星 位 置 计 算 的 精 度 F.3 天 线 相 位 中 心 稳 定 性 F.4 数 据 期 号 (GPS) 和 日 时 (GLONASS) F.5 坏 的 参 考 站 数 据 F.6 无 电 离 层 组 合 观 测 值 的 使 用 F.7 半 周 观 测 值 的 使 用 F.8 时 钟 跳 变 的 影 响 F.9 P 码 和 C/A 码 的 联 合 使 用 F.10 参 考 站 网 络 附 录 G( 资 料 性 附 录 ) 俄 罗 斯 字 母 表 示 法 G.1 总 则 G.2 俄 罗 斯 字 母 列 表 附 录 H( 资 料 性 附 录 ) PZ-90 和 WGS84 坐 标 系 转 换 H.1 总 则 H.2 PZ-90 和 WGS84 坐 标 系 的 转 换... 91

6 附 录 I( 资 料 性 附 录 ) DGNSS 设 备 配 置 及 其 设 计 要 求 I.1 总 则 I.2 参 考 站 设 备 I.2.1 组 成 I.2.2 接 收 机 结 构 I.2.3 卫 星 捕 获 I.2.4 观 测 值 I.2.5 差 分 改 正 数 的 参 考 时 刻 I.2.6 卫 星 健 康 状 态 的 评 估 I.2.7 电 离 层 影 响 I.2.8 对 流 层 影 响 I.2.9 参 考 站 时 钟 要 求 I.2.10 多 路 径 影 响 I.2.11 参 考 站 坐 标 基 准 I.3 用 户 设 备 I.3.1 组 成 I.3.2 接 收 机 结 构 I.3.3 差 分 改 正 数 的 应 用 I.3.4 GPS/GLONASS 接 收 机 I.4 数 据 链 I.5 伪 卫 星 技 术 I.6 RTK 技 术 附 录 J( 资 料 性 附 录 ) DGNSS 的 用 户 需 求 与 应 用 J.1 总 则 J.2 各 类 导 航 应 用 的 用 户 需 求 J.2.1 船 舶 导 航 J.2.2 航 空 导 航 J.2.3 陆 地 导 航 与 车 辆 跟 踪 J.3 DGNSS 的 其 它 应 用 J.3.1 海 上 石 油 天 然 气 勘 探 J.3.2 其 它 海 上 应 用 J.3.3 陆 地 测 量 应 用 V

7 J.4 小 结 附 录 K( 资 料 性 附 录 ) 国 际 上 常 用 基 于 无 线 电 导 航 的 DGNSS 系 统 K.1 总 则 K.2 无 线 电 导 航 系 统 K.2.1 无 线 电 信 标 系 统 K.2.2 罗 兰 C 和 CHAYKA K.2.3 VOR VOR/DME 和 TACAN K.3 基 于 无 线 电 导 航 系 统 的 DGNSS 系 统 K.3.1 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 K.3.2 基 于 罗 兰 C 的 DGNSS 系 统 参 考 文 献

8 前 言 为 适 应 我 国 卫 星 导 航 发 展 对 标 准 的 需 要, 全 国 北 斗 卫 星 导 航 标 准 化 技 术 委 员 会 组 织 制 定 北 斗 专 项 标 准, 推 荐 有 关 方 面 参 考 采 用 本 标 准 由 中 国 卫 星 导 航 系 统 管 理 办 公 室 提 出 本 标 准 由 全 国 北 斗 卫 星 导 航 标 准 化 技 术 委 员 会 归 口 本 标 准 起 草 单 位 : 武 汉 大 学 武 汉 导 航 与 位 置 服 务 工 业 技 术 研 究 院 有 限 责 任 公 司 中 国 卫 星 导 航 工 程 中 心 清 华 大 学 和 芯 星 通 科 技 有 限 公 司 上 海 司 南 导 航 科 技 有 限 公 司 安 华 北 斗 信 息 技 术 有 限 公 司 中 国 电 子 科 技 集 团 第 二 十 研 究 所 中 国 航 天 标 准 化 研 究 所 本 标 准 主 要 起 草 人 : 刘 晖 郑 洪 艳 钱 闯 吴 海 玲 周 鹏 张 栋 海 李 作 虎 张 明 崔 晓 伟 李 冬 航 康 登 榜 VII

9 引 言 随 着 卫 星 导 航 技 术 的 发 展, 全 球 卫 星 导 航 系 统 (GNSS) 服 务 性 能 不 断 改 善,GNSS 接 收 机 的 应 用 范 围 也 越 来 越 广 为 了 实 现 不 同 接 收 机 差 分 数 据 格 式 的 统 一 化, 以 方 便 差 分 数 据 的 交 换 和 处 理, 国 际 海 事 无 线 电 技 术 委 员 会 (Radio Technical Commission for Maritime services,rtcm) 制 定 了 差 分 全 球 导 航 系 统 服 务 标 准, 按 照 发 展 年 代 分 为 第 2 版 本 和 第 3 版 本 两 个 阶 段, 每 个 阶 段 都 由 一 系 列 电 文 结 构 电 文 内 容 近 似 的 标 准 组 成 ( 可 简 称 RTCM X 系 列 和 RTCM X 系 列 ), 已 在 卫 星 导 航 领 域 得 到 广 泛 使 用 RTCM x 提 供 GNSS 伪 距 差 分 和 载 波 差 分 改 正 数, 广 泛 应 用 于 码 差 分 载 波 相 位 差 分 等 应 用 领 域, 最 新 的 标 准 版 本 是 RTCM RTCM x 提 供 GNSS 载 波 相 位 差 分 改 正 数, 并 支 持 网 络 RTK 广 域 差 分 等 高 精 度 应 用, 它 与 RTCM x 在 电 文 结 构 电 文 字 长 方 法 等 方 面 均 不 相 同, 其 最 新 的 标 准 版 本 是 RTCM 本 标 准 是 根 据 我 国 在 沿 海 差 分 台 站 陆 地 车 辆 导 航 等 卫 星 导 航 应 用 的 实 际 需 求, 针 对 伪 距 差 分 和 载 波 相 位 差 分 应 用, 在 RTCM 的 基 础 上 中 对 部 分 语 句 或 字 段 进 行 了 扩 充, 以 支 持 北 斗 卫 星 导 航 系 统 (BeiDou Navigation Satellite system,bds) 本 标 准 兼 容 RTCM , 可 适 用 于 陆 地 及 水 上 差 分 应 用 中 GNSS 接 收 机 设 计 研 制 和 使 用 IX

10 北 斗 / 全 球 卫 星 导 航 系 统 (GNSS) 接 收 机 差 分 数 据 格 式 ( 一 ) 1 范 围 本 标 准 规 定 了 全 球 卫 星 导 航 系 统 (GNSS) 接 收 机 差 分 数 据 的 内 容 和 格 式 本 标 准 适 用 于 陆 地 及 水 上 差 分 应 用 中 GNSS 接 收 机 设 计 研 制 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/T 全 球 定 位 系 统 (GPS) 术 语 及 定 义 BD 北 斗 卫 星 导 航 术 语 BDS-SIS-ICD-2.0 北 斗 卫 星 导 航 系 统 空 间 信 号 接 口 文 件 - 公 开 服 务 信 号 2.0 版 GPS-SPS-SS-2.0 全 球 定 位 系 统 标 准 定 位 服 务 信 号 标 准 ( 版 本 2)(Global positioning system standard positioning service Signal Specification 2 nd Edtion) GLONASS-ICD-5.1 ( 俄 罗 斯 ) 全 球 导 航 卫 星 系 统 GLONASS 接 口 控 制 文 件 (Global Navigation Satellite System GLONASS Interface Control Document Navigational radiosignal In bands L1,L2 Edition 5.1) IS-QZSS-1.6 ( 日 本 ) 天 顶 星 系 统 导 航 服 务 接 口 规 范 (Quasi Zenith Satellite System Navigation Service Interface Specification for QZSS v1.6draft) OS-SIS-ICD-1.1 欧 洲 GNSS(Galileo) 开 放 服 务 空 间 信 号 接 口 控 制 文 件 (European GNSS Open Service Signal In Space Interface Control Document Issue 1.1) 3 术 语 定 义 和 缩 略 语 3.1 术 语 和 定 义 GB/T 及 BD 界 定 的 以 及 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 文 件 电 离 层 延 迟 ionospheric delay 导 航 卫 星 信 号 通 过 电 离 层 时, 相 对 于 信 号 在 真 空 传 播 而 言, 产 生 的 传 输 时 延, 通 常 以 米 为 单 位 对 流 层 延 迟 tropospheric delay 无 线 电 信 号 经 过 地 球 大 气 中 的 对 流 层 时, 受 到 大 气 折 射 的 影 响, 产 生 时 延 和 路 径 弯 曲, 由 此 造 成 信 号 的 传 播 延 迟, 通 常 以 米 为 单 位 广 播 星 历 误 差 broadcast ephemeris Error 1

11 通 过 广 播 星 历 计 算 得 到 的 导 航 卫 星 轨 道 与 实 际 卫 星 轨 道 的 差 卫 星 钟 误 差 satellite clock Error 通 过 卫 星 数 据 计 算 出 的 卫 星 钟 时 间 与 实 际 卫 星 时 间 差 差 分 定 位 differential positioning 一 种 提 高 卫 星 导 航 定 位 精 度 的 技 术 在 已 知 点 上 设 置 卫 星 导 航 基 准 接 收 机, 根 据 由 此 获 得 的 卫 星 导 航 观 测 值 或 误 差 修 正 量, 实 时 或 事 后 提 供 给 差 分 用 户 设 备, 使 用 户 设 备 接 收 并 利 用 修 正 量 以 提 高 其 定 位 精 度 参 考 站 reference station 又 称 为 基 准 站 (base station) 或 差 分 参 考 站, 一 般 由 GNSS 接 收 机 天 线 电 源 和 通 信 设 备 等 组 成 参 考 站 天 线 需 要 安 置 在 已 知 位 置 上 参 考 站 是 差 分 技 术 中 重 要 的 组 成 部 分, 在 一 定 时 间 内 连 续 观 测 记 录 卫 星 信 号, 用 于 提 供 观 测 值 改 正 值 原 始 观 测 值 或 其 它 信 息 流 动 站 rove station 又 称 为 差 分 流 动 站 或 用 户 站, 一 般 由 GNSS 接 收 机 天 线 通 信 设 备 电 源 电 子 手 薄 等 组 成 流 动 站 是 用 户 作 业 使 用 的 主 要 设 备, 用 于 接 收 来 自 参 考 站 ( 或 系 统 的 ) 改 正 数 据 原 始 数 据 等 并 进 行 定 位 计 算 伪 距 差 分 GNSS pseudorange differential GNSS 在 差 分 参 考 站 GNSS 接 收 机 产 生 视 界 内 各 颗 卫 星 的 伪 距 误 差 及 其 变 化 率, 将 其 作 为 修 正 量 发 送 给 流 动 站 GNSS 接 收 机, 以 此 提 高 流 动 站 ( 用 户 ) 定 位 精 度 的 方 法 载 波 相 位 差 分 GNSS carrier Phase differential GNSS 对 两 台 ( 或 多 台 )GNSS 接 收 机 观 测 到 的 同 一 组 卫 星 信 号 ( 包 括 载 波 相 位 和 码 伪 距 的 观 测 量 ) 进 行 双 差 及 其 他 处 理, 从 而 使 得 到 厘 米 甚 至 毫 米 级 相 对 位 置 精 度 的 技 术 方 法 实 时 动 态 测 量 Real-Time Kinematic Survey (RTK) GNSS 相 对 定 位 技 术 的 一 种, 主 要 通 过 基 准 站 和 流 动 站 之 间 的 实 时 数 据 链 路 和 载 波 相 对 定 位 快 速 解 算 技 术, 实 现 高 精 度 动 态 相 对 定 位 局 域 差 分 local area differential GNSS 2

12 在 较 小 区 域 内 提 高 GNSS 定 位 性 能 的 一 种 技 术 该 技 术 通 过 一 个 或 多 个 参 考 站 的 观 测 值 为 局 域 用 户 进 行 的 差 分 定 位 广 域 差 分 wide area differential GNSS 是 在 较 大 区 域 内 提 高 GNSS 定 位 性 能 的 一 种 技 术 利 用 布 设 在 较 大 区 域 内 的 多 个 GNSS 基 准 站, 监 测 视 野 内 的 GNSS 卫 星, 通 过 集 中 数 据 处 理, 分 类 获 得 误 差 改 正 参 数 和 完 好 性 信 息, 并 发 送 给 用 户, 使 用 户 获 得 较 高 定 位 性 能 误 差 改 正 参 数 通 常 包 括 星 历 误 差 改 正 卫 星 钟 误 差 改 正 和 电 离 层 延 迟 改 正 参 数 等 地 基 增 强 系 统 ground-based augmentation system (GBAS) 利 用 地 面 发 射 台 播 发 差 分 修 正 完 好 性 信 息 及 其 它 信 息, 以 提 高 一 定 范 围 内 卫 星 导 航 用 户 精 度 及 其 它 性 能 的 增 强 系 统 星 基 增 强 系 统 satellite-based augmentation system (SBAS) 利 用 卫 星 播 发 差 分 修 正 完 好 性 信 息 及 其 它 信 息, 以 大 范 围 提 高 卫 星 导 航 用 户 精 度 及 其 它 性 能 的 增 强 系 统 网 络 RTK network real-time kinematic positioning 由 数 据 处 理 中 心 对 覆 盖 在 一 定 范 围 内 多 个 参 考 站 的 同 步 观 测 数 据 进 行 处 理, 生 成 差 分 数 据 并 通 过 网 络 播 发, 该 区 域 内 的 流 动 站 接 收 卫 星 信 号 和 差 分 信 号, 实 现 RTK 的 技 术 连 续 运 行 参 考 站 系 统 continuously operating reference system 参 考 站 和 通 信 网 络 实 现 区 域 多 种 实 时 和 事 后 处 理 的, 支 持 多 模 卫 星 系 统 的 导 航 定 位 等 多 种 应 用 的 系 统 由 分 布 于 不 同 区 域 的 安 装 有 GNSS 接 收 机 等 设 备 的 参 考 站 通 信 系 统 数 据 处 理 中 心 等 构 成 的 地 理 空 间 信 息 基 础 设 施 可 连 续 跟 踪 接 收 卫 星 信 号, 汇 总 原 始 观 测 数 据, 处 理 得 到 卫 星 轨 道 钟 差 载 波 相 位 改 正 值 伪 距 改 正 值 等 各 类 数 据 产 品 的 系 统 3.2 缩 略 语 下 列 缩 略 语 适 用 于 本 文 件 ANSI American National Standards Institute, 美 国 国 家 标 准 协 会 ; AODC Age Of Data Clock, 时 钟 数 据 龄 期 ; AODE Age Of Data Ephemeris, 星 历 数 据 龄 期 ; ARP Antenna Reference Point, 天 线 参 考 点 ; BDS BeiDou Navigation Satellite System, 北 斗 卫 星 导 航 系 统 ; 3

13 CTS Clear To Send, 清 除 发 送 ; DCE Data Communication Equipment, 数 据 通 信 设 备 ; DGNSS Differential GNSS, 差 分 GNSS; DME Distance Measuring Equipment, 距 离 测 量 设 备 ; DTE Data Terminal Equipment, 数 据 终 端 设 备 ; ECEF Earth Centered Earth Fixed, 地 心 地 固 坐 标 系 ; EGNOS Europen Global Navigation Overlay System, 欧 洲 增 强 系 统 ; EIA Electronic Industries Alliance,( 美 国 ) 电 子 工 业 协 会 ; FEC Forward Error Correcting, 前 向 纠 错 ; GBAS Ground-Based Augmentation System, 地 基 增 强 系 统 ; GNSS Global Navigation Satellites System, 全 球 卫 星 导 航 系 统 ; IALA International Association of marine aids to navigation and Lighthouse Authorities, 国 际 灯 塔 导 航 机 构 协 会 ; IGS International GNSS Service, 国 际 GNSS 服 务 局 ; IOD Issue of Data, 数 据 期 号 ; LSB Least Significant Bit, 最 低 有 效 位 ; MSB Most Significant Bit, 最 高 有 效 位 ; MSK Minimum Shift Keying, 最 小 频 移 键 控 ; OTF On The Fly, 运 动 中 初 始 化 ; PRC Pseudo Range Corrections, 伪 距 改 正 数 ; RDF Radio Direction Finder, 无 线 电 测 向 仪 ; RRC Range-Rate Corrections, 距 离 变 化 率 改 正 数 ; RSIM RTCM GPS Reference Stations and Integrity Monitors, 差 分 参 考 站 完 好 性 监 测 标 准 ; RTCM Radio Technical Commission for Maritime services, 海 事 无 线 电 技 术 委 员 会 ; RTK Real Time Kinematic, 实 时 动 态 定 位 ; RTS Request To Send, 发 送 请 求 ; SA Selected Availability, 选 择 可 用 性 ; SPS Standard Positioning Service, 标 准 定 位 服 务 ; TACAN TACtical Air Navigation, 塔 康 导 航 系 统 ; TOW Time Of Week, 周 时 ; UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 通 用 异 步 收 发 器 ; UDRE User Differential Range Error, 用 户 差 分 距 离 误 差 ; VOR VHF Omni-directional Range,VHF 全 向 测 距 ; 4

14 WAAS Wide Area Augmentation System, 广 域 增 强 系 统 4 电 文 内 容 和 数 据 格 式 4.1 概 述 本 章 规 定 了 用 于 改 正 差 分 参 考 站 和 流 动 站 ( 用 户 ) 各 种 误 差 的 数 据 格 式 和 内 容 误 差 包 括 : a) 卫 星 星 历 预 报 误 差 ; b) 卫 星 钟 预 报 误 差 ; c) 电 离 层 延 迟 误 差 ; d) 参 考 站 的 对 流 层 延 迟 误 差 ; e) 由 SA 技 术 人 为 引 起 的 误 差 ( 仅 对 于 GPS); f) 差 分 对 流 层 延 迟 误 差 ; g) 参 考 站 钟 差 注 : 用 户 距 离 参 考 站 较 近 的 条 件 下, a) b) c) d) e) f) 项 是 用 户 和 参 考 站 的 公 共 误 差 ; 距 离 增 长 时,a) c) d) e) f) 项 的 公 共 部 分 将 减 少 g) 项 影 响 用 户 绝 对 时 间 的 确 定 本 章 还 规 定 了 历 书 和 卫 星 健 康 数 据 的 数 据 格 式 和 内 容 用 于 DGNSS 的 数 据 统 称 为 差 分 数 据 差 分 数 据 被 编 码 为 多 种 类 型 的 电 文, 统 称 为 差 分 电 文, 每 种 类 型 的 电 文 具 有 唯 一 的 识 别 符, 标 识 符 范 围 从 1 到 64 本 章 规 定 的 电 文 编 码 和 方 法 与 GPS 卫 星 导 航 电 文 的 字 长 度 字 格 式 算 法 等 相 近, 差 异 在 于 :GPS 导 航 电 文 子 帧 长 度 固 定, 差 分 电 文 帧 长 度 可 变 SA 关 闭 的 情 况 下, 最 小 数 据 率 主 要 由 电 离 层 变 化 率 数 据 链 可 靠 性 和 捕 获 DGNSS 服 务 的 时 间 共 同 确 定 在 通 信 信 道 许 可 的 条 件 下, 可 提 高 电 文 的 数 据 率 和 重 复 率 4.2 通 用 电 文 格 式 通 用 格 式 差 分 电 文 由 若 干 帧 电 文 组 成, 每 帧 电 文 包 括 2 个 字 的 标 准 电 文 头,N 个 字 的 数 据 (N 的 取 值 范 围 从 0 到 31), 总 长 度 为 N+2 每 个 电 文 字 长 度 均 为 30bit, 电 文 字 的 最 后 6bit 是 区, 算 法 与 GPS 卫 星 导 航 电 文 的 算 法 相 同, 见 附 录 A 每 帧 电 文 中 最 多 可 包 含 N=31 个 30bit 字 的 数 据, 全 长 共 33 个 电 文 字 不 同 类 型 的 电 文 N 值 不 同, 同 类 电 文 的 N 值 也 有 可 能 不 同 电 文 类 型 6 或 34 等 在 没 有 数 据 时 为 补 空 电 文, 仅 由 2 个 30bit 字 的 电 文 头 组 成, 其 N= 标 准 电 文 头 电 文 头 格 式 每 帧 电 文 的 第 1 个 和 第 2 个 字 包 含 信 息 有 : 前 缀 电 文 类 型 等 建 立 帧 同 步 所 需 的 信 息, 以 及 参 考 站 信 息 参 考 时 间 和 健 康 状 态 等 信 息, 电 文 头 格 式 见 图 1, 说 明 见 表 1 5

15 位 每 帧 电 文 的 第 一 个 字 值 前 缀 电 文 类 型 ( 帧 ID) MSB LSB MSB 参 考 站 ID LSB 传 输 的 第 1 位 传 输 的 最 后 1 位 位 每 帧 电 文 的 第 二 个 字 值 MSB 改 进 Z 计 数 LSB 顺 序 号 数 据 字 数 (N) MSB LSB 站 健 康 状 态 标 志 图 1 电 文 头 格 式 前 缀 每 帧 电 文 均 以 二 进 制 的 为 前 缀, 后 面 紧 跟 6bits 的 电 文 类 型 ( 帧 ID) 和 10bit 的 参 考 站 ID 电 文 帧 同 步 应 由 用 户 按 类 似 GPS 卫 星 导 航 电 文 帧 同 步 的 方 法 完 成 电 文 类 型 ( 帧 ID) 电 文 类 型 ( 帧 ID) 表 示 本 帧 电 文 的 电 文 类 型 号, 范 围 为 1~64, 电 文 类 型 及 说 明 见 表 1 每 帧 电 文 第 1 个 和 第 2 个 字 的 内 容 字 内 容 比 特 数 比 例 因 子 及 单 位 范 围 及 说 明 前 缀 8 1 电 文 类 型 ( 帧 ID) 6 1 1~64 a 参 考 站 ID ~ 见 改 进 Z 计 数 s 0s~3599.4s 顺 序 号 3 1 0~7 2 数 据 字 数 (N) 5 1 个 字 0~31 个 字 参 考 站 健 康 状 态 标 志 3 8 种 状 态, 见 表 2 6 见 a 二 进 制 表 示 参 考 站 ID 参 考 站 ID 是 由 参 考 站 设 置 的 0~1023 数 字, 用 于 识 别 参 考 站 改 进 Z 计 数 改 进 Z 计 数 的 比 例 因 子 是 0.6s, 取 值 范 围 为 0h~1h, 且 以 GPS GLONASS 或 BDS 时 间 为 参 考, 而 非 UTC 对 于 非 伪 卫 星 电 文, 改 进 Z 计 数 表 示 电 文 参 数 的 参 考 时 刻 对 于 伪 卫 星 电 文, 改 进 Z 计 数 不 仅 表 示 电 文 参 数 的 参 考 时 刻, 也 是 下 一 帧 电 文 ( 以 前 缀 开 始 ) 的 开 始 时 刻, 在 无 伪 卫 星 传 输 时, 改 进 Z 计 数 仅 作 为 电 文 参 数 参 考 时 间 6

16 顺 序 号 顺 序 号 是 一 个 递 增 的 数 字, 范 围 0~7, 每 帧 电 文 的 顺 序 数 递 增, 到 达 最 大 数 字 (7) 后 归 零 数 据 字 数 电 文 中 包 含 的 30bit 数 据 字 数 ( 即 N 值 ), 电 文 帧 长 度 比 此 数 值 N 大 2 如 果 N=0, 说 明 电 文 头 字 后 无 内 容 参 考 站 健 康 状 态 标 志 参 考 站 健 康 状 态 标 志 由 3bit 组 成, 定 义 见 表 2 参 考 站 健 康 状 态 标 志 为 111 表 示 参 考 站 未 工 作 或 工 作 不 正 常, 110 表 示 未 进 行 参 考 站 的 广 播 监 控, 从 101 到 000 的 6 种 状 态 代 表 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 的 比 例 因 子, 用 于 计 算 电 文 类 型 中 UDRE 值 的 计 算 在 电 文 类 型 的 UDRE 值 时, 应 使 用 表 6 给 出 的 数 值 上 限, 并 乘 以 表 2 给 出 的 UDRE 比 例 因 子, 见 和 表 2 参 考 站 健 康 状 态 标 志 代 码 说 明 参 考 站 未 工 作 或 工 作 不 正 常 未 监 控 参 考 站 的 广 播 UDRE 比 例 因 子 = UDRE 比 例 因 子 = UDRE 比 例 因 子 = UDRE 比 例 因 子 = UDRE 比 例 因 子 = UDRE 比 例 因 子 =1.00 注 : 仅 指 参 考 站 的 GPS/GLONASS 或 BDS 部 分,GPS/GLONASS GPS/BDS 联 合 参 考 站 的 健 康 状 态 可 能 与 本 表 不 一 致 差 分 电 文 每 条 30bit 电 文 字 的 最 后 6bit 是 区, 由 参 考 站 对 差 分 数 据 编 码 后 生 成, 用 户 在 解 码 时 应 根 据 算 法 对 差 分 电 文 进 行 错 误 探 测, 并 使 用 通 过 错 误 探 测 的 差 分 电 文 差 分 电 文 的 算 法 和 校 验 流 程 见 附 录 A 电 文 类 型 差 分 电 文 可 分 为 四 种 状 态 : 固 定 ( 见 注 1) 暂 定 ( 见 注 2) 保 留 ( 见 注 3) 和 未 定 义 ( 见 注 4) 最 多 可 以 有 63 种 类 型 的 电 文, 目 前 共 定 义 了 33 种, 说 明 见 表 3, 各 类 电 文 格 式 和 内 容 见 本 章 4.3 表 3 中 标 注 为 停 用 即 将 停 用 的 电 文 是 由 于 GNSS 接 收 机 制 造 技 术 发 展, 注 1: 最 终 定 义 的, 且 在 今 后 不 会 改 变 的 电 文 称 为 固 定 类 电 文 (fixed) 注 2: 具 有 试 验 性 质, 格 式 暂 不 固 定 的 电 文 称 为 暂 定 类 电 文 (tentative) 注 3: 预 留 的, 用 于 特 定 用 途 的 电 文 称 为 保 留 类 电 文 (reserve) 注 4: 未 定 义 用 途 和 内 容 及 格 式 的 电 文 称 为 未 定 义 类 (undefined) 7

17 表 3 差 分 电 文 类 型 说 明 电 文 类 型 ( 帧 ID) 说 明 状 态 1 差 分 GPS 改 正 数 固 定 2 a DELTA 差 分 GPS 改 正 数 固 定 3 GNSS 参 考 站 参 数 固 定 4 参 考 站 坐 标 基 准 固 定 5 GPS 星 座 健 康 状 态 固 定 6 GNSS 空 帧 固 定 7 a DGPS 信 标 台 信 息 固 定 8 a 伪 卫 星 参 数 暂 定 9 GPS 部 分 改 正 数 固 定 10 a P 码 差 分 改 正 数 保 留 11 a L1 与 L2C/A 码 差 值 保 留 12 a 伪 卫 星 参 考 站 参 数 保 留 13 a 地 面 发 射 台 参 数 暂 定 14 GPS 周 时 固 定 15 电 离 层 延 迟 参 数 固 定 16 GPS 特 殊 信 息 固 定 17 GPS 星 历 固 定 18 RTK 未 改 正 的 载 波 相 位 观 测 值 固 定 19 RTK 未 改 正 的 伪 距 观 测 值 固 定 20 a RTK 载 波 相 位 改 正 数 固 定 21 a RTK 高 精 度 伪 距 改 正 数 固 定 22 a 参 考 站 附 加 信 息 固 定 23 参 考 站 天 线 类 型 信 息 固 定 24 参 考 站 天 线 参 考 点 参 数 固 定 25~26 未 定 义 未 定 义 27 DGNSS 信 标 台 扩 充 信 息 固 定 28~30 未 定 义 未 定 义 31 a 差 分 GLONASS 改 正 数 暂 定 32 a GLONASS 参 考 站 参 数 暂 定 33 a GLONASS 星 座 健 康 状 态 暂 定 34 a GLONASS 局 部 改 正 数 或 空 帧 暂 定 8

18 表 4 差 分 电 文 类 型 说 明 ( 续 ) 电 文 类 型 ( 帧 ID) 说 明 状 态 35 a GLONASS 信 标 台 信 息 暂 定 36 GLONASS 特 殊 信 息 固 定 37 GNSS 时 间 偏 差 固 定 38~40 未 定 义 未 定 义 41 通 用 GNSS 差 分 改 正 数 暂 定 42 通 用 GNSS 部 分 改 正 数 暂 定 43 通 用 GNSS 卫 星 信 号 健 康 状 态 暂 定 44 通 用 GNSS 信 息 保 留 45 Galileo 完 整 性 数 据 保 留 46 BDS 卫 星 星 历 保 留 47 BDS 特 殊 信 息 保 留 47~57 未 定 义 未 定 义 58 紧 急 报 警 信 息 保 留 59 专 用 电 文 固 定 60~63 多 用 途 电 文 保 留 a 表 示 这 些 电 文 在 后 续 标 准 中 即 将 停 止 使 用 或 被 其 他 电 文 取 代, 不 建 议 再 使 用 4.3 电 文 内 容 及 格 式 电 文 类 型 1- 差 分 GPS 改 正 数 电 文 格 式 电 文 类 型 1 用 于 播 发 GPS 伪 距 和 距 离 变 化 率 改 正 数, 又 称 差 分 改 正 电 文, 其 格 式 见 图 2, 内 容 见 表 4 9

19 比 例 因 子 UDRE 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 (PRC) 第 3,8,13,18 字 比 例 因 子 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 数 据 龄 期 (IOD) UDRE 卫 星 ID 第 4,9,14,19 字 伪 距 改 正 数 (PRC) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 第 5,10,15,20 字 比 例 因 子 数 据 龄 期 (IOD) UDRE 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 (PRC) ( 高 位 8bit) 第 6,11,16,21 字 伪 距 改 正 数 (PRC) ( 低 位 8bit) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 数 据 龄 期 (IOD) 第 7,12,17,22 字 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 数 据 龄 期 (IOD) 填 充 第 (N s +2) 字 (N s =1,4,7,10) 数 据 龄 期 (IOD) 填 充 第 (N s +2) 字 (N s =2,5,8,11) N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 2 电 文 类 型 1 的 格 式 伪 距 改 正 数 (PRC) 参 考 时 刻 t 0 的 伪 距 改 正 数 (PRC)( 以 下 记 为 PRC(t 0 )) 是 计 算 的 几 何 距 离 与 改 正 后 的 伪 距 观 测 值 差 值,t 0 为 电 文 头 中 的 改 进 Z 计 数 ( 见 ) 改 正 后 的 伪 距 观 测 值 是 原 始 伪 距 观 测 值 消 除 以 下 影 响 后 得 到 的 : a) 以 米 为 单 位 的 接 收 机 钟 差 ; b) t GD, 即 卫 星 L1 和 L2 信 号 的 群 延 迟 差 ; c) 以 米 为 单 位 的 卫 星 钟 差 ; d) 以 米 为 单 位 的 卫 星 相 对 论 影 响 改 正 参 考 站 在 计 算 差 分 改 正 数 时, 应 消 除 多 路 径 对 PRC(t 0 ) 的 影 响, 但 不 应 进 行 电 离 层 和 对 流 层 延 迟 的 模 型 改 正 受 龄 期 影 响, 伪 距 改 正 数 PRC(t 0 ) 会 逐 渐 老 化, 因 此 参 考 站 发 送 该 数 据 时 应 及 时 更 新, 用 户 也 应 及 时 接 收 并 更 新 该 数 值 10

20 表 4 电 文 类 型 1 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 比 例 因 子 1 见 表 2 种 状 态, 见 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 2 见 表 4 种 状 态, 见 卫 星 ID 5 1 1~32 a 伪 距 改 正 数 (PRC) b m 或 0.32m ( m~655.34m) 或 ( m~ m) c 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) b m/s 或 0.032m/s (-0.254m/s~0.254m/s) 或 (-4.064m/s~4.064m/s) d 数 据 期 号 (IOD) e 8 总 计 40 N s e 填 充 字 段 8 [N s mod 3] bit 0,8, 或 16 6 N 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a 全 零 (00000) 表 示 32 号 卫 星 b 以 二 进 制 补 码 表 示 c 二 进 制 数 ( ) 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 卫 星 d 二 进 制 数 ( ) 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 电 文 e 若 N s 不 是 3 的 整 数 倍, 则 最 后 数 据 电 文 字 中 会 包 含 8bit 或 16bit 的 填 充 字 段 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 距 离 变 化 率 改 正 数 (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 RRC 可 用 于 改 正 用 户 的 速 度, 但 不 能 将 RRC 作 为 载 波 相 位 改 正 数 使 用 比 例 因 子 计 算 伪 距 改 正 数 PRC(t 0 ) 和 距 离 变 化 率 改 正 数 RRC 时, 应 乘 以 由 该 比 例 因 子 确 定 的 系 数, 见 表 5 一 般 应 选 择 较 小 的 比 例 因 子, 以 保 证 改 正 数 有 较 高 的 精 度, 必 要 时 也 可 用 较 大 的 比 例 因 子 以 增 加 改 正 数 的 适 用 范 围 表 5 电 文 类 型 1 和 电 文 类 型 2 中 的 比 例 因 子 代 码 数 值 说 明 0 0 伪 距 改 正 :0.02m; 距 离 变 化 率 改 正 :0.002m/s 1 1 伪 距 改 正 :0.32m; 距 离 变 化 率 改 正 :0.032m/s( 参 考 表 ) UDRE UDRE 是 用 户 差 分 距 离 误 差, 它 是 参 考 站 伪 距 观 测 值 误 差 的 估 计 值 (1 倍 中 误 差 ), 其 中 包 含 了 多 路 径 信 噪 比 和 其 它 误 差 项 的 影 响, 见 表 6 用 户 计 算 UDRE 时 应 使 用 表 6 定 义 的 上 限, 并 乘 以 电 文 头 中 参 考 站 健 康 状 态 标 志 中 的 UDRE 比 例 因 子 ( 见 表 2) 11

21 表 6 电 文 类 型 1 的 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 代 码 十 进 制 数 值 UDRE 范 围 m >1 且 >4 且 > 数 据 期 号 (IOD) 数 据 期 号 (IOD) 用 于 确 保 用 户 和 参 考 站 使 用 同 一 组 导 航 电 文 的 轨 道 和 时 钟 信 息 由 于 参 考 站 总 是 基 于 当 前 的 导 航 电 文 计 算 差 分 改 正 数, 因 此 用 户 进 行 计 算 时, 应 首 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 获 得 正 确 的 IOD 填 充 字 段 电 文 类 型 1 应 包 含 参 考 站 上 所 有 可 见 的 Ns 颗 卫 星 的 改 正 数, 由 于 每 颗 卫 星 的 数 据 需 要 40bit, 并 非 30bit 的 整 数 倍, 因 此 如 果 Ns 不 是 3 的 倍 数, 则 在 每 帧 电 文 最 后 应 加 上 8bit 或 16bit 的 填 充 字 段, 以 达 到 30bit 字 的 边 界 填 充 字 段 应 由 交 替 的 1 和 0 组 成, 以 区 别 于 电 文 头 前 缀 ( 见 ) 电 文 类 型 1 的 差 分 改 正 计 算 在 GPS 时 间 t 时, 某 颗 卫 星 的 伪 距 改 正 数 PRC(t) 应 按 下 式 计 算 : PRC(t)=PRC(t 0 )+RRC (t-t 0 ) (1) 式 中 : PRC(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); PRC(t 0 ) 电 文 类 型 1 中 的 伪 距 改 正 数 (PRC), 单 位 为 米 (m); RRC 电 文 类 型 1 中 的 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC), 单 位 为 米 每 秒 (m/s); t 观 测 值 的 GPS 时 刻, 单 位 为 秒 (s); t 0 电 文 头 中 的 改 进 Z 计 数, 单 位 为 秒 (s) 用 户 的 伪 距 观 测 值 PRM(t) 加 上 改 正 数 后 可 得 到 改 正 后 的 伪 距 值, 见 下 式 : PR(t)=PRM(t)+ PRC(t) (2) 式 中 : PR(t) 改 正 后 的 伪 距 观 测 值, 单 位 为 米 (m) PRM(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 观 测 值, 单 位 为 米 (m); PRC(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); 式 (1) 和 式 (2) 计 算 时 应 注 意 比 例 因 子 的 使 用, 见 表 对 每 颗 卫 星 都 按 照 式 (1) 和 式 (2) 进 行 计 算, 完 成 伪 距 改 正 处 理 后, 即 可 进 入 后 续 的 定 位 及 导 航 计 算 电 文 类 型 2-DELTA 差 分 GPS 改 正 数 由 于 目 前 用 户 接 收 机 基 本 都 采 用 并 行 通 道, 卫 星 星 历 发 生 变 化 时, 其 差 值 在 亚 米 级, 因 此 这 一 电 文 12

22 不 再 使 用 为 保 证 向 前 兼 容, 本 节 仍 给 出 电 文 类 型 2 的 格 式 和 说 明 电 文 格 式 电 文 类 型 2 播 发 伪 距 和 距 离 变 化 率 改 正 数 的 改 正 数, 用 于 消 除 由 于 参 考 站 和 用 户 设 备 不 能 同 步 解 调 卫 星 星 历 时 出 现 的 定 位 误 差 电 文 类 型 2 的 格 式 见 图 3, 内 容 见 表 7 在 对 卫 星 星 历 解 码 时, 参 考 站 所 用 的 接 收 机 通 常 快 于 用 户 所 用 接 收 机, 因 此 在 某 个 时 间 段 内, 特 别 是 在 观 测 到 新 的 卫 星 时, 参 考 站 和 用 户 可 能 会 使 用 不 同 的 星 历, 这 会 导 致 用 户 的 定 位 误 差 在 此 情 况 下 需 要 使 用 电 文 类 型 2 进 行 改 正 如 果 参 考 站 设 计 为 推 迟 新 星 历 的 使 用 时 间, 用 户 设 计 为 在 更 新 全 部 可 见 卫 星 的 星 历 前 一 直 使 用 旧 星 历 进 行 计 算, 则 可 以 不 使 用 电 文 类 型 比 例 因 子 计 算 DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) 和 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) 时, 应 乘 以 由 该 比 例 因 子 确 定 的 系 数, 见 表 UDRE 即 用 户 差 分 距 离 误 差, 与 电 文 格 式 1 的 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 定 义 相 同, 见 数 据 期 号 (IOD) 与 电 文 格 式 1 的 数 据 期 号 (IOD) 定 义 相 同, 见 填 充 字 段 与 电 文 类 型 1 中 的 填 充 字 段 定 义 相 同, 见 表 7 电 文 类 型 2 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 比 例 因 子 1 见 表 见 表 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 2 见 表 见 表 卫 星 号 5 1 1~32 a DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) b m 或 0.32m ( m~655.34m) 或 ( m~ m) c DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) b m/s 或 0.032m/s (-0.254m/s~0.254m/s) 或 (-4.064m/s~4.064m/s) d 数 据 期 号 (IOD) 8 总 共 40 N s e 填 充 8 [N s mod 3] 0,8,16 6 N 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a 全 零 (00000) 表 示 32 号 卫 星 b 以 二 进 制 补 码 表 示 c 二 进 制 数 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 卫 星 d 二 进 制 数 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 电 文 e 若 N s 不 是 3 的 整 数 倍, 则 最 后 一 个 数 据 电 文 字 中 会 出 现 8bit 或 16bit 的 填 充 字 段 13

23 比 例 因 子 UDRE 卫 星 ID DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) 第 3,8,13,18 字 比 例 因 子 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) 数 据 龄 期 (IOD) UDRE 卫 星 ID 第 4,9,14,19 字 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) 第 5,10,15,20 字 (DELTA RRC) 比 例 因 子 DELTA 伪 距 改 正 数 数 据 龄 期 (IOD) UDRE 卫 星 ID (DELTA PRC) ( 高 位 8bit) 第 6,11,16,21 字 DELTA 伪 距 改 正 数 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA PRC) 数 据 龄 期 (IOD) (DELTA RRC) ( 低 位 8bit) 第 7,12,17,22 字 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) 数 据 龄 期 (IOD) 填 充 第 (N s +2) 字, (N s =1,4,7,10) 数 据 龄 期 (IOD) 填 充 第 (N s +2) 字 (N s =2,5,8,11) N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 3 电 文 类 型 2 的 格 式 电 文 类 型 2 参 数 的 计 算 卫 星 导 航 电 文 发 生 变 化 时, 参 考 站 应 首 先 使 用 新 旧 两 套 导 航 电 文 计 算 出 两 组 伪 距 改 正 数 和 距 离 变 化 率 改 正 数 :PRC(old IOD) 和 RRC(old IOD), 以 及 PRC(new IOD) 和 RRC(new IOD) 然 后 下 式 进 行 求 差 计 算, 得 到 DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) 和 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) DELTA PRC=PRC(old IOD)-PRC(new IOD) (3) 式 中 : DELTA PRC 电 文 类 型 2 中 的 DELTA 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); PRC(old IOD) 旧 IOD 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); PRC(new IOD) 新 IOD 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m) DELTA RRC=RRC(old IOD)-RRC(new IOD) (4) 式 中 : DELTA RRC 电 文 类 型 2 中 的 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数, 单 位 为 米 (m); RRC(old IOD) 旧 IOD 时 刻 的 距 离 变 化 率 的 改 正 数, 单 位 为 米 (m); RRC(new IOD) 新 IOD 时 刻 的 距 离 变 化 率 的 改 正 数, 单 位 为 米 (m) 14

24 参 考 站 进 行 数 据 编 码 和 发 播 时, 应 同 时 广 播 电 文 类 型 1 和 电 文 类 型 2 在 电 文 类 型 1 中 使 用 新 的 导 航 电 文 计 算 的 伪 距 改 正 数 和 距 离 变 化 率 改 正 数, 即 PRC(new IOD) 和 RRC(new IOD) 在 电 文 类 型 2 中 按 式 (3) 和 式 (4) 计 算 DELTA 伪 距 改 正 数 (DELTA PRC) 和 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数 (DELTA RRC) 参 考 站 应 在 导 航 电 文 变 化 后 几 分 钟 时 间 内 连 续 播 发 电 文 类 型 2, 以 保 证 用 户 有 足 够 的 时 间 更 新 所 有 可 见 卫 星 的 导 航 电 文 电 文 类 型 2 参 数 的 使 用 用 户 应 按 照 以 下 方 法 使 用 电 文 类 型 2: 首 先 使 用 与 电 文 类 型 2 中 IOD 一 致 的 导 航 电 文 计 算 卫 星 位 置 和 时 钟 ; 其 次 取 得 电 文 类 型 1 数 据 ; 最 后 按 下 式 计 算 正 确 的 伪 距 改 正 数 : 式 中 : ( ) ( ( ) ) + ( RRC( new IOD) ) ( t-t 1) + ( DELTA RRC) ( t-t ) PRC t = PRC new IOD +DELTA PRC 2 (5) PRC(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); PRC(new IOD) 来 自 电 文 类 型 1 中 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); RRC(new IOD) 来 自 电 文 类 型 1 中 的 距 离 变 化 率 改 正 数, 单 位 为 米 每 秒 (m/s); DELTA PRC 来 自 电 文 类 型 2 中 的 DELTA 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); DELTA RRC 来 自 电 文 类 型 2 中 的 DELTA 距 离 变 化 率 改 正 数, 单 位 为 米 每 秒 (m/s); t 观 测 值 的 GPS 时 刻, 单 位 为 秒 (s); t 1 电 文 类 型 1 的 改 进 Z 计 数, 单 位 为 秒 (s); t 2 电 文 类 型 2 的 改 进 Z 计 数, 单 位 为 秒 (s) 电 文 类 型 3-GNSS 参 考 站 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 3 以 厘 米 级 的 精 度 给 出 了 GPS 参 考 站 天 线 相 位 中 心 的 ECEF 坐 标, 若 需 要 使 用 天 线 相 位 中 心 改 正 达 到 更 高 的 精 度 要 求, 可 以 使 用 电 文 类 型 24 代 替 类 型 3 其 格 式 见 图 4, 内 容 见 表 坐 标 基 准 若 使 用 区 域 坐 标 参 考 框 架, 需 保 证 在 服 务 区 域 定 位 误 差 在 限 差 要 求 范 围 内 15

25 MSB ECEF X- 坐 标 ( 高 位 24bit) 第 3 字 ECEF X- 坐 标 ( 低 位 8bit) LSB MSB ECEF Y- 坐 标 ( 高 位 16bit) 第 4 字 ECEF Y- 坐 标 ( 低 位 16bit) LSB MSB ECEF Z- 坐 标 ( 高 位 8bit) 第 5 字 ECEF Z- 坐 标 ( 低 位 24bit) LSB 第 6 字 图 4 电 文 类 型 3 的 格 式 表 8 电 文 类 型 3 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 ECEF X- 坐 标 m ( m~ m) a ECEF Y- 坐 标 m ( m~ m) a ECEF Z- 坐 标 m ( m~ m) a 24 见 a 以 二 进 制 补 码 方 式 表 示 电 文 类 型 4- 参 考 站 坐 标 基 准 电 文 格 式 电 文 类 型 4 包 含 以 ASCII 码 表 示 的 参 考 站 坐 标 基 准 名 称, 并 提 供 其 与 GNSS ITRF 参 考 框 架 的 偏 差 值 该 电 文 通 常 与 电 文 类 型 3 或 32 联 合 使 用 电 文 类 型 4 的 格 式 见 图 5, 内 容 见 表 9 16

26 表 9 电 文 类 型 4 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 DGNSS =GPS;001=GLONASS; 010=Galileo;011=BDS; 100~111= 未 定 义 ; DAT 1 1 0= 本 地 基 准 1= 全 球 基 准 保 留 4 基 准 名 字 符 #1 8 ASCII 码 字 符 基 准 名 字 符 #2 8 ASCII 码 字 符 基 准 名 字 符 #3 8 ASCII 码 字 符 基 准 名 子 字 符 #1 8 ASCII 码 字 符 基 准 名 子 字 符 #2 8 ASCII 码 字 符 参 考 站 坐 标 偏 移 量 DX a m m~3276.7m 参 考 站 坐 标 偏 移 量 DY a m m~3276.7m 参 考 站 坐 标 偏 移 量 DZ a m m~3276.7m 24 见 a 以 二 进 制 补 码 方 式 表 示 D DGNSS A 保 留 基 准 名 字 符 #1 基 准 名 字 符 #2 T 第 3 字 基 准 名 字 符 #3 基 准 名 子 字 符 #1 基 准 名 子 字 符 #2 第 4 字 MSB DX LSB MSB DY ( 高 位 8bit) 第 5 字 DY ( 低 位 8bit) LSB MSB DZ LSB 第 6 字 图 5 电 文 类 型 4 的 格 式 DGNSS 表 示 参 考 站 所 用 的 卫 星 系 统 DAT 表 示 参 考 站 的 基 准 类 型, 0 为 本 地 基 准, 1 为 全 球 基 准 基 准 名 字 符 #1 #2 和 #3 三 个 ASCII 码 的 字 符, 表 示 参 考 站 的 基 准 代 码, 该 代 码 可 在 国 际 海 道 测 量 组 织 出 版 物 S-60 (International Hydrographic Organization Publication S-60) 中 查 得 如 果 基 准 代 码 未 知, 应 三 个 空 字 符 填 充 用 户 自 定 义 基 准 表 示 为

27 基 准 名 子 字 符 #1 和 #2 两 个 ASCII 码 字 符, 第 一 个 字 符 应 为 -, 第 二 个 字 符 由 美 国 国 家 制 图 局 出 版 的 技 术 报 告 DMA TR (National Imagery and Mapping Agency publication,technical Report DMA TR8350.2) 给 出 如 果 基 准 名 子 字 符 未 知, 应 适 用 两 个 空 字 符 表 示 参 考 站 坐 标 偏 移 量 DX DY 和 DZ 三 个 参 数 给 出 了 参 考 站 相 对 于 ECEF 的 坐 标 偏 移 量 当 DAT=0 时, 应 在 参 考 站 坐 标 上 加 上 参 考 站 坐 标 偏 移 量 DX DY 和 DZ, 修 正 到 GNSS 系 统 坐 标 框 架 下 但 由 于 两 个 基 准 的 差 异 不 仅 是 偏 移, 在 坐 标 轴 方 向 还 有 微 小 的 旋 转 角 存 在, 因 此 在 使 用 本 地 基 准 时, 若 用 户 与 参 考 站 的 距 离 过 长, 则 用 户 定 位 精 度 会 有 所 降 低 关 于 DGPS 坐 标 基 准 的 使 用 见 附 录 B 当 参 考 站 采 用 全 球 坐 标 参 考 框 架 时, 则 DAT=1 且 DX=DY=DZ= 电 文 类 型 5-GPS 星 座 健 康 状 态 电 文 格 式 电 文 类 型 5 又 称 为 卫 星 健 康 状 态 电 文, 包 含 参 考 站 所 见 卫 星 的 工 作 状 态, 以 及 即 将 进 入 参 考 站 视 野 内 卫 星 的 估 计 状 态 等 信 息 电 文 类 型 5 的 格 式 见 图 6, 内 容 见 表 10 保 留 IOD 链 健 康 使 能 新 导 航 数 据 卫 星 丢 失 警 告 卫 星 ID 数 据 健 康 C/No 到 非 健 康 状 态 的 时 间 保 留 第 (2+N s ) 字 N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 6 电 文 类 型 5 的 格 式 表 10 电 文 类 型 5 的 内 容 参 数 比 特 数 说 明 保 留 1 保 留 位, 为 编 号 超 过 32 的 GPS 卫 星 使 用 卫 星 ID 5 范 围 为 1~32 a IOD 链 1 0= 本 电 文 参 考 时 间 是 电 文 类 型 1 9 中 的 IOD 时 刻 ; 由 于 电 文 类 型 2 停 用, 因 此 其 中 总 为 0 数 据 健 康 3 卫 星 健 康 状 态 信 息, 见 C/No 5 卫 星 信 号 信 噪 比, 比 例 因 子 是 1dBHz, 范 围 是 25dBHz~55dBHz, 第 15 位 是 LSB 00000= 未 跟 踪 此 卫 星 ;00001=25dBHz;11111=55dBHz 健 康 使 能 1 0= 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 1 0= 参 考 站 未 获 取 新 的 导 航 电 文 1= 参 考 站 正 在 获 取 该 卫 星 新 的 导 航 电 文, 不 久 将 更 新 电 文 类 型 1 或 9 中 的 IOD 值 卫 星 丢 失 警 0= 卫 星 状 态 无 变 化 1 告 1= 某 段 时 间 后 卫 星 状 态 将 从 健 康 改 为 非 健 康, 紧 接 的 4bit 给 出 此 段 时 间 长 度 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 从 0min~75min, 第 22 位 是 LSB 0000= 卫 星 状 态 马 上 要 变 为 非 健 康 ;1111= 卫 星 状 态 将 在 75min 后 改 变 为 非 健 康 18

28 表 10 电 文 类 型 5 的 内 容 ( 续 ) 参 数 比 特 数 说 明 保 留 2 保 留 总 计 40 N s 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 a 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 数 据 健 康 表 示 卫 星 的 工 作 状 态, 见 表 11 卫 星 工 作 状 态 的 更 多 信 息 见 GPS-SPS-SS-2.0 中 的 表 11 电 文 类 型 5 的 数 据 健 康 代 码 说 明 000 所 有 数 据 正 常 001 卫 星 导 航 电 文 错 误 010 卫 星 导 航 电 文 中 的 遥 测 字 (TLM)/ 交 接 字 (HOW) 格 式 错 误, 即 导 航 电 文 前 缀 不 正 确 011 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 100 卫 星 导 航 电 文 子 帧 1 2 和 3 中 发 生 错 误 101 卫 星 导 航 电 文 子 帧 4 和 5 中 发 生 错 误 110 上 载 数 据 发 生 错 误 111 数 据 错 误, 即 某 个 或 多 个 子 帧 中 的 TLM 和 / 或 HOW, 以 及 其 它 部 分 发 生 错 误 电 文 类 型 5 的 播 发 每 帧 电 文 可 包 含 一 颗 或 多 颗 卫 星 健 康 信 息, 也 可 包 含 参 考 站 不 可 见 的 卫 星 健 康 信 息, 其 播 发 频 率 可 根 据 需 要 由 参 考 站 自 行 设 定 电 文 类 型 6-GNSS 空 帧 电 文 格 式 电 文 类 型 6 不 包 含 参 数, 仅 包 含 标 准 电 文 头 和 0 或 1 个 数 据 字 (N=0 或 1) N 的 取 值 取 决 于 电 文 同 步 过 程 中 所 需 电 文 字 数 的 奇 偶 性 若 N=1, 则 电 文 中 数 据 字 的 24bit 用 交 替 的 1 和 0 填 充 电 文 类 型 6 的 播 发 在 以 下 情 况 下 可 使 用 电 文 类 型 6: 在 较 低 通 信 速 率, 需 要 电 文 进 行 填 充 时 ; 当 参 考 站 处 于 非 工 作 状 态 时, 广 播 参 考 站 信 息, 使 用 户 建 立 并 保 持 对 后 续 电 文 的 同 步 电 文 类 型 7-DGPS 信 标 台 信 息 电 文 类 型 7 将 于 2015 年 被 电 文 类 型 27 取 代 电 文 格 式 电 文 类 型 7 提 供 DGPS 信 标 台 的 位 置 频 率 服 务 范 围 健 康 状 态 和 识 别 符 等 信 息, 又 称 DGPS 信 标 台 历 书 电 文 电 文 中 采 用 广 播 站 ID 进 行 信 标 台 的 识 别 电 文 类 型 7 的 格 式 见 图 7, 内 容 见 表 12 19

29 每 个 信 标 台 共 三 个 电 文 字 MSB 位 置 数 据 - 纬 度 LSB MSB 位 置 数 据 - 经 度 ( 高 位 8bit) 第 (3 N b ) 字 位 置 数 据 - 经 度 ( 低 位 8bit) LSB MSB 信 标 台 范 围 广 播 频 率 ( 高 位 6bit) LSB MSB 第 (3 N b +1) 字 调 制 方 式 (MOD) 同 步 方 式 (SYNC) 广 播 编 码 (CODE) 广 播 频 率 信 标 台 ( 低 位 6bit) 状 态 LSB 广 播 站 ID 比 特 率 第 (3 N b +2) 字 N b 电 文 中 的 信 标 台 数 量 图 7 电 文 类 型 7 的 格 式 表 12 电 文 类 型 7 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 位 置 数 据 - 经 度 o (-90 o ~90 o ) a,b 位 置 数 据 - 纬 度 o (-180 o ~180 o ) a,b 信 标 台 范 围 10 1km 0km~1023km 广 播 频 率 Hz 190kHz~599.5kHz 信 标 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 要 使 用 广 播 站 ID ~1023 比 特 率 3 1bps 000= 25bps;001= 50bps; 010=100bps;011=110bps; 100=150bps;101=200bps; 110=250bps;111=300bps 调 制 方 式 (MOD) 1 0=MSK;1=FSK 同 步 方 式 (SYNC) 1 0= 异 步 ;1= 同 步 广 播 编 码 (CODE) 1 0= 未 编 码 ;1=FEC 编 码 总 共 N b 72 N 6 见 注 1:N b = 电 文 中 信 标 台 的 数 量 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a + 表 示 北 纬 或 东 经, - 表 示 南 纬 或 西 经 b 以 二 进 制 补 码 表 示 位 置 数 据 - 纬 度 和 经 度 电 文 类 型 7 以 二 进 制 补 码 方 式 提 供 信 标 台 的 纬 度 和 经 度 信 息, 分 辨 率 在 纬 度 方 向 约 0.3km, 经 度 方 向 约 0.6km 用 户 用 此 数 据 可 确 定 距 离 最 近 的 信 标 台 站 20

30 信 标 台 范 围 信 标 台 可 用 的 服 务 范 围, 由 信 标 台 自 行 设 定 广 播 频 率 信 标 台 数 据 广 播 的 工 作 频 率, 应 符 合 国 际 航 海 航 空 等 组 织 的 有 关 规 定 信 标 台 状 态 表 示 信 标 台 的 健 康 状 态, 共 四 种 : 正 常 工 作 未 进 行 完 好 性 监 测 状 态 未 知 和 不 要 使 用, 用 户 根 据 此 状 态 决 定 是 否 采 用 该 信 标 台 数 据 广 播 站 ID 由 IALA 分 配 的 号 码, 范 围 从 0 到 1023 注 :IALA 为 全 球 信 标 台 分 配 唯 一 的 广 播 站 ID, 可 从 IALA 网 站 查 询 得 到 调 制 方 式 (MOD) 和 同 步 方 式 (SYNC) 提 供 信 标 台 数 据 广 播 时 所 用 的 调 制 方 式 和 同 步 方 式, 用 户 根 据 此 信 息 进 行 数 据 解 码 操 作 广 播 编 码 (CODE) 表 示 信 标 台 数 据 广 播 是 否 采 用 了 FEC 纠 错 编 码 电 文 类 型 7 的 播 发 电 文 类 型 7 播 发 的 频 率 不 宜 太 高, 在 航 海 应 用 中 一 般 是 每 10min 更 新 1 组 电 文 但 若 信 标 台 健 康 状 态 发 生 变 化, 则 应 立 刻 发 送 本 电 文 为 在 电 文 类 型 7 及 时 反 映 其 它 信 标 台 信 息, 一 般 需 要 信 标 台 联 网 以 同 步 更 新 所 有 数 据 电 文 类 型 8- 伪 卫 星 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 8 提 供 伪 卫 星 信 息, 又 称 伪 卫 星 历 书 电 文 格 式 与 电 文 类 型 7 相 似, 见 图 7, 内 容 见 表 13 表 13 电 文 类 型 8 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 伪 卫 星 位 置 数 据 - 经 度 o (-90 o ~90 o ) a,b 伪 卫 星 位 置 数 据 - 纬 度 o (-180 o ~180 o ) a,b c 伪 卫 星 号 码 6 1 0~63 伪 卫 星 状 态 2 00= 伪 卫 星 工 作 正 常 ; 01= 未 定 义 ; 10= 未 知 状 态 ; 11= 不 要 使 用 伪 卫 星 名 称 28 4 个 7bit 的 ASCII 字 符 d 保 留 4 总 共 N p 72 N 6 见 注 1:N p = 电 文 中 伪 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a + 表 示 北 纬 或 东 经, - 表 示 南 纬 或 西 经 b 以 二 进 制 补 码 表 示 c 不 能 与 GNSS 卫 星 号 码 冲 突 d 用 于 30bit 电 文 字 剩 余 字 段 的 填 充 21

31 伪 卫 星 位 置 数 据 - 经 度 纬 度 二 进 制 补 码 方 式 的 伪 卫 星 纬 度 和 经 度 信 息, 分 辨 率 在 纬 度 方 向 约 0.3km, 经 度 方 向 约 0.6km 伪 卫 星 号 码 伪 卫 星 号, 即 二 进 制 的 伪 卫 星 扩 频 码 编 号, 该 号 码 应 唯 一 且 不 能 与 现 有 的 GNSS 卫 星 号 重 复 伪 卫 星 名 称 伪 卫 星 名 称 由 4 个 7bit 的 ASCII 字 符 表 示, 如 LAJ1 或 JFK3 等 电 文 类 型 9-GPS 部 分 改 正 数 电 文 格 式 电 文 类 型 9 用 于 播 发 部 分 卫 星 组 的 伪 距 改 正 数 和 距 离 变 化 率 改 正 数, 其 内 容 和 格 式 与 电 文 类 型 1 相 同, 见 与 电 文 类 型 1 不 同 的 是, 电 文 类 型 9 仅 包 含 首 选 卫 星 组 的 改 正 数 据, 并 不 是 参 考 站 上 所 有 可 见 卫 星 的 改 正 数 据, 对 参 考 站 时 钟 的 稳 定 度 要 求 较 高 采 用 电 文 类 型 9 的 优 点 在 于 : 数 据 延 迟 小 于 电 文 类 型 1; 对 数 据 链 的 传 输 速 度 要 求 较 低, 可 在 信 标 台 等 低 速 数 据 链 上 使 用 两 组 电 文 数 据 延 迟 的 比 较 见 表 14 表 14 电 文 类 型 1 和 电 文 类 型 9 的 数 据 延 迟 比 较 卫 星 数 电 文 类 型 1 的 数 据 最 大 延 迟 s 电 文 类 型 9 的 数 据 最 大 延 迟 s 注 : 表 中 数 值 是 在 通 信 速 率 为 100bps 时 测 得 的 电 文 类 型 10-P 码 差 分 改 正 数 预 留 的 用 于 P 码 改 正 数 广 播 的 电 文, 格 式 和 内 容 待 定, 电 文 类 型 10 已 停 用 电 文 类 型 11-L1 与 L2 的 C/A 码 差 值 可 以 通 过 电 文 类 型 41 获 得 L2C 改 正 数 信 息, 电 文 类 型 11 预 留 的 用 于 L2C/A 码 改 正 数 广 播 的 电 文, 格 式 和 内 容 待 定 电 文 类 型 12- 伪 卫 星 参 考 站 参 数 预 留 的 用 于 伪 卫 星 参 考 站 信 息 广 播 的 电 文, 格 式 和 内 容 待 定 电 文 类 型 13- 地 面 发 射 台 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 13 用 于 向 用 户 通 报 广 播 差 分 数 据 发 射 台 的 位 置 和 预 计 作 用 范 围, 由 2 个 30bit 字 组 成, 内 容 见 表 15 电 文 类 型 13 已 停 用 22

32 表 15 电 文 类 型 13 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 地 面 发 射 台 状 态 标 志 1 1= 工 作 异 常 ;0= 工 作 正 常 地 面 发 射 台 范 围 标 志 1 1= 范 围 与 电 文 类 型 7 不 一 致 ; 0= 范 围 与 电 文 类 型 7 一 致 保 留 6 1 0~63 地 面 发 射 台 纬 度 o (-90 o ~90 o ) a,b 地 面 发 射 台 经 度 o (-180 o ~180 o ) a,b 地 面 发 射 台 范 围 8 4km 4km~1024km c 总 共 见 a + 表 示 北 纬 或 东 经, - 表 示 南 纬 或 西 经 b c 以 二 进 制 补 码 表 示 全 零 表 示 1024km 地 面 发 射 台 状 态 标 志 用 于 标 识 地 面 广 播 站 的 工 作 状 态 若 置 1, 则 表 明 地 面 发 射 台 工 作 不 正 常 或 即 将 不 正 常, 此 时 地 面 发 射 台 应 及 时 广 播 电 文 类 型 16, 告 知 用 户 具 体 信 息 地 面 发 射 台 范 围 标 志 用 于 通 报 地 面 发 射 台 作 用 范 围 是 否 与 电 文 类 型 7 一 致 若 置 1, 则 表 明 地 面 发 射 台 范 围 与 电 文 类 型 7 中 给 出 的 范 围 不 同 ( 见 ), 具 体 数 值 由 后 续 的 地 面 发 射 台 范 围 给 出 电 文 类 型 14-GPS 周 时 该 电 文 未 来 经 扩 展 后, 可 包 含 GNSS 时 间 系 统 间 的 转 换 信 息 电 文 格 式 电 文 类 型 14 用 于 恢 复 GPS 时 间 信 息, 又 称 为 时 间 标 记 电 文, 内 容 见 表 16 表 16 电 文 类 型 14 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 GPS 周 10 1week 0week~1024week 周 内 小 时 数 8 1h 0hour~167hour 跳 秒 6 1s 0s~63s 6 见 GPS 周 和 周 内 小 时 数 本 电 文 的 前 18bit 用 于 给 出 GPS 周 以 及 周 内 小 时 数, 由 此 可 推 导 出 年 月 日 小 时 周 内 小 时 数 可 从 GPS 导 航 电 文 给 出 的 TOW 计 算 得 到 TOW 是 以 1.5s 为 单 位, 因 此 周 内 小 时 数 可 以 通 过 TOW 除 以 2400 得 到, 即 周 内 小 时 数 =Int[TOW/2400] 跳 秒 是 GPS 时 与 UTC 的 差 值, 用 户 用 此 数 值 可 将 GPS 时 间 改 正 为 UTC 时 间 23

33 电 文 类 型 14 的 播 发 由 于 电 文 头 中 的 改 进 Z 计 数 只 提 供 了 小 时 内 秒 数, 未 给 出 小 时 数 和 天, 因 此 如 要 获 得 完 整 的 GPS 时 间 信 息, 则 必 须 使 用 电 文 类 型 14 电 文 类 型 14 每 小 时 至 少 应 广 播 两 次, 一 次 在 整 小 时 开 始 后, 另 一 次 在 半 小 时 处 电 文 类 型 15- 电 离 层 延 迟 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 15 用 于 提 供 参 考 站 处 沿 卫 星 视 线 方 向 的 电 离 层 延 迟 和 电 离 层 延 迟 变 化 率 改 正 数, 双 频 用 户 用 此 电 文 可 减 少 电 离 层 误 差 影 响, 电 文 类 型 15 的 格 式 见 图 8, 内 容 见 表 17 需 要 指 出 的 是, 每 颗 卫 星 需 要 使 用 1.5 个 字 (36bit, 不 包 括 位 ) 同 样 需 要 指 出, 对 GPS/GLONASS( 或 GPS/BDS) 等 双 系 统 接 收 机 应 在 不 同 电 文 中 分 别 播 发 不 同 系 统 信 息 表 17 电 文 类 型 15 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 保 留 1 保 留 为 卫 星 号 大 于 32 时 使 用 GNSS 系 统 标 识 2 00=GPS;01=GLONASS; 10=Galileo;11=BDS 卫 星 号 5 1 1~32 a 电 离 层 延 迟 14 1cm 0cm~16383cm b,c 电 离 层 延 迟 变 化 率 改 正 数 cm/min cm/min~409.55cm/min 总 计 N s 36 N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 量 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a 全 零 (00000) 表 示 32 号 卫 星 b 二 进 制 数 表 示 不 要 使 用 此 参 数 c 以 二 进 制 补 码 表 示 24

34 每 颗 卫 星 占 第 1 或 1.5 个 字 电 离 层 变 化 率 变 化 值 ( 高 位 2bit) GNSS 系 统 标 识 保 留 卫 星 号 电 离 层 延 迟 MSB LSB MSB 第 3,6,9, 12,15 字 电 离 层 变 化 率 变 化 值 ( 低 位 12bit) 保 留 GNSS 系 统 标 识 卫 星 号 电 离 层 延 迟 ( 高 位 4bit) MSB 第 4,7,10, 13,16 字 电 离 层 延 迟 ( 低 位 10bit) LSB MSB 电 离 层 变 化 率 变 化 值 第 5,8,11, 14,17 字 电 离 层 变 化 率 变 化 值 ( 低 位 12bit) LSB 填 充 最 后 1 字, 若 N s 为 奇 数 N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 8 电 文 类 型 15 的 格 式 电 离 层 延 迟 改 正 数 的 使 用 用 户 利 用 电 文 类 型 15 可 消 除 伪 距 改 正 数 中 的 电 离 层 影 响, 组 成 无 电 离 层 组 合 改 正 数 在 某 GPS 时 刻 t, 利 用 电 离 层 延 迟 和 电 离 层 延 迟 变 化 率 改 正 数, 仿 照 电 文 类 型 1 的 关 于 用 户 伪 距 观 测 值 PRM(t) 的 改 正 计 算 方 式, 可 计 算 出 给 t 时 刻 的 电 离 层 延 迟 量, 在 伪 距 改 正 数 中 减 去 此 值 后, 即 可 得 到 无 电 离 层 组 合 改 正 数, 见 电 文 类 型 15 的 播 发 电 文 类 型 15 的 更 新 率 应 尽 量 与 当 地 电 离 层 活 动 状 态 相 匹 配, 每 颗 卫 星 需 要 1 个 30bit 字 或 1.5 个 30bit 字, 共 计 36bit( 不 包 含 奇 偶 ), 一 般 每 5min~10min 播 发 一 次 GPS/GLONASS( 或 GPS/BDS) 联 合 参 考 站 应 广 播 两 帧 电 文, 分 别 给 出 GPS 和 GLONASS( 或 BDS) 的 电 离 层 信 息 电 文 类 型 16-GPS 特 殊 信 息 电 文 格 式 电 文 类 型 16 用 于 广 播 参 考 站 工 作 状 态 信 息, 也 可 广 播 其 它 文 本 信 息, 如 相 邻 服 务 区 域 信 息 等 电 文 格 式 见 图 9 所 示, 图 中 显 示 广 播 QUICK 字 符 的 方 法 25

35 MSB Q LSB MSB U I LSB MSB 第 3 字 C K MSB LSB MSB LSB 填 充 第 4 字 图 9 电 文 类 型 16 的 格 式 电 文 类 型 16 的 播 发 电 文 类 型 16 用 英 文 广 播, 也 可 用 其 它 语 种 文 字 电 文 类 型 16 应 使 用 可 打 印 的 ASCⅡ 码, 长 度 可 达 到 90 个 字 符 发 送 方 式 为 MSB 在 前,LSB 在 后 如 果 最 后 电 文 字 未 用 完, 则 应 用 0 填 充 电 文 字 剩 余 部 分 采 用 8bit 的 ASCII 码, 应 将 MSB 置 电 文 类 型 17-GPS 星 历 电 文 格 式 电 文 类 型 17 包 含 GPS 卫 星 星 历 信 息, 内 容 见 表 18 参 考 站 进 行 DGNSS 计 算 时, 如 果 IODC 与 IODE 不 匹 配, 则 应 继 续 基 于 原 有 的 导 航 电 文 来 提 供 改 正 数, 此 时 必 须 利 用 电 文 类 型 17 向 用 户 广 播 原 有 的 星 历 数 据 信 息 有 关 GPS 卫 星 星 历 参 数 轨 道 计 算 等 信 息 见 GPS-SPS-SS-2.0 中 的 和 参 数 电 文 字 顺 序 号 表 18 电 文 类 型 17 的 内 容 a 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 周 数 week 星 历 周 数 0week~1023week IDOT π/s 倾 角 变 化 率 IODE 4 8 星 历 数 据 期 号 t s 卫 星 钟 参 考 时 刻,0s~604784s oc a s/s 卫 星 钟 钟 速 f 1 a f s/s 2 卫 星 钟 钟 漂 C rs m 轨 道 半 径 的 正 弦 调 和 改 正 的 振 幅 Δ n 6 和 π/s 平 均 角 角 速 度 的 改 正 值 C uc rad 升 交 距 角 的 余 弦 调 和 改 正 的 振 幅 e 8 和 偏 心 率 周 数 week 星 历 周 数 0week~1023week C us rad 升 交 距 角 的 正 弦 调 和 改 正 的 振 幅 A 10 和 m 1/2 轨 道 长 半 轴 的 平 方 根 t oe s 星 历 参 考 时 刻,0s~604784s Ω 0 12 和 π 参 考 时 刻 升 交 点 赤 经 与 GPS 周 开 始 时 格 林 尼 治 赤 经 之 差 C ic rad 轨 道 倾 角 的 余 弦 调 和 改 正 振 幅 26

36 0 参 数 电 文 字 顺 序 号 表 18 电 文 类 型 17 的 内 容 ( 续 ) a 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 i 14 和 π 参 考 时 刻 的 轨 道 倾 角 C is rad 轨 道 倾 角 的 正 弦 调 和 改 正 振 幅 ω 16 和 π 近 地 点 角 距 C rc m 轨 道 半 径 的 余 弦 调 和 改 正 的 振 幅 Ω & π/s 升 交 点 赤 经 变 化 率 M 0 19 和 π 参 考 时 刻 的 平 近 点 角 IODC 星 钟 数 据 期 号 a f 0 20 和 s 卫 星 钟 钟 偏 PRN 号 ~32 b 填 充 21 3 填 充 区 域, 固 定 为 101 t GD s 卫 星 L1 和 L2 信 号 的 群 延 迟 差 L2 测 距 码 =P 码 开 ;10=C/A 码 开 卫 星 精 度 ~6 为 2 (1+N/2) m;6~14 为 2 (N-2) m;15= 未 知 卫 星 健 康 = L2 P 码 数 据 开 ;00= L2 P 码 数 据 关 L2 P 码 标 记 = L2 P 码 数 据 开 ;00= L2 P 码 数 据 关 填 充 22 3 填 充 区 域, 固 定 为 101 总 计 见 a 范 围 由 比 特 数 和 比 例 因 子 决 定 b 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 电 文 类 型 17 的 播 发 只 有 在 参 考 站 检 测 出 导 航 电 文 的 IODC 和 IODE 不 一 致 时 才 要 广 播 本 电 文 电 文 类 型 17 应 约 每 2 分 钟 广 播 一 次, 直 到 接 收 到 新 的 导 航 电 文, 或 者 卫 星 离 开 参 考 站 观 测 范 围 为 止 本 电 文 通 过 PRN 号 识 别 卫 星 ( 第 21 个 电 文 字 中 ), 每 颗 卫 星 都 需 有 各 自 的 电 文 动 态 高 精 度 电 文 概 述 动 态 高 精 度 电 文 (RTK 电 文 ) 由 电 文 类 型 和 电 文 类 型 组 成, 见 表 19 所 示 电 文 类 型 18 提 供 载 波 相 位 测 量 值, 电 文 类 型 19 提 供 伪 距 测 量 值, 它 们 都 没 有 用 导 航 电 文 的 星 历 参 数 进 行 改 正 电 文 类 型 20 和 21 则 经 过 了 星 历 改 正 参 考 站 在 广 播 电 文 时 应 成 对 使 用 电 文 类 型 18/19 或 电 文 类 型 20/21 动 态 高 精 度 电 文 的 电 文 头 后 的 第 一 个 数 据 字 ( 即 全 帧 电 文 的 第 3 字 ) 包 含 了 GNSS 观 测 值 时 间, 后 面 是 包 含 卫 星 L1 L2 和 C/A 或 P 码 观 测 数 据 的 电 文 字 表 19 RTK 电 文 列 表 电 文 类 型 号 18 RTK 未 改 正 的 载 波 相 位 观 测 值 19 RTK 未 改 正 的 伪 距 观 测 值 20 RTK 载 波 相 位 改 正 数 21 RTK 高 精 度 伪 距 改 正 数 电 文 名 称 27

37 数 据 质 量 为 达 到 高 精 度 定 位 导 航 的 目 的, 在 动 态 高 精 度 电 文 中 应 给 出 载 波 相 位 伪 距 观 测 值 等 数 据 的 质 量 信 息 载 波 相 位 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 用 非 线 性 数 据 质 量 统 计 量 表 示, 见 附 录 C 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 见 附 录 D 载 波 相 位 改 正 数 载 波 相 位 改 正 数 由 参 考 站 载 波 相 位 观 测 值 按 下 式 计 算 得 出 : 载 波 相 位 改 正 数 = 几 何 距 离 ( 载 波 周 数 )- 调 整 到 观 测 值 GNSS 时 间 的 载 波 距 离 上 式 中, 调 整 到 观 测 值 GNSS 时 间 的 载 波 距 离 是 原 始 载 波 相 位 观 测 值 消 除 了 接 收 机 钟 差 卫 星 钟 差 卫 星 相 对 论 影 响 后 的 数 值, 与 电 文 类 型 18 中 的 载 波 相 位 观 测 值 符 号 相 反, 且 应 将 初 始 历 元 的 初 始 整 周 模 糊 度 限 制 到 较 小 范 围 载 波 相 位 改 正 数 应 进 行 参 考 站 接 收 机 钟 差 修 正, 但 不 应 进 行 电 离 层 和 对 流 层 的 改 正 用 户 应 按 下 式 使 用 载 波 相 位 改 正 数 : 改 正 后 的 载 波 距 离 = 测 量 的 载 波 距 离 + 载 波 相 位 改 正 数 载 波 相 位 改 正 数 的 产 生 等 内 容 见 附 录 E 数 据 集 具 有 相 同 时 间 标 记 的 电 文 类 型 18 和 19 的 多 帧 电 文, 或 者 具 有 相 同 时 间 标 记 的 电 文 类 型 20 和 21 的 多 帧 电 文 称 为 数 据 集 差 分 电 文 中 的 多 组 电 文 标 志 (M) 用 于 通 知 用 户 所 传 输 的 数 据 集 是 否 结 束, 标 志 清 零 后 用 户 即 可 开 始 处 理 数 据, 以 减 少 数 据 传 输 的 时 间 延 迟 电 文 类 型 18 和 19 应 与 电 文 类 型 20 和 21 属 于 不 同 的 数 据 集 对 于 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站, 如 果 接 收 机 时 钟 不 同 步, 则 应 将 GPS 和 GLONASS 电 文 分 别 编 为 不 同 的 数 据 集 如 果 接 收 机 时 钟 同 步, 则 应 按 以 下 方 式 操 作 : a) 将 GPS 和 GLONASS 电 文 编 为 一 个 数 据 集 ; b) 发 送 GPS 电 文 后 再 发 送 GLONASS 电 文 经 过 如 上 处 理 后, 用 户 在 处 理 GPS 和 GLONASS 电 文 时, 将 知 道 所 有 电 文 的 时 间 一 致 且 能 得 到 正 确 的 数 据 集 结 束 标 志 RTK 系 统 的 实 现 要 点 除 满 足 本 标 准 规 定 的 差 分 电 文 格 式 和 内 容 外,RTK 系 统 在 实 现 中 还 应 注 意 卫 星 位 置 计 算 精 度 天 线 相 位 中 心 稳 定 性 等 的 影 响, 见 附 录 F 电 文 类 型 18-RTK 未 改 正 的 载 波 相 位 观 测 值 电 文 格 式 电 文 类 型 18 只 适 用 于 GPS 和 GLONASS 的 RTK 应 用 电 文 类 型 18 对 于 GPS 是 固 定 的, 对 于 28

38 GLONASS 是 暂 定 的 电 文 类 型 18 的 格 式 见 图 10, 内 容 见 表 20 每 帧 电 文 的 第 3 个 字 频 率 标 志 (F) 保 留 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 第 3 字 多 组 电 文 标 志 (M) 码 类 型 标 志 (P) 卫 星 系 统 标 志 每 颗 卫 星 占 2 个 字 卫 星 号 数 据 质 量 连 续 性 丢 失 计 数 MSB 载 波 相 位 观 测 值 ( 高 位 8bit) 第 (2 N s +2) 字 载 波 相 位 观 测 值 ( 低 位 24bit) LSB 第 (2 N s +3) 字 N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 10 电 文 类 型 18 的 格 式 表 20 电 文 类 型 18 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 频 率 标 志 (F) 2 00=L1 电 文 ;10=L2 电 文 ;01= 保 留 ; 11= 保 留 保 留 2 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 20 1μs 0μs ~599999μs, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 1 0= 最 后 一 条 电 文 ;1= 还 有 后 续 电 文 码 类 型 标 志 (P) 1 0=C/A 码 电 文 ;1=P 码 电 文 卫 星 系 统 标 志 1 0=GPS 电 文 ;1=GLONASS 电 文 卫 星 号 5 1 0~31 a 数 据 质 量 3 见 连 续 性 丢 失 计 数 5 1 0~31 载 波 相 位 观 测 值 32 1/256 周 周 ~ 周 总 计 48 N s +24 N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数,N=2Ns+1, 帧 长 度 =N+2 字 a 对 于 GPS, 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 ; 对 于 GLONASS 则 为 卫 星 的 星 位 号 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 用 于 计 算 载 波 相 位 观 测 值 的 观 测 时 间, 对 于 GPS 卫 星 即 是 GPS 时, 对 GLONASS 卫 星 则 为 GLONASS 时 观 测 时 间 计 算 如 下 : 观 测 时 间 = 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST)+ 改 进 Z 计 数 ( 来 自 电 文 头 ) 电 文 中 所 有 载 波 相 位 观 测 值 都 应 由 该 观 测 时 间 决 定, 同 历 元 的 L2 载 波 相 位 观 测 值 的 GNSST 应 与 L1 的 GNSST 一 致 29

39 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 是 一 个 估 计 值, 其 中 包 含 参 考 站 接 收 机 钟 差 的 影 响, 可 用 下 式 表 示 : GNSST=RT+CE (6) 式 中 : GNSST 电 文 中 的 观 测 值 GNSS 时 间, 单 位 为 秒 (s); RT 观 测 值 的 参 考 站 接 收 机 时 间, 单 位 为 秒 (s); CE 参 考 站 接 收 机 钟 差 估 计 值, 单 位 为 秒 (s) 同 一 历 元 同 一 卫 星 载 波 相 位 观 测 值 ( 电 文 类 型 18) 和 伪 距 观 测 值 ( 电 文 类 型 19) 的 RT 应 数 值 相 同 为 使 用 户 正 确 地 恢 复 观 测 值 的 参 考 站 接 收 机 时 间, 参 考 站 接 收 机 应 满 足 以 下 条 件 : a) 钟 差 估 计 值 CE 应 小 于 1.1ms; b) 应 对 卫 星 信 号 均 匀 采 样, 采 样 时 刻 应 处 于 时 钟 脉 冲 沿, 采 样 间 隔 必 须 是 500ms 200ms 125ms 100ms 50ms 40ms 25ms 20ms 和 10ms 之 一 如 果 接 收 机 每 秒 生 成 一 个 观 测 值, 则 观 测 值 应 与 接 收 机 时 钟 的 整 秒 脉 冲 对 齐, 对 齐 精 度 应 优 于 0.5ms 如 果 接 收 机 每 秒 生 成 多 组 观 测 值, 则 其 采 样 间 隔 应 保 证 有 一 个 观 测 值 位 于 整 秒 脉 冲 附 近 ; c) 应 等 间 隔 地 生 成 并 发 送 差 分 电 文, 时 间 间 隔 应 为 1s 2s 3s 4s 5s 6s 10s 12s 15s 20s 30s 和 60s 之 一 参 考 站 接 收 机 观 测 值 的 采 样 应 满 足 b) 的 要 求 在 满 足 以 上 要 求 后, 用 户 即 可 正 确 地 恢 复 接 收 机 时 间 RT 和 参 考 站 接 收 机 钟 差 CE 例 如 : 若 电 文 中 的 GNSST= s, 则 RT=0.47s,CE= s; 若 电 文 中 的 GNSST= s, 则 RT=0.25s, CE= s 多 组 电 文 标 志 (M) 由 于 GPS 时 间 和 GLONASS 时 间 属 于 不 同 的 时 间 系 统, 因 此, 对 于 GPS 和 GLONASS 观 测 值 应 产 生 不 同 的 电 文 类 型 18 和 19, 见 如 果 同 时 使 用 GPS 和 GLONASS 观 测 值, 且 几 乎 同 时 获 得, 则 多 组 电 文 标 志 应 表 示 为 : a) 对 于 GPS, 有 : 是 电 文 类 型 18 的 L1 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 18 的 L2 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 L1 伪 距 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 L2 伪 距 观 测 值,M=1 b) 对 于 GLONASS, 有 : 电 文 类 型 18 的 L1 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 18 的 L2 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 L1 伪 距 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 L2 伪 距 观 测 值,M=0 30

40 如 果 同 时 使 用 GPS 和 GLONASS 观 测 值, 但 观 测 值 不 同 步, 则 多 组 电 文 标 志 应 表 示 为 : a) 对 于 GPS, 有 : 电 文 类 型 18 的 GPS 时 间 1 的 L1 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 18 的 GPS 时 间 1 的 L2 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 GPS 时 间 1 的 L1 伪 距 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 GPS 时 间 1 的 L2 伪 距 观 测 值,M=0 b) 对 于 GLONASS, 有 : 电 文 类 型 18 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L1 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 18 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L2 载 波 相 位 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L1 伪 距 观 测 值,M=1; 电 文 类 型 19 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L2 伪 距 观 测 值,M= 码 类 型 标 志 (P) 用 于 标 识 数 据 是 C/A 码 数 据 还 是 P 码 数 据 注 意 同 频 率 上 的 P 码 相 位 观 测 值 与 C/A 码 相 位 观 测 值 不 等 价, 二 者 不 能 混 合 使 用 数 据 质 量 x / 3 电 文 类 型 18 的 数 据 质 量 是 以 1/256 e 表 示 的 载 波 相 位 观 测 值 精 度 ( 一 倍 中 误 差 ) 的 估 计 值, 单 位 为 周, 式 中 x 的 定 义 见 表 21 表 21 电 文 类 型 18 的 数 据 质 量 二 进 制 代 码 (x) 载 波 相 位 观 测 值 误 差 ( 周 ) 000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) > 连 续 性 丢 失 计 数 反 映 卫 星 载 波 相 位 观 测 值 连 续 性 的 中 断 情 况 卫 星 载 波 相 位 观 测 值 的 连 续 性 可 能 因 周 跳 或 信 号 失 锁 而 中 断, 每 次 中 断 后, 应 将 此 连 续 性 丢 失 计 数 递 增, 以 反 映 接 收 机 对 卫 星 信 号 跟 踪 的 连 续 性 情 况 载 波 相 位 观 测 值 载 波 相 位 观 测 值 以 二 进 制 补 码 表 示, 数 值 有 正 负 在 无 有 效 数 据 时, 应 停 止 发 送 本 电 文 用 户 解 码 时, 应 注 意 二 进 制 补 码 符 号 位 的 处 理, 以 正 确 恢 复 参 考 站 的 载 波 相 位 观 测 值 31

41 电 文 类 型 19-RTK 未 改 正 的 伪 距 观 测 值 电 文 格 式 电 文 类 型 19 只 适 用 于 GPS 和 GLONASS 的 RTK 应 用 电 文 类 型 19 对 于 GPS 而 言 是 固 定 的, 对 于 GLONASS 而 言 是 暂 定 的 电 文 类 型 19 的 格 式 见 图 11, 内 容 见 表 22 表 22 电 文 类 型 19 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 频 率 标 志 (F) 2 00=L1 电 文 ;10=L2 电 文 ; 01= 保 留 ;11= 保 留 平 滑 间 隔 2 见 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 20 1μs 0μs~599999μs, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 1 0= 数 据 集 中 的 最 后 一 条 电 文 ; 1= 还 有 后 续 电 文 码 类 型 标 志 (P) 1 0=C/A 码 电 文 ; 1=P 码 电 文 卫 星 系 统 标 志 1 0=GPS 电 文 ; 1=GLONASS 电 文 卫 星 号 5 1 0~31 a 数 据 质 量 4 见 多 路 径 误 差 4 见 伪 距 观 测 值 m 0m~85,899,345.90m 总 计 48 N s +24 N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数,N=2 N s +1, 帧 长 度 =N+2 字 a 对 于 GPS, 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 ; 对 于 GLONASS 则 为 卫 星 的 星 位 号 每 帧 电 文 的 第 3 个 字 频 率 标 志 (F) 平 滑 间 隔 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 第 3 字 多 组 电 文 标 志 (M) 码 类 型 标 志 (P) 卫 星 系 统 标 志 每 颗 卫 星 占 2 个 字 卫 星 号 数 据 质 量 多 路 径 误 差 MSB 伪 距 观 测 值 ( 高 位 8bit) 第 (2 N s +2) 字 伪 距 观 测 值 ( 低 位 24bit) LSB 第 (2 N s +3) 字 N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 11 电 文 类 型 19 的 格 式 32

42 平 滑 间 隔 表 示 载 波 相 位 平 滑 伪 距 的 时 间 间 隔, 见 表 23 表 23 电 文 类 型 19 的 平 滑 间 隔 二 进 制 代 码 ( 十 进 制 数 值 ) 平 滑 时 间 间 隔 (Min) 00(0) 0~1 01(1) 1~5 10(2) 5~15 11(3) 未 定 义 平 滑 间 隔 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 用 于 计 算 伪 距 观 测 值 的 观 测 时 间, 对 于 GPS 卫 星 即 是 GPS 时, 对 GLONASS 卫 星 则 为 GLONASS 时 观 测 时 间 计 算 如 下 : 观 测 时 间 = 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST)+ 改 进 Z 计 数 ( 来 自 电 文 头 ) 电 文 中 所 有 伪 距 观 测 值 都 应 由 该 观 测 时 间 决 定, 同 历 元 的 L2 伪 距 观 测 值 的 GNSST 应 与 L1 的 GNSST 一 致 伪 距 (PR) 可 按 下 式 计 算 : PR=c (RT-TT) (7) 式 中 : PR 到 卫 星 的 伪 距, 单 位 为 米 (m); RT 观 测 值 的 接 收 机 时 间, 单 位 为 秒 (s); TT 信 号 发 射 时 间, 单 位 为 秒 (s); c 光 速, 单 位 为 米 每 秒 (m/s) 观 测 值 GNSS 时 间 是 对 观 测 时 GNSS 时 间 的 估 计 值 电 文 类 型 18 中 关 于 观 测 值 GNSS 时 间 的 规 定 也 适 用 于 电 文 类 型 19, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 电 文 类 型 18 中 关 于 多 组 电 文 标 志 的 规 定 也 适 用 于 电 文 类 型 19, 见 码 类 型 标 志 (P) 用 于 标 识 该 电 文 数 据 是 C/A 码 数 据 还 是 P 码 数 据 若 参 考 站 接 收 机 采 用 交 叉 相 关 技 术, 即 利 用 L2-L1 的 观 测 值, 从 L1 C/A 码 伪 距 重 建 L2 伪 距, 则 码 类 型 标 志 P=0(C/A 码 ) 且 频 率 标 志 F=10(L2) 数 据 质 量 电 文 类 型 19 的 数 据 质 量 是 伪 距 测 量 精 度 ( 一 倍 中 误 差 ) 的 估 计 值, 以 0.02e 0.4x 表 示, 单 位 为 米 (m), 其 中 x 的 定 义 见 表 24 33

43 表 24 电 文 类 型 19 的 伪 距 观 测 值 数 据 质 量 二 进 制 代 码 (x) 伪 距 观 测 值 误 差 m 0000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) > 多 路 径 误 差 电 文 类 型 19 的 多 路 径 误 差 是 以 0.1e 0.4x 表 示 的 多 路 径 误 差 估 计 值, 单 位 为 米 (m), 其 中 x 的 定 义 见 表 25 如 果 参 考 站 没 有 区 分 多 路 径 和 非 多 路 径 误 差 源, 则 应 设 置 为 未 确 定 表 25 电 文 类 型 19 的 伪 距 观 测 值 多 路 径 误 差 二 进 制 代 码 (x) 多 路 径 误 差 m 0000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) > (15) 未 确 定 电 文 类 型 20-RTK 载 波 相 位 改 正 数 电 文 格 式 电 文 类 型 20 对 于 GPS 而 言 是 固 定 的, 对 于 GLONASS 而 言 是 暂 定 的 电 文 类 型 20 的 格 式 见 图 12, 内 容 见 表 26 34

44 每 帧 电 文 的 第 3 个 字 频 率 标 志 (F) 保 留 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 第 3 字 多 组 电 文 标 志 (M) 码 类 型 标 志 (P) 卫 星 系 统 标 志 每 颗 卫 星 占 2 个 字 卫 星 号 数 据 质 量 连 续 性 丢 失 计 数 数 据 龄 期 / 日 时 第 (2 N s +2) 字 载 波 相 位 改 正 数 第 (2 N s +3) 字 MSB LSB N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 12 电 文 类 型 20 的 格 式 表 26 电 文 类 型 20 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 频 率 标 志 (F) 2 00=L1 电 文 ;10=L2 电 文 ;01= 保 留 ;11= 保 留 保 留 2 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 20 1μs 0μs~599999μs, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 1 0= 数 据 集 中 的 最 后 一 条 电 文 ;1= 还 有 后 续 电 文 码 类 型 标 志 (P) 1 0=C/A 码 电 文 ;1=P 码 电 文 卫 星 系 统 标 志 1 0=GPS 电 文 ;1=GLONASS 电 文 卫 星 号 5 1 0~31 a 数 据 质 量 3 见 连 续 性 丢 失 计 数 5 1 0~31, 见 数 据 期 号 / 日 时 8 1 对 于 GPS 为 0~255; 对 于 GLONASS 为 0~127 见 载 波 相 位 改 正 数 24 1/256 周 周 ~32768 周, 见 总 计 48 N s +24 N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数,N=2 N s +1, 帧 长 度 =N+2 字 a 对 于 GPS, 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 ; 对 于 GLONASS 则 为 卫 星 的 星 位 号 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 用 于 计 算 载 波 相 位 改 正 数 的 观 测 时 间, 对 于 GPS 卫 星 即 为 GPS 时, 对 GLONASS 卫 星 则 为 GLONASS 时 观 测 时 间 计 算 如 下 : 观 测 时 间 = 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST)+ 改 进 Z 计 数 ( 来 自 电 文 头 ) 35

45 电 文 中 所 有 载 波 相 位 改 正 数 都 应 由 该 观 测 时 间 决 定, 同 历 元 的 L2 载 波 相 位 改 正 数 的 GNSST 应 与 L1 的 GNSST 一 致 GNSST 应 是 对 观 测 时 GNSS 时 间 的 估 计 值 电 文 类 型 18 中 关 于 观 测 值 GNSS 时 间 的 规 定 也 适 用 于 电 文 类 型 20, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 由 于 GPS 时 间 和 GLONASS 时 间 属 于 不 同 的 时 间 系 统, 因 此 对 于 GPS 和 GLONASS 观 测 值 应 产 生 不 同 的 电 文 类 型 20 和 21, 见 如 果 同 时 使 用 GPS 和 GLONASS 观 测 值, 且 几 乎 同 时 获 得, 则 多 组 电 文 标 志 应 表 示 为 : a) 对 于 GPS, 有 : 电 文 类 型 20 的 L1 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 20 的 L2 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 L1 伪 距 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 L2 伪 距 改 正 数,M=1 b) 对 于 GLONASS, 有 : 电 文 类 型 20 的 L1 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 20 的 L2 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 L1 伪 距 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 L2 伪 距 改 正 数,M=0 如 果 同 时 使 用 GPS 和 GLONASS 观 测 值, 但 观 测 值 不 同 步, 则 多 组 电 文 标 志 应 表 示 为 : a) 对 于 GPS, 有 : 电 文 类 型 20 的 GPS 时 间 1 的 L1 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 20 的 GPS 时 间 1 的 L2 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 GPS 时 间 1 的 L1 伪 距 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 GPS 时 间 1 的 L2 伪 距 改 正 数,M=0 b) 对 于 GLONASS, 有 : 电 文 类 型 20 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L1 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 20 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L2 载 波 相 位 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L1 伪 距 改 正 数,M=1; 电 文 类 型 21 的 GPS 时 间 2( 或 GLONASS 时 ) 的 L2 伪 距 改 正 数,M= 码 类 型 标 志 (P) 用 于 标 识 数 据 是 C/A 码 数 据 还 是 P 码 数 据 注 意 同 频 率 上 的 P 码 相 位 观 测 值 与 C/A 码 相 位 观 测 值 不 等 价, 二 者 不 能 混 合 使 用 36

46 数 据 质 量 x / 3 电 文 类 型 20 的 数 据 质 量 是 以 1/256 e 表 示 的 载 波 相 位 观 测 值 精 度 ( 一 倍 中 误 差 ) 的 估 计 值, 单 位 为 周, 式 中 x 定 义 见 表 27 表 27 电 文 类 型 20 的 数 据 质 量 二 进 制 代 码 (x) 载 波 相 位 改 正 数 误 差 ( 周 ) 000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) > 连 续 性 丢 失 计 数 反 映 卫 星 载 波 相 位 改 正 数 连 续 性 的 中 断 情 况 卫 星 载 波 相 位 改 正 数 的 连 续 性 可 能 因 周 跳 或 信 号 失 锁 而 中 断, 每 次 中 断 后, 应 将 此 连 续 性 丢 失 计 数 递 增, 以 反 映 接 收 机 对 卫 星 信 号 跟 踪 的 连 续 性 情 况 数 据 期 号 (IOD) 用 于 通 知 用 户 参 考 站 计 算 载 波 相 位 改 正 数 时 所 用 的 卫 星 导 航 电 文 的 龄 期 对 于 GPS 参 考 站, 该 数 值 与 卫 星 导 航 电 文 中 的 数 据 期 号 一 致 建 议 参 考 站 在 接 收 到 更 新 后 的 卫 星 导 航 电 文 后, 推 迟 96s 再 使 用, 以 保 证 用 户 有 足 够 的 时 间 更 新 卫 星 导 航 电 文 对 于 GLONASS 参 考 站, 见 电 文 类 型 31 中 参 数 的 计 算 与 使 用 载 波 相 位 改 正 数 载 波 相 位 改 正 数 的 计 算 与 使 用 见 为 避 免 载 波 相 位 改 正 数 出 现 较 大 偏 差, 可 用 以 下 方 法 之 一 设 置 载 波 相 位 观 测 值 整 周 数 初 始 值 : a) 整 周 初 始 值 可 等 于 观 测 值 GNSS 时 间 的 伪 距 观 测 值 b) 将 初 始 时 刻 的 载 波 相 位 改 正 数 的 整 周 数 设 为 0 载 波 相 位 改 正 数 应 对 接 收 机 钟 差 进 行 改 正, 不 应 进 行 电 离 层 延 迟 或 对 流 层 延 迟 改 正 L1 载 波 相 位 改 正 数 应 是 全 波 长, 并 确 定 其 符 号 当 无 有 效 数 据 时, 应 停 止 播 发 本 电 文 电 文 类 型 21-RTK 高 精 度 伪 距 改 正 数 电 文 格 式 电 文 类 型 21 对 于 GPS 而 言 是 固 定 的, 对 于 GLONASS 而 言 是 暂 定 的 电 文 类 型 21 的 格 式 见 图 13, 内 容 见 表 28 37

47 每 帧 电 文 的 第 3 个 字 频 率 平 滑 标 志 间 隔 (F) 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 第 3 字 多 组 电 文 标 志 (M) 每 颗 卫 星 占 2 个 字 码 类 型 标 志 (P) 距 离 变 化 率 改 伪 距 改 正 值 卫 星 系 统 标 志 正 值 比 例 因 子 比 例 因 子 (RSF) (PSF) 卫 星 号 数 据 质 量 多 路 径 误 差 数 据 龄 期 / 日 时 第 (2 N s +2) 字 伪 距 改 正 数 距 离 变 化 率 改 正 数 第 (2 N s +3) 字 MSB LSB MSB LSB N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 13 电 文 类 型 21 的 格 式 表 28 电 文 类 型 21 的 内 容 ( 伪 距 改 正 数 ) 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 频 率 标 志 (F) 2 00=L1 电 文 ;10=L2 电 文 ;01= 保 留 ; 11= 保 留 平 滑 间 隔 2 见 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 20 1μs 0μs ~599999μs, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 1 0= 数 据 集 中 的 最 后 一 条 电 文 ; 1= 还 有 后 续 电 文 码 类 型 标 志 (P) 1 0=C/A 码 电 文 ;1=P 码 电 文 卫 星 系 统 标 志 1 0=GPS;1=GLONASS 卫 星 号 5 1 0~31 a 距 离 变 化 率 改 正 数 比 例 因 子 (RSF) 1 0= 精 确 确 定 ;1= 概 略 确 定 数 据 质 量 3 见 伪 距 改 正 数 比 例 因 子 (PSF) 1 0= 精 确 确 定 ;1= 粗 略 确 定 多 路 径 误 差 3 见 数 据 期 号 / 日 时 8 1 对 于 GPS 为 0~255; 对 于 GLONASS 为 0~127 见 b 伪 距 改 正 数 16 当 PSF=0 时 为 0.02m; 当 PSF=0 时 为 m~655.34m; 当 PSF=1 时 为 0.32m 当 PSF=1 时 为 m~ m b 距 离 变 化 率 改 正 数 8 当 RSF=0 时 为 0.02m/s; 当 RSF=0 时 为 m/s~0.254m/s; 当 RSF=1 时 为 0.32m/s 当 RSF=1 时 为 m/s~4.064m/s 总 计 48 N s +24 N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数,N=2 N s +1, 帧 长 度 =N+2 字 a b 对 于 GPS, 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 ; 对 于 GLONASS 则 为 卫 星 的 星 位 号 以 二 进 制 补 码 表 示 38

48 平 滑 间 隔 表 示 载 波 相 位 平 滑 伪 距 的 时 间 间 隔, 见 表 29 表 29 电 文 类 型 21 的 平 滑 间 隔 二 进 制 代 码 ( 十 进 制 数 值 ) 平 滑 间 隔 min 00(0) 0~1 01(1) 1~5 10(2) 5~15 11(3) 未 定 义 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST) 用 于 计 算 伪 距 改 正 数 的 观 测 时 间, 对 于 GPS 卫 星 即 是 GPS 时, 对 GLONASS 卫 星 则 为 GLONASS 时 观 测 时 间 计 算 如 下 : 观 测 时 间 = 观 测 值 GNSS 时 间 (GNSST)+ 改 进 Z 计 数 ( 来 自 电 文 头 ) 电 文 中 所 有 伪 距 改 正 数 都 应 由 该 观 测 时 间 确 定, 同 历 元 的 L2 伪 距 改 正 数 的 GNSST 应 与 L1 的 GNSST 一 致 GNSST 应 是 对 观 测 时 GNSS 时 间 的 估 计 值 电 文 类 型 18 中 关 于 观 测 值 GNSS 时 间 的 规 定 也 适 用 于 电 文 类 型 21, 见 多 组 电 文 标 志 (M) 电 文 类 型 21 的 多 组 电 文 标 志 与 电 文 类 型 20 的 多 组 电 文 标 志 定 义 一 致, 见 码 类 型 标 志 (P) 用 于 标 识 该 电 文 数 据 是 C/A 码 数 据 还 是 P 码 数 据 若 参 考 站 接 收 机 采 用 交 叉 相 关 技 术, 即 利 用 L2-L1 的 观 测 值, 从 L1 C/A 码 伪 距 重 建 L2 伪 距, 则 码 类 型 标 志 P=0(C/A 码 ) 且 频 率 标 志 F = 10(L2) 数 据 质 量 电 文 类 型 21 的 数 据 质 量 是 伪 距 测 量 精 度 ( 一 倍 中 误 差 ) 的 估 计 值, 见 表 30 表 30 电 文 类 型 21 的 数 据 质 量 二 进 制 代 码 ( 十 进 制 数 值 ) 伪 距 改 正 数 误 差 m 000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) > 多 路 径 误 差 电 文 类 型 21 的 多 路 径 误 差 ( 一 倍 中 误 差 ) 的 估 计 值, 见 表 31 如 果 参 考 站 没 有 区 分 多 路 径 和 非 多 39

49 路 径 误 差 源, 则 该 区 域 应 设 置 为 未 确 定 表 31 电 文 类 型 21 的 多 路 径 误 差 二 进 制 代 码 ( 十 进 制 数 值 ) 多 路 径 误 差 m 000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) > (7) 未 确 定 数 据 期 号 (IOD) 电 文 类 型 21 的 数 据 期 号 与 电 文 类 型 20 中 数 据 期 号 定 义 一 致, 见 伪 距 改 正 数 电 文 类 型 21 的 伪 距 改 正 数 按 下 式 计 算 得 到, 式 中 变 量 单 位 为 米 (m): 伪 距 改 正 数 = 几 何 距 离 计 算 值 - 观 测 值 GNSS 时 间 的 伪 距 观 测 值 伪 距 改 正 数 应 进 行 参 考 站 接 收 机 钟 差 改 正 卫 星 钟 差 和 卫 星 相 对 论 效 等 项 改 正, 但 不 进 行 t GD 改 正 多 路 径 误 差 残 差 应 在 多 路 径 误 差 标 识 中 反 映 出 来 电 文 类 型 22- 参 考 站 附 加 信 息 电 文 类 型 24 可 以 用 于 取 代 RTK 中 的 电 文 类 型 3 和 22, 通 过 引 入 ARP 很 好 的 解 决 了 天 线 校 准 问 题 电 文 类 型 22 即 将 停 用, 用 户 接 收 设 备 应 尽 量 使 用 电 文 类 型 电 文 格 式 电 文 类 型 22 用 于 提 供 参 考 站 信 息, 包 括 : 亚 毫 米 级 精 密 度 的 参 考 站 坐 标 改 正 数 ; 参 考 站 的 天 线 高, 用 户 使 用 此 信 息 可 以 进 行 天 线 高 实 时 改 正 电 文 类 型 22 应 与 电 文 类 型 3 或 32 联 合 使 用, 可 以 用 电 文 类 型 23 和 24 的 组 合 替 代 电 文 类 型 和 32 的 组 合 电 文 类 型 22 的 格 式 见 图 14, 其 内 容 见 表 32 40

50 L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-X) L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-Y) L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-Z) 第 3 字 卫 星 系 统 标 志 天 线 类 型 标 志 (AT) 天 线 参 考 点 标 志 (AP) 无 天 线 高 度 值 标 志 (NH) 保 留 天 线 高 度 值 第 4 字 MSB LSB L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-X) L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-Y) L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-Z) MSB LSB MSB LSB MSB LSB 图 14 电 文 类 型 22 的 格 式 第 5 字 L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 电 文 类 型 22 提 供 参 考 站 天 线 L1 相 位 中 心 在 ECEF 坐 标 系 下 的 改 正 数, 须 与 电 文 类 型 3 或 32 联 合 使 用 L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 电 文 类 型 22 提 供 参 考 站 天 线 L2 相 位 中 心 相 对 于 L1 相 位 中 心 的 坐 标 改 正 数, 须 与 电 文 类 型 3 或 32 联 合 使 用 天 线 高 度 值 电 文 类 型 22 提 供 参 考 站 天 线 L1 相 位 中 心 的 高 度 值, 通 常 为 正, 与 L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 的 分 辨 率 相 同 如 果 没 有 播 发 天 线 高 度 值 信 息, 则 无 天 线 高 度 值 标 志 (NH) 应 置 1, 且 此 字 段 用 交 替 的 1 和 0 进 行 填 充 电 文 类 型 22 的 使 用 根 据 电 文 头 中 数 据 字 数 N 的 取 值, 电 文 类 型 22 可 分 为 以 下 三 种 情 况 : a) 若 N=1, 表 明 电 文 中 没 有 提 供 天 线 高 度 值, 此 时 无 天 线 高 度 值 标 志 (NH) 应 置 1; b) 若 N=2, 表 明 电 文 中 只 有 天 线 L1 相 位 中 心 高 度 而 没 有 L2 的 信 息 ; c) 若 N=3, 表 明 电 文 中 同 时 提 供 天 线 L1 和 L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数, 使 用 时 应 分 别 加 上 电 文 类 型 3 或 32 的 参 考 站 天 线 相 位 中 心 的 ECEF 坐 标, 以 得 到 天 线 L1 相 位 中 心 ECEF 坐 标, 再 加 上 本 电 文 提 供 的 天 线 L2 相 位 中 心 改 正 数 后, 得 到 天 线 L2 相 位 中 心 高 度 41

51 参 数 比 特 数 表 32 电 文 类 型 22 的 内 容 比 例 因 子 和 单 位 L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-X) 8 1/256 cm -128/256cm~127/256cm L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-Y) 8 1/256 cm -128/256cm~127/256cm L1 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L1 ECEF DELTA-Z) 8 1/256 cm -128/256cm~127/256cm 保 留 1 卫 星 系 统 标 志 2 00=GPS 电 文 ;01=GLONASS 电 文 天 线 类 型 标 志 (AT) 1 0= 本 电 文 后 无 电 文 类 型 23;1= 本 电 文 后 有 电 文 类 型 23 见 天 线 参 考 点 标 志 (AP) 1 0= 本 电 文 后 无 电 文 类 型 24;1= 本 电 文 后 有 电 文 类 型 24 见 无 天 线 高 度 值 标 志 (NH) 1 0= 电 文 中 有 天 线 高 度 信 息 ;1= 电 文 中 无 天 线 高 度 信 息 天 线 高 度 值 18 1/256 cm 当 NH=0 时, 为 (0~ /256)cm; 当 NH=1 时, 填 充 L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-X) 8 1/16 cm -128/16 cm~127/16 cm L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-Y) 8 1/16 cm -128/16 cm~127/16 cm L2 相 位 中 心 坐 标 改 正 数 (L2 ECEF DELTA-Z) 8 1/16 cm -128/16 cm~127/16 cm 总 计 24,48,72 6 N a 见 注 :N= 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a N = 1,2 或 3 范 围 电 文 类 型 23- 参 考 站 天 线 类 型 信 息 电 文 格 式 电 文 类 型 23 提 供 参 考 站 天 线 类 型 信 息 电 文 类 型 23 的 格 式 见 图 15, 内 容 见 表 33 电 文 类 型 23 中 的 天 线 标 识 符 和 天 线 序 列 号 的 长 度 分 别 由 电 文 中 的 天 线 标 识 符 字 数 (NAD) 和 天 线 序 列 号 字 数 (NAS) 给 出, 因 此 电 文 中 除 前 2 个 电 文 字 ( 第 3 字 和 第 4 字 ) 格 式 固 定 外, 其 余 部 分 格 式 并 不 固 定, 用 户 使 用 时 应 予 注 意 天 线 标 识 符 (AD) 电 文 类 型 23 中 的 天 线 标 识 符 采 用 IGS 天 线 命 名 方 法, 每 种 高 精 度 测 量 类 天 线 都 有 唯 一 的 标 识 符 IGS 中 天 线 标 识 符 字 符 数 限 制 为 20, 电 文 类 型 23 则 允 许 更 多 字 符, 以 备 未 来 使 用 配 置 号 参 考 站 的 运 营 者 应 使 用 配 置 号 标 识 参 考 站 接 收 机 和 天 线 的 组 合 方 法 配 置 号 为 零 表 示 应 采 用 标 准 检 校 模 型 进 行 天 线 校 正, 非 零 表 示 应 采 用 非 标 准 模 型 进 行 天 线 校 正 每 当 参 考 站 出 现 可 影 响 天 线 相 位 中 心 高 度 值 的 变 化 时, 应 将 电 文 中 的 配 置 号 递 增 如 果 配 置 号 发 生 变 化, 则 意 味 着 参 考 站 天 线 相 位 中 心 高 度 可 能 发 生 变 化, 用 户 与 参 考 站 的 运 营 者 应 42

52 一 起 检 查 当 前 所 使 用 的 天 线 相 位 中 心 改 正 数 是 否 有 效, 运 营 者 应 尽 可 能 详 细 地 向 用 户 提 供 有 关 信 息 保 留 参 考 站 ARP 参 数 标 志 (AR) 序 列 号 标 志 (SF) 天 线 标 识 符 字 符 数 (NAD) 天 线 标 识 符 [1] (AD[1]) 天 线 标 识 符 [2] (AD[2]) 第 3 字 天 线 标 识 符 [3] (AD[3]) 天 线 标 识 符 [4] (AD[4]) 天 线 标 识 符 [ ] (AD[ ]) 第 4 字 天 线 标 识 符 [NAD] AD[NAD] 配 置 号 保 留 天 线 序 列 号 字 符 数 (NAS) 天 线 序 列 号 [1] (AS[1]) 天 线 序 列 号 [2] (AS[2]) 天 线 序 列 号 [3] (AS[3]) 天 线 序 列 号 [ ] 天 线 序 列 号 [NAS] (AS[ ]) 填 充 (AS[NAS]) 图 15 电 文 类 型 23 的 格 式 表 33 电 文 类 型 23 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 保 留 1 0 参 考 站 ARP 参 数 标 志 (AR) 1 0= 本 电 文 后 无 电 文 类 型 24; 1= 本 电 文 后 有 电 文 类 型 24 序 列 号 标 志 (SF) 1 0= 电 文 中 无 天 线 序 列 号 ; 1= 电 文 中 有 天 线 序 列 号 天 线 标 识 符 字 符 数 (NAD) 5 1 0~31 天 线 标 识 符 (AD) 8 NAD 8bit ASCII 字 符 配 置 号 8 1 0= 标 准 IGS 模 式 ; a 1= 特 定 配 置 号 保 留 3 天 线 序 列 号 字 符 数 (NAS) 5 1 0~31 天 线 序 列 号 (AS) 8 NAS 8bit ASCII 字 符 填 充 总 计 32+8 (NAD+NAS) 6 N 见

53 注 1:NAD= 天 线 标 识 符 字 符 数 注 2:NAS= 天 线 序 列 号 字 符 数 注 3:N= 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a 用 户 应 向 参 考 站 的 运 营 者 咨 询 非 零 配 置 号 的 含 义 表 33 电 文 类 型 23 的 内 容 ( 续 ) 天 线 序 列 号 (AS) 天 线 序 列 号 是 由 天 线 生 产 厂 商 提 供 的 唯 一 号 码 序 列 号 应 与 天 线 标 识 符 不 同, 以 免 用 户 使 用 中 发 生 混 淆 填 充 用 于 电 文 末 尾, 必 要 时 由 交 替 的 1 和 0 组 成 的 8bit 字 节 填 空, 字 节 数 从 0 到 2 当 电 文 中 没 有 天 线 序 列 号 记 录 又 需 要 填 空 时, 填 充 字 节 就 紧 接 着 配 置 号, 如 果 电 文 中 有 天 线 序 列 号 记 录 且 需 要 填 空 时, 填 充 字 节 则 紧 接 天 线 序 列 号 电 文 类 型 24- 参 考 站 天 线 参 考 点 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 24 可 用 来 取 代 电 文 类 型 3 和 22 的 组 合, 解 决 天 线 相 位 中 心 受 天 线 校 准 方 法 影 响, 空 间 位 置 不 唯 一 的 问 题 电 文 类 型 3 和 22 的 组 合 用 于 标 识 出 参 考 站 天 线 的 物 理 特 性, 用 户 借 此 可 重 建 参 考 站 天 线 相 位 中 心 坐 标 但 由 于 天 线 相 位 中 心 空 间 位 置 取 决 于 校 准 过 程 中 所 使 用 的 天 线 校 准 方 法, 其 数 值 并 不 唯 一, 即 使 是 相 同 的 天 线, 在 使 用 不 同 的 校 准 方 法 时, 天 线 相 位 中 心 位 置 也 会 不 同 电 文 类 型 24 利 用 天 线 参 考 点 (ARP) 来 标 识 天 线 高 度 电 文 类 型 24 格 式 见 图 16, 内 容 见 表 34 44

54 MSB 天 线 ARP 坐 标 (ECEF X) ( 高 位 24bit) 卫 星 系 统 标 志 LSB 第 3 字 天 线 ARP 坐 标 (ECEF X) ( 低 位 14bit) 保 留 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Y) ( 高 位 8bit) MSB LSB MSB LSB 第 4 字 MSB 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Y) ( 中 间 24bit) LSB 第 5 字 天 线 ARP 坐 标 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Z) (ECEF Y) 保 留 ( 高 位 16bit) ( 低 位 6bit) MSB LSB MSB LSB 卫 星 系 统 标 志 ( 低 位 ) 天 线 高 信 息 标 志 (AH) 第 6 字 MSB 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Z) ( 低 位 22bit) LSB 第 7 字 卫 星 系 统 标 志 ( 高 位 ) MSB 天 线 高 度 值 保 留 LSB 第 8 字 图 16 电 文 类 型 24 的 格 式 表 34 电 文 类 型 24 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 天 线 ARP 坐 标 (ECEF X) m ( m~ m) a 保 留 2 00 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Y) m ( m~ m) a 保 留 2 00 天 线 ARP 坐 标 (ECEF Z) m ( m~ m) a 保 留 1 0 天 线 高 信 息 标 志 (AH ) 1 0= 电 文 中 未 提 供 天 线 高 信 息 ; 1= 电 文 中 提 供 天 线 高 信 息 天 线 高 m 当 AH=0 时, 无 此 记 录 ; 当 AH=1 时,0m~ m 保 留 b 总 计 a b 以 二 进 制 补 码 方 法 表 示 保 留 区 的 比 特 位 置 0 当 AH=0 时,120bit 当 AH=1 时,144bit 6 6(AH = 0) 6 7(AH = 1) 见

55 天 线 ARP 坐 标 电 文 类 型 24 中 的 天 线 ARP 坐 标 给 出 参 考 站 天 线 ARP 在 GNSS 坐 标 系 下 的 ECEF 坐 标, 注 意 不 能 采 用 本 地 基 准 坐 标, 该 数 值 以 二 进 制 补 码 表 示, 数 值 可 正 可 负 天 线 参 考 点 (ARP) 指 的 是 天 线 上 的 一 个 物 理 点, 一 般 位 于 天 线 安 装 面 的 底 部 天 线 高 信 息 标 志 (AH) 电 文 类 型 24 中 的 天 线 高 信 息 标 志 (AH) 用 于 标 识 电 文 中 是 否 含 有 天 线 高 度 值 记 录 当 AH=0 时, 表 示 电 文 中 无 天 线 高 度 值 记 录, 此 时 电 文 中 数 据 字 数 为 7; 当 AH=1 时, 表 示 电 文 中 有 天 线 高 度 值 记 录, 此 时 电 文 中 数 据 字 数 为 保 留 电 文 类 型 24 的 保 留 区 是 为 向 后 兼 容 使 用, 在 电 文 格 式 和 内 容 未 固 定 前, 应 全 部 置 零 电 文 类 型 24 的 使 用 电 文 类 型 24 不 能 与 电 文 类 型 3 和 22 混 合 使 用 如 果 用 户 同 时 接 收 到 电 文 类 型 24 电 文 类 型 3 和 22, 一 旦 决 定 使 用 电 文 24, 则 应 忽 略 电 文 类 型 3 和 22 的 信 息 为 提 供 完 整 的 天 线 相 位 信 息, 电 文 类 型 24 应 与 23 一 起 播 发 和 使 用 对 于 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站, 应 分 别 播 发 含 GPS 坐 标 的 电 文 和 含 有 GLONASS 坐 标 的 电 文 基 于 本 标 准 的 RTK 应 用 应 尽 量 使 用 电 文 类 型 24 和 23 为 了 保 持 向 前 兼 容 性, 也 可 在 一 定 程 度 上 播 发 电 文 类 型 3 和 电 文 类 型 25~26 本 标 准 未 对 电 文 类 型 25 和 26 进 行 定 义, 留 待 今 后 或 根 据 需 求 使 用 电 文 类 型 27-DGNSS 信 标 台 扩 充 信 息 电 文 格 式 电 文 类 型 27 用 于 提 供 DGNSS 信 标 台 位 置 频 率 工 作 状 态 及 其 名 称 等 信 息, 又 称 DGNSS 信 标 台 扩 充 历 书 电 文 每 个 信 标 台 中 可 安 置 两 个 互 为 备 份 的 参 考 站 与 电 文 类 型 7 不 同 的 是 : 本 电 文 用 参 考 站 ID 代 替 广 播 站 ID 电 文 类 型 27 的 格 式 见 图 17, 内 容 见 表 35 46

56 位 置 数 据 - 经 度 位 置 数 据 - 纬 度 ( 高 位 8bit) MSB LSB MSB LSB 第 3,9,15, 等 字 位 置 数 据 - 经 度 ( 低 位 8bit) 播 发 频 率 第 一 个 参 考 站 ID ( 高 位 6bit) LSB MSB LSB MSB LSB 广 播 编 码 方 式 (BC) 基 准 标 志 (DAT) 保 留 (R) 第 4,10,16, 等 字 播 发 频 率 信 标 台 第 二 个 参 考 站 ID ( 低 位 6bit) 状 态 LSB MSB LSB 信 标 台 比 特 率 第 5,11,17 等 字 信 标 台 名 称 ( 字 符 1) 信 标 台 名 称 ( 字 符 2) 信 标 台 名 称 ( 字 符 3) 第 6,12,18 等 字 信 标 台 名 称 ( 字 符 4) 信 标 台 名 称 ( 字 符 5) 信 标 台 名 称 ( 字 符 6) 第 7,13,19 等 字 信 标 台 名 称 ( 字 符 7) 信 标 台 名 称 ( 字 符 8) 信 标 台 名 称 ( 字 符 9) 第 8,14,20 等 字 图 17 电 文 类 型 27 的 格 式 表 35 电 文 类 型 27 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 位 置 数 据 - 纬 度 (-90 ~90 ) a,b 位 置 数 据 - 经 度 (-180 ~180 ) a,b 第 一 个 参 考 站 ~1023 ID 播 发 频 率 Hz 190kHz~595kHz c 信 标 台 状 态 2 00= 全 部 参 考 站 工 作 正 常 ;01= 测 试 模 式 ; 10= 无 有 效 信 息 ;11= 没 有 工 作 第 二 个 参 考 站 ID ~1023 见 信 标 台 比 特 率 3 000=25bps;001=50bps;010=100bps; 011=200bps;100~111= 保 留 基 准 标 志 0= 全 球 基 准 ; 1 (DAT) 1= 本 地 基 准 保 留 (R) 1 设 置 为 1 广 播 编 码 方 式 (BC) 1 0= 无 附 加 编 码 ;1=FEC 编 码 47

57 参 数 完 整 性 模 式 (IM) 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 2 星 座 标 识 7 表 35 电 文 类 型 27 的 内 容 ( 续 ) 信 标 台 名 称 63 9 个 7bit 的 ASCII 字 符 d 总 计 144 Nb 36 Nb 见 注 :N b = 电 文 中 信 标 台 的 数 量 范 围 及 说 明 00 = 仅 预 播 发 完 整 性 监 测 模 式 ; 01 = 仅 后 播 发 完 整 性 监 测 模 式 ; 10 = 预 播 发 完 整 性 监 测 模 式 和 后 播 发 完 整 性 监 测 模 式 ; 11 = 保 留 每 一 个 比 特 代 表 不 同 的 卫 星 星 座 一 个 比 特 确 定 标 识 相 关 的 参 考 站 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 0=GPS;1= Galileo;2=GLONASS;3= SBAS;4=QZSS;5=BDS;6~7= 空 余 a + 表 示 北 纬 或 东 经, - 表 示 南 纬 或 西 经 b 以 二 进 制 补 码 表 示 c 全 0 表 示 190kHz, 全 1 表 示 599.5kHz d 由 8 bitascii 码 去 掉 最 高 位 得 到 信 标 台 名 称 应 符 合 IALA 的 规 定, 见 位 置 数 据 - 纬 度 和 经 度 电 文 类 型 27 以 二 进 制 补 码 方 式 提 供 信 标 台 的 纬 度 和 经 度 信 息, 其 精 度 在 纬 度 方 向 为 0.3km, 在 经 度 方 向 为 0.6km, 用 户 可 以 此 确 定 下 一 个 最 近 的 信 标 台 或 参 考 站 参 考 站 ID 电 文 类 型 27 可 以 给 出 两 个 参 考 站 ID 如 果 电 文 中 只 有 1 个 参 考 站, 则 应 将 第 二 个 参 考 站 ID 设 置 为 与 第 一 个 参 考 站 ID 相 同 参 考 站 ID 的 范 围 是 0~1023, 由 IALA 给 出, 各 信 标 台 参 考 站 ID 可 以 访 问 IALA 网 站 播 发 频 率 信 标 台 数 据 广 播 的 工 作 频 率, 应 符 合 国 际 航 海 航 空 等 组 织 的 有 关 规 定 信 标 台 状 态 标 识 信 标 台 的 健 康 状 态, 共 四 种 : 全 部 参 考 站 工 作 正 常 测 试 模 式 无 有 效 信 息 和 没 有 工 作, 用 户 根 据 此 状 态 信 息 决 定 是 否 采 用 该 信 标 台 数 据 基 准 标 志 (DAT) 本 电 文 中 应 用 基 准 标 志 标 识 出 参 考 站 的 坐 标 基 准, 可 以 选 择 ITRF 或 本 地 基 准 如 果 本 地 基 准 与 ITRF 基 准 差 异 很 小, 则 可 将 此 标 志 置 为 广 播 编 码 方 式 (BC) 表 示 信 标 台 数 据 广 播 是 否 采 用 了 FEC 纠 错 编 码 完 整 性 模 式 (IM) 电 文 类 型 27 的 IM 字 段 用 来 提 高 站 间 的 转 换 效 果, 方 法 是 引 入 另 一 套 完 整 性 检 测 标 准 48

58 此 字 段 是 用 于 标 识 广 播 差 分 信 息 的 参 考 站 所 用 的 完 备 性 检 测 方 法, 包 括 广 播 后 完 备 性 检 测 和 广 播 前 完 备 性 检 测 在 广 播 后 完 备 性 监 测 模 式 下, 完 备 性 监 测 站 与 最 终 用 户 使 用 同 一 传 输 通 道, 在 完 备 性 监 测 站 完 成 数 据 监 测 并 向 参 考 站 回 报 完 整 性 报 告 之 前, 终 端 用 户 将 获 取 改 正 数 据 信 息 检 测 出 的 任 何 错 误 将 在 后 续 广 播 数 据 中 予 以 指 出 在 广 播 前 完 备 性 检 测 模 式 下, 参 考 站 通 过 与 最 终 用 户 不 同 的 另 一 传 输 通 道 向 完 备 性 检 测 站 提 供 改 正 数 据, 这 样, 在 参 考 站 向 用 户 广 播 实 际 改 正 数 据 前, 完 备 性 监 测 站 可 以 进 行 数 据 检 测 并 将 结 果 回 报 给 参 考 站 广 播 后 完 备 性 检 测 模 式 常 用 于 验 证 传 输 数 据 链 ( 如 激 励 器 / 发 射 机 的 可 用 性 ), 因 此 广 播 前 完 备 性 检 测 和 广 播 后 完 备 性 检 测 通 常 一 起 部 署 信 标 台 名 称 本 电 文 中 的 信 标 台 名 称 长 度 应 在 9 个 字 符 以 内, 并 与 IALA 列 表 中 的 简 明 格 式 一 致 信 标 台 的 参 考 站 和 用 户 设 备 应 定 期 从 IALA 网 站 下 载 信 标 台 名 称 等 信 息 电 文 中 未 使 用 的 字 段 应 以 0 填 充 电 文 类 型 27 的 播 发 为 便 于 用 户 使 用 电 文 类 型 27, 信 标 台 应 联 网 工 作, 以 共 享 其 它 信 标 台 的 信 息 电 文 类 型 27 的 更 新 率 不 需 过 高, 对 于 海 上 服 务, 每 5 分 钟 更 新 一 次 即 可 一 般 情 况 下, 信 标 台 可 建 立 两 个 参 考 站, 在 第 一 个 站 出 问 题 时, 第 二 个 站 可 作 为 备 用 如 果 仅 有 一 个 参 考 站, 则 电 文 类 型 27 中 的 第 二 个 参 考 站 ID 应 与 第 一 个 参 考 站 ID 一 致 电 文 类 型 28~30 电 文 类 型 28 到 30 为 今 后 使 用 预 留 电 文 类 型 31- 差 分 GLONASS 改 正 数 电 文 格 式 电 文 类 型 设 计 为 GLONASS M 之 前 的 卫 星 使 用, 由 于 目 前 没 有 非 GLONASS-M 卫 星 运 行, 因 此 该 电 文 停 止 使 用 电 文 类 型 31 用 于 播 发 GLONASS 差 分 改 正 数, 格 式 暂 定 电 文 类 型 31 的 格 式 见 图 36, 内 容 见 表 在 导 航 电 文 更 新 时,GLONASS 采 用 延 迟 96s 使 用 的 方 法 以 保 证 参 考 站 与 用 户 使 用 同 一 组 星 历, 因 此 GLONASS 无 需 使 用 DELTA 差 分 改 正 数 电 文 49

59 表 36 电 文 类 型 31 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 及 说 明 比 例 因 子 1 见 表 2 种 状 态 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 2 见 表 4 种 状 态 卫 星 号 5 1 1~32a 伪 距 改 正 数 (PRC) a,b 或 0.32m ( m~655.34m) 或 ( m~ m) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC)b,d 或 0.32m/s (-0.254m/s~0.254m/s) 或 (-4.064m/s~-4.064m/s) 变 化 位 (C) 1 见 和 日 时 (t k ) 7 30s 0s~119s e 总 计 40 N s 填 充 8 [N s mod 3] N 6 见 注 1:N s = 电 文 中 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a GLONASS 星 位 号, 全 零 (00000) 表 示 32 号 卫 星 b 以 二 进 制 补 码 表 示 c 二 进 制 数 ( ) 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 卫 星 d 二 进 制 数 ( ) 表 示 故 障, 用 户 应 立 即 停 止 使 用 此 电 文 e 整 小 时 开 始 的, 以 30s 为 单 位 的 时 间 计 数, 取 自 GLONASS 导 航 电 文 中 t k 的 低 7 位 50

60 比 例 因 子 UDRE 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 (PRC) 第 3,8,13,18 字 变 化 位 (C) 比 例 因 子 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 日 时 (t k ) UDRE 卫 星 ID 第 4,9,14,19 字 距 离 变 化 率 改 正 数 伪 距 改 正 数 (PRC) 第 5,10,15,20 字 (RRC) 变 化 位 (C) 比 例 因 子 日 时 (t k ) UDRE 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 (PRC) ( 高 位 8bit) 第 6,11,16,21 字 变 化 位 (C) 伪 距 改 正 数 (PRC) ( 低 位 8bit) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 日 时 (t k ) 第 7,12,17,22 字 交 换 位 (C) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 日 时 (t k ) 填 充 第 (N s +2) 字, N s =1,4,7,10 变 化 位 (C) 日 时 (t k ) 填 充 第 (N s +2) 字, N s =2,5,8,11 N s 电 文 中 的 卫 星 数 图 18 电 文 类 型 31 的 格 式 伪 距 改 正 数 (PRC) 参 考 时 刻 t 0 的 伪 距 改 正 数 (PRC)( 以 下 记 为 PRC(t 0 )) 是 计 算 的 几 何 距 离 与 改 正 后 的 伪 距 观 测 值 差 值,t 0 为 电 文 头 中 的 改 进 Z 计 数 ( 见 ) 改 正 后 的 伪 距 观 测 值 是 原 始 伪 距 观 测 值 消 除 以 下 影 响 后 得 到 的 : a) 以 米 为 单 位 的 接 收 机 钟 差 ; b) t GD, 即 卫 星 L1 和 L2 信 号 的 群 延 迟 差 ; c) 以 米 为 单 位 的 卫 星 钟 差 ; d) 以 米 为 单 位 的 卫 星 相 对 论 影 响 改 正 参 考 站 在 计 算 差 分 改 正 数 时, 应 消 除 多 路 径 对 PRC(t 0 ) 的 影 响, 但 不 进 行 电 离 层 和 对 流 层 延 迟 的 模 型 改 正 受 龄 期 影 响, 伪 距 改 正 数 PRC(t 0 ) 会 逐 渐 老 化, 因 此 参 考 站 发 送 该 数 据 时 应 及 时 更 新, 用 户 也 51

61 应 及 时 接 收 并 更 新 该 数 值 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC) 用 于 对 伪 距 改 正 数 的 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 RRC 可 用 于 改 正 用 户 的 速 度, 但 不 能 将 RRC 作 为 载 波 相 位 改 正 数 使 用, 载 波 相 位 观 测 值 只 能 用 电 文 类 型 18 或 20 中 的 参 数 进 行 改 正 比 例 因 子 计 算 伪 距 改 正 数 PRC(t 0 ) 和 距 离 变 化 率 改 正 数 RRC 时, 应 乘 以 由 该 比 例 因 子 确 定 的 系 数, 见 表 37 一 般 应 选 择 较 小 的 比 例 因 子, 以 保 证 改 正 数 有 较 高 的 精 度, 必 要 时 也 可 用 较 大 的 比 例 因 子, 以 增 加 改 正 数 的 表 示 范 围 表 37 电 文 类 型 31 的 比 例 因 子 代 码 伪 距 改 正 数 (PRC)m 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC)m/s UDRE UDRE 是 参 考 站 伪 距 观 测 值 误 差 的 估 计 值 (1 倍 中 误 差 ), 其 中 包 含 了 多 路 径 信 噪 比 和 其 它 的 影 响, 见 表 38 表 2) 用 户 计 算 UDRE 时 应 使 用 表 的 上 限, 并 乘 以 电 文 头 中 参 考 站 健 康 状 态 标 志 中 的 UDRE 比 例 因 子 ( 见 表 38 电 文 类 型 31 的 用 户 差 分 距 离 误 差 (UDRE) 代 码 十 进 制 数 值 UDRE 范 围 (m) >1 且 >4 且 > 变 化 位 (C) 电 文 类 型 31 中 的 变 化 位 (C) 用 于 标 识 用 于 伪 距 改 正 数 计 算 的 GLONASS 星 历 是 否 发 生 变 化, 状 态 与 t k 相 关, 见 日 时 (tk) GLONASS 没 有 使 用 GPS 的 方 法 标 识 导 航 电 文 龄 期, 电 文 类 型 31 的 日 时 (t k ) 是 GLONASS 卫 星 导 航 电 文 中 t k 参 数 的 7 位 最 低 有 效 位 GLONASS 卫 星 导 航 电 文 中 的 t k 参 数 包 括 5bit 的 日 小 时 数 6bit 的 小 时 内 分 钟 数 和 1bit 的 秒 标 识 符, 秒 标 识 符 为 0 表 示 整 分 钟, 为 1 表 示 第 30 秒 电 文 类 型 31 中 的 日 时 (t k ) 仅 包 含 6bit 的 小 时 内 分 钟 数 和 1bit 的 秒 标 识 符 用 户 可 将 差 分 电 文 中 的 t k 与 所 用 的 GLONASS 卫 星 导 航 电 文 中 的 t k 进 行 比 较, 以 确 定 用 户 是 否 与 参 考 站 使 用 同 一 组 轨 道 和 时 钟 参 数 52

62 如 果 导 航 电 文 未 发 生 变 化, 参 考 站 应 一 直 广 播 最 近 导 航 电 文 中 的 t k 参 数 如 果 检 测 到 导 航 电 文 发 生 变 化, 参 考 站 应 在 96s 时 间 内 继 续 基 于 前 一 组 导 航 电 文 计 算 改 正 数 并 播 发 前 一 组 导 航 电 文 中 的 t k 参 数 填 充 字 段 电 文 类 型 31 应 包 含 参 考 站 上 所 有 可 见 的 Ns 颗 卫 星 的 改 正 数, 由 于 每 颗 卫 星 的 数 据 需 要 40bit, 并 非 30bit 的 整 数 倍, 因 此 如 果 Ns 不 是 3 的 倍 数, 则 在 每 帧 电 文 最 后 应 增 加 8bit 或 16bit 的 填 充 字 段, 以 达 到 30bit 字 的 边 界 填 充 字 段 应 由 交 替 的 1 和 0 组 成, 以 区 别 于 电 文 头 前 缀 电 文 类 型 31 的 差 分 改 正 计 算 在 GLONASS 时 间 t 时, 某 颗 卫 星 的 伪 距 改 正 数 PRC(t) 应 按 下 式 计 算 : PRC(t)=PRC(t 0 )+RRC (t-t 0 ) (8) 式 中 : PRC(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); PRC(t 0 ) 电 文 类 型 31 中 的 伪 距 改 正 数 (PRC), 单 位 为 米 (m); RRC 电 文 类 型 31 中 的 距 离 变 化 率 改 正 数 (RRC), 单 位 为 米 每 秒 (m/s); t 观 测 值 的 GLONASS 时 刻, 单 位 为 秒 (s); t 0 电 文 类 型 31 中 电 文 头 第 2 个 电 文 字 中 的 13bit 时 间 标 识, 单 位 为 秒 (s) 用 户 的 伪 距 观 测 值 PRM(t) 加 上 改 正 数 后 可 得 到 改 正 后 的 伪 距 值, 见 式 : PR(t)=PRM(t)+ PRC(t) (9) 式 中 : PR(t) 改 正 后 的 伪 距 观 测 值, 单 位 为 米 (m); PRM(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 观 测 值, 单 位 为 米 (m); PRC(t) 用 户 在 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m) 式 (8) 和 式 (9) 计 算 时 应 注 意 比 例 因 子 的 使 用, 见 表 对 每 颗 卫 星 都 按 照 式 (8) 和 式 (9) 进 行 计 算, 完 成 伪 距 改 正 处 理 后, 即 可 进 入 后 续 的 定 位 及 导 航 计 算 电 文 类 型 31 中 伪 距 改 正 数 的 使 用 规 则 由 于 GLONASS 会 出 现 导 航 电 文 发 生 变 化 而 相 应 的 数 据 时 间 t b 却 无 改 变 的 情 况, 在 使 用 参 考 站 改 正 数 之 前, 应 比 较 导 航 电 文 的 时 间 t b 和 差 分 电 文 数 据 中 t k 的 一 致 性 建 议 参 考 站 和 用 户 接 收 机 遵 守 以 下 规 则 : a) 探 测 到 星 历 变 化 时, 参 考 站 应 延 迟 96s 产 生 新 的 改 正 数, 但 应 该 继 续 发 布 基 于 前 一 组 星 历 计 算 的 改 正 数, 以 及 相 应 的 时 间 t k 下 一 个 96s 周 期, 参 考 站 应 基 于 新 星 历 计 算 改 正 数 并 改 变 变 化 位 (C) 的 值, 并 将 电 文 类 型 31 中 的 日 时 设 定 为 新 星 历 的 t k 在 没 有 基 于 新 星 历 计 算 改 正 数 前, 应 将 变 化 位 (C) 置 为 1; 一 旦 基 于 新 星 历 计 算 改 正 数, 则 变 化 位 (C) 应 置 为 0; b) 若 探 测 到 导 航 电 文 变 化 而 t b 无 变 化 时, 应 按 规 则 1 继 续 基 于 旧 星 历 计 算 改 正 数, 并 将 t k 值 设 53

63 定 为 前 一 组 星 历 的 最 后 值, 直 到 96s 结 束 在 96s 的 结 尾, 参 考 站 应 基 于 新 星 历 计 算 改 正 数 并 改 变 变 化 位 (C), 将 电 文 类 型 31 中 的 日 时 设 定 为 新 星 历 的 t k 变 化 位 (C) 操 作 与 a) 一 致 ; c) 若 第 二 次 探 测 到 导 航 电 文 变 化 而 t b 无 变 化, 参 考 站 应 按 b) 对 变 化 位 (C) 进 行 操 作, 改 正 数 的 计 算 以 及 电 文 类 型 31 中 日 时 的 设 定 与 b) 相 同 ; d) 如 果 导 航 电 文 中 的 某 段 数 据 不 能 通 过 奇 偶, 则 参 考 站 应 基 于 先 前 的 星 历 计 算 改 正 数, 并 采 用 原 导 航 电 文 的 t k 值 一 旦 参 考 站 停 止 跟 踪 某 颗 卫 星, 则 应 停 止 广 播 该 卫 星 的 改 正 数 据 建 议 参 考 站 利 用 停 止 广 播 卫 星 改 正 数 的 方 法 来 限 制 改 正 数 据 的 龄 期 ; e) 为 以 保 证 用 户 在 开 始 工 作 开 始 接 收 参 考 站 差 分 数 据 以 及 在 卫 星 信 号 或 差 分 数 据 发 生 了 丢 失 或 中 断 时, 可 以 充 分 有 效 和 正 确 地 使 用 改 正 数 据, 用 户 应 对 导 航 电 文 中 的 每 条 星 历 进 行 解 码 并 探 测 星 历 的 变 化, 在 接 收 并 存 储 新 星 历 数 据 之 前, 应 连 续 接 收 两 组 星 历 电 文, 并 按 以 下 方 法 判 断 使 用 何 组 星 历 电 文 : 1) 参 考 站 接 收 新 的 导 航 电 文 后, 延 迟 96s 使 用, 此 期 间 用 户 应 继 续 使 用 旧 有 星 历 及 其 t k 进 行 差 分 改 正 计 算 当 参 考 站 差 分 电 文 将 t k 值 改 变 为 新 星 历 t k 时, 用 户 则 采 用 新 星 历 进 行 差 分 改 正 计 算 ; 2) 如 果 导 航 电 文 的 变 化 与 t b 的 变 化 同 步, 用 户 则 采 用 旧 有 星 历 进 行 计 算 当 参 考 站 差 分 电 文 的 t k 与 新 星 历 的 t k 相 同 时, 用 户 才 使 用 新 星 历 进 行 差 分 计 算 ; 3) 在 参 考 站 丢 失 某 些 卫 星 的 导 航 电 文 但 仍 保 持 对 该 卫 星 的 跟 踪 时, 则 使 用 新 的 观 测 值 旧 有 的 星 历 及 旧 有 星 历 的 t k 计 算 改 正 数 此 时, 用 户 使 用 新 的 改 正 数 与 参 考 站 差 分 电 文 t k 相 应 的 星 历 进 行 差 分 计 算 ; 4) 在 用 户 丢 失 了 某 些 卫 星 的 导 航 时, 如 果 差 分 电 文 中 的 变 化 位 (C) 值 与 先 前 值 相 同, 用 户 则 使 用 新 的 参 考 站 改 正 数 据 如 果 差 分 电 文 中 的 变 化 位 (C) 值 发 生 了 变 化, 用 户 则 在 获 得 与 参 考 站 差 分 电 文 中 的 t k 相 匹 配 的 导 航 电 文 之 前 使 用 先 前 的 参 考 站 改 正 数 据 ; 5) 用 户 开 始 工 作 时, 在 使 用 参 考 站 改 正 数 之 前 采 集 卫 星 导 航 电 文 及 其 相 应 的 t k 值, 并 检 查 改 正 参 考 站 差 分 电 文 中 的 t k 值 是 否 与 其 一 致 在 采 集 到 与 最 后 几 条 参 考 站 差 分 电 文 中 的 t k 值 相 匹 配 的 卫 星 导 航 电 文 之 前, 用 户 不 使 用 该 参 考 站 的 差 分 电 文 电 文 类 型 32-GLONASS 参 考 站 参 数 电 文 格 式 电 文 类 型 32 包 含 GLONASS 的 参 考 站 信 息, 格 式 暂 定 电 文 类 型 32 的 格 式 见 图 19, 内 容 见 表 39 54

64 MSB ECEF X- 坐 标 ( 高 位 24bit) 第 3 字 ECEF X- 坐 标 ( 低 位 8bit) LSB MSB ECEF Y- 坐 标 ( 高 位 16bit) 第 4 字 ECEF Y- 坐 标 ( 低 位 16bit) LSB MSB ECEF Z- 坐 标 ( 高 位 8bit) 第 5 字 ECEF Z- 坐 标 ( 低 位 24bit) LSB 第 6 字 图 19 电 文 类 型 32 的 格 式 表 39 电 文 类 型 32 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 ECEF X- 坐 标 m ( m~ m) a ECEF Y- 坐 标 m ( m~ m) a ECEF Z- 坐 标 m ( m~ m) a 24 见 a 以 二 进 制 补 码 方 式 表 示 电 文 类 型 32 的 坐 标 基 准 电 文 类 型 32 中 的 参 考 站 坐 标 基 准 应 采 用 PZ-90.02, 与 ITRF 相 差 不 超 过 50cm 若 使 用 非 ITRF 基 准, 则 应 持 续 播 发 电 文 类 型 4 为 避 免 用 户 使 用 错 误 的 基 准 数 据, 建 议 电 文 类 型 32 和 电 文 类 型 4 联 合 播 发 电 文 类 型 33-GLONASS 星 座 健 康 状 态 电 文 格 式 电 文 类 型 43 包 含 电 文 类 型 33 的 基 本 信 息, 因 此 该 电 文 即 将 停 止 使 用 电 文 类 型 33 提 供 GLONASS 星 座 健 康 状 态, 格 式 见 图 20, 内 容 见 表 40 55

65 保 留 t b 链 数 据 健 康 健 康 使 能 新 导 航 数 据 卫 星 丢 失 警 告 卫 星 ID 保 留 0 0 载 噪 比 (C/No) 到 非 健 康 状 态 的 时 间 保 留 第 (2+N s ) 字 N s 电 文 中 的 卫 星 数 参 数 比 特 数 图 20 电 文 类 型 33 的 格 式 表 40 电 文 类 型 33 的 内 容 保 留 1 保 留 位, 为 编 号 超 过 32 的 GLONASS 卫 星 使 用 卫 星 ID 5 范 围 1~32 a t b 链 1 0= 改 正 数 计 算 是 基 于 当 前 星 历 ; 1= 改 正 数 计 算 不 是 基 于 当 前 星 历, 且 星 历 发 生 变 化 而 t b 没 有 改 变 数 据 健 康 1 0= 工 作 健 康 ; 1= 参 考 站 认 定 该 卫 星 处 于 非 健 康 状 态, 即 使 导 航 电 文 中 健 康 状 态 为 健 康 保 留 2 以 00 填 充 信 噪 比 (C/No) 5 卫 星 信 号 信 噪 比 比 例 因 子 为 1dBHz, 范 围 从 25 dbhz -55 dbhz, 第 15 位 是 LSB 00000= 未 跟 踪 此 卫 星 ;00001=25 dbhz;11111= 55 dbhz 健 康 使 能 1 0= 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 1 0= 参 考 站 未 获 取 新 的 导 航 电 文 ; 1= 参 考 站 获 取 了 新 的 导 航 电 文, 并 用 于 计 算 伪 距 改 正 数 卫 星 丢 失 报 警 1 0= 卫 星 状 态 无 变 化 ; 1= 某 段 时 间 后 卫 星 状 态 将 从 健 康 改 变 为 非 健 康, 紧 接 的 4bit 给 出 此 段 时 间 长 度 表 示 到 卫 星 状 态 发 生 改 变 的 预 计 时 间 长 度, 比 例 因 子 为 5min, 范 围 是 0min~75min, 第 到 非 健 康 状 态 的 时 4 22 位 为 LSB 间 0000= 卫 星 状 态 马 上 要 变 为 非 健 康 ;1111= 卫 星 状 态 将 在 75min 后 改 变 为 非 健 康 保 留 2 00 总 计 40 N s 见 注 1:N s = 电 文 中 包 含 的 卫 星 数 注 2:N = 电 文 中 包 含 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a GLONASS 星 位 号, 全 零 (00000) 表 示 第 32 号 卫 星 说 明 电 文 类 型 34-GLONASS 部 分 改 正 数 或 空 帧 电 文 格 式 电 文 类 型 42 更 加 简 洁 且 兼 容 性 更 高, 因 此 建 议 使 用 电 文 类 型 42 代 替 电 文 类 型 34 电 文 类 型 34 可 分 为 以 下 两 种 格 式, 分 别 用 于 不 同 目 的 : a) 数 据 字 数 N>1 时, 是 部 分 改 正 数 电 文, 用 于 广 播 首 选 卫 星 组 的 差 分 改 正 数, 电 文 格 式 与 电 文 类 型 31 相 同, 见 与 电 文 类 型 31 不 同 的 是, 电 文 类 型 34 仅 包 含 首 选 卫 星 组 的 改 正 数 据, 而 并 不 是 参 考 站 所 有 可 见 卫 星 的 改 正 数 据 使 用 电 文 类 型 34, 参 考 站 时 钟 的 稳 定 度 应 较 56

66 高 采 用 电 文 类 型 34 的 优 点 在 于 : 数 据 延 迟 小 于 电 文 类 型 31; 对 数 据 链 的 传 输 速 度 要 求 较 低, 可 在 信 标 台 等 低 速 数 据 链 上 使 用 为 确 保 所 有 用 户 都 对 新 的 t b 及 其 相 关 的 星 历 进 行 了 解 码, 参 考 站 应 延 迟 96s 使 用 基 于 t b 的 改 正 数 来 生 成 电 文 类 型 34; b) 数 据 字 数 N 1 时, 为 空 帧, 用 于 参 考 站 和 用 户 的 电 文 同 步 或 其 它 目 的 电 文 中 不 包 含 任 何 参 数, 数 据 字 数 N=0 或 N=1,N 的 取 值 取 决 于 电 文 同 步 时 所 需 电 文 字 数 量 的 奇 偶 性 当 N=1 时, 应 用 交 替 的 1 和 0 填 充 数 据 字 的 前 24bit 电 文 类 型 35-GLONASS 信 标 台 信 息 电 文 格 式 建 议 采 用 电 文 类 型 27, 本 电 文 即 将 停 止 使 用 电 文 类 型 25 提 供 DGLONASS 信 标 台 的 位 置 频 率 服 务 范 围 健 康 状 态 和 识 别 符 等 信 息, 又 称 DGLONASS 信 标 台 历 书 电 文 电 文 中 采 用 广 播 站 ID 进 行 信 标 台 的 识 别 电 文 类 型 35 的 格 式 见 图 21, 内 容 见 表 41 每 个 信 标 台 共 三 个 电 文 字 MSB 位 置 数 据 - 纬 度 LSB MSB 位 置 数 据 - 经 度 ( 高 位 8bit) 第 (3 N b ) 字 位 置 数 据 - 经 度 ( 低 位 8bit) LSB MSB 信 标 台 范 围 广 播 频 率 ( 高 位 6bit) LSB MSB 第 (3 N b +1) 字 调 制 方 式 (MOD) 同 步 方 式 (SYNC) 广 播 编 码 (CODE) 广 播 频 率 信 标 台 ( 低 位 6bit) 状 态 LSB 广 播 站 ID 比 特 率 第 (3 N b +2) 字 N b 电 文 中 的 信 标 台 数 量 图 21 电 文 类 型 35 的 格 式 57

67 表 41 电 文 类 型 35 的 内 容 参 数 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 范 围 位 置 数 据 - 经 度 o (-90 o ~90 o ) a,b 位 置 数 据 - 纬 度 o (-180 o ~180 o ) a,b 信 标 台 范 围 10 1km 0km~1023km 广 播 频 率 Hz 190kHz~599.5kHz 信 标 台 状 态 2 00= 工 作 正 常 ;01= 未 进 行 完 好 性 监 测 ; 10= 状 态 未 知 ;11= 不 要 使 用 广 播 站 ID ~1023 比 特 率 3 000= 25bps;001= 50bps;010=100bps;011=110bps; 100=150bps;101=200bps;110=250bps;111=300bps 调 制 方 式 (MOD) 1 0=MSK;1=FSK 同 步 方 式 (SYNC) 1 0= 异 步 ;1= 同 步 广 播 编 码 (CODE) 1 0= 未 编 码 ;1=FEC 编 码 总 共 N b 72 N 6 见 注 1:N b = 电 文 中 信 标 台 的 数 量 注 2:N = 电 文 中 包 含 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 a + 表 示 北 纬 或 东 经, - 表 示 南 纬 或 西 经 b 以 二 进 制 补 码 表 示 位 置 数 据 - 纬 度 和 经 度 电 文 类 型 35 以 二 进 制 补 码 方 式 提 供 信 标 台 的 纬 度 和 经 度 信 息, 分 辨 率 在 纬 度 方 向 约 0.3km, 经 度 方 向 约 0.6km 用 户 用 此 数 据 可 确 定 距 离 最 近 的 信 标 台 站 信 标 台 范 围 信 标 台 可 用 的 服 务 范 围, 由 信 标 台 自 行 设 定 广 播 频 率 信 标 台 数 据 广 播 的 工 作 频 率, 应 符 合 国 际 航 海 航 空 等 组 织 的 有 关 规 定 信 标 台 状 态 标 识 信 标 台 的 健 康 状 态, 共 四 种 : 正 常 工 作 未 进 行 完 好 性 监 测 状 态 未 知 和 不 要 使 用, 用 户 根 据 此 状 态 决 定 是 否 采 用 该 信 标 台 数 据 广 播 站 ID 由 IALA 分 配 的 号 码, 范 围 从 0 到 1023 注 :IALA 为 全 球 信 标 台 分 配 唯 一 的 广 播 站 ID, 可 从 IALA 网 站 查 询 得 到 调 制 方 式 (MOD) 和 同 步 方 式 (SYNC) 提 供 信 标 台 数 据 广 播 时 所 用 的 调 制 方 式 和 同 步 方 式, 用 户 根 据 此 信 息 进 行 数 据 解 码 操 作 广 播 编 码 (CODE) 表 示 信 标 台 数 据 广 播 是 否 采 用 了 FEC 纠 错 编 码 电 文 类 型 35 的 播 发 电 文 类 型 35 播 发 的 频 率 不 能 太 高, 在 航 海 应 用 中 一 般 是 每 15min 更 新 1 组 电 文 但 若 信 标 台 健 康 58

68 状 态 发 生 变 化, 则 应 立 刻 播 发 本 电 文 电 文 类 型 36-GLONASS 特 殊 信 息 电 文 格 式 电 文 类 型 36 用 于 广 播 GLONASS 参 考 站 工 作 状 态 信 息, 也 可 用 于 广 播 其 它 文 本 信 息, 如 相 邻 服 务 区 域 信 息 等 电 文 格 式 见 图 22 所 示, 图 中 显 示 了 广 播 шtopm 字 符 的 方 法 ш T O 第 3 字 MSB LSB MSB LSB MSB LSB P M 填 充 第 4 字 MSB LSB MSB LSB 图 22 电 文 类 型 36 的 格 式 电 文 类 型 36 的 播 发 电 文 类 型 36 使 用 7bit 的 英 文 ASCII 字 符 或 8bit 的 俄 文 ASCII, 俄 文 ASCII 表 示 法 见 附 录 J 电 文 类 型 36 中 的 ASCII 信 息 长 度 可 达 到 90 个 字 符 发 送 方 式 为 MSB 在 前,LSB 在 后 最 后 的 电 文 字 如 果 未 使 用 完, 则 剩 余 部 分 应 用 0 进 行 填 充 电 文 类 型 37-GNSS 时 间 偏 差 电 文 格 式 DGNSS 改 正 数 依 赖 于 卫 星 系 统 采 用 的 时 间 系 统, 当 参 考 站 同 时 处 理 两 个 或 两 个 以 上 卫 星 系 统 时, 由 于 系 统 采 用 的 时 间 系 统 不 同 需 要 进 行 时 间 转 换, 电 文 类 型 37 通 过 提 供 系 统 间 的 时 间 偏 差 满 足 不 同 系 统 联 合 解 算 的 需 要 其 电 文 格 式 见 图 23, 其 电 文 内 容 见 表 42 系 统 1 标 识 系 统 2 标 识 差 异 值 - 小 数 秒 (t 差 异 值 - 整 数 秒 (t int ) dec ) 保 留 ( 高 位 8bit) MSB LSB MSB 第 3 字 MSB 差 异 值 - 小 数 秒 (t dec ) ( 低 位 24bit) LSB 第 4 字 图 23 电 文 类 型 37 的 格 式 59

69 参 数 比 特 数 表 42 电 文 类 型 37 的 内 容 比 例 因 子 和 单 位 系 统 1 标 识 4 系 统 2 标 识 4 同 上 保 留 差 异 值 - 整 数 秒 (t int ) 7 1s (-63s~63s) a 差 异 值 - 小 数 秒 (t dec ) s (-0.5s~0.5s) a 总 共 见 注 : 电 文 数 据 字 数 N=2, 帧 长 度 为 4 a 以 二 进 制 补 码 方 式 表 示 范 围 及 说 明 1=GPS;2=GLONASS;3=Galileo;4=SBAS; 5=QZSS;6=BDS;0,7~15= 保 留 电 文 类 型 37 的 播 发 对 于 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站, 电 文 类 型 37 提 供 的 时 间 偏 差 必 须 为 固 定 值 电 文 播 发 频 率 根 据 两 个 时 间 基 准 的 变 化 率 用 户 终 端 精 度 需 求 以 及 播 发 数 据 丢 失 状 况 确 定 需 要 说 明 的 是 电 文 类 型 37 必 须 在 相 关 系 统 改 正 数 之 前 播 发, 也 就 是, 第 二 个 系 统 的 改 正 数 紧 随 最 后 一 条 电 文 类 型 37 之 后 电 文 类 型 37 的 使 用 用 户 在 接 收 到 电 文 类 型 37 后, 应 按 照 下 式 使 用 : Time 1 =Time 2 +t diff 式 中 : Time 1 系 统 1 的 时 间, 单 位 为 秒 (s); Time 2 系 统 2 的 时 间, 单 位 为 秒 (s); t diff 系 统 时 间 差 异 值, 由 电 文 类 型 37 中 的 t int 和 t diff 相 加 得 到, 即 t diff =t int +t dec, 单 位 为 秒 (s) 电 文 类 型 37 中 的 参 数 由 参 考 站 计 算 得 到,t diff 的 精 度 保 持 在 1ns 左 右 用 户 在 未 接 收 到 新 的 电 文 类 型 37 之 前, 应 一 直 使 用 最 后 电 文 中 的 t diff 参 数, 直 到 接 收 到 新 参 数 为 止 t diff 直 至 下 一 条 电 文 播 发 对 于 Z 计 数 有 效 电 文 类 型 38 到 40 本 标 准 未 对 电 文 类 型 38 到 40 进 行 定 义, 为 今 后 使 用 预 留 电 文 类 型 41- 通 用 GNSS 差 分 改 正 数 电 文 类 型 41~44 为 所 有 GNSS 系 统 所 设 计, 支 持 伪 距 差 分 处 理, 不 支 持 RTK 操 作 这 些 电 文 支 持 GPS GLONASS QZSS Galileo 和 BDS, 同 样 可 以 用 于 未 来 新 增 加 的 系 统 类 型 这 些 电 文 都 是 以 一 个 13bit 的 电 文 头 开 始 ( 如 表 所 示 ), 此 后 为 一 组 具 体 卫 星 数 据 ( 如 图 24 和 表 所 示 ) 电 文 头 标 识 GNSS 类 型, 在 多 系 统 操 作 中, 使 用 不 同 电 文 存 放 不 同 系 统 的 改 正 信 息 60

70 电 文 内 容 电 文 头 部 分 ( 见 表 43) 包 含 GNSS 系 统 ID GNSS 信 号 ID 星 历 类 型 使 用 标 识 和 电 离 层 延 迟 存 在 标 识 以 某 卫 星 系 统 为 例 的 电 文 内 容 见 表 44 和 表 45 典 型 电 文 帧 以 电 文 头 开 始, 其 后 为 若 干 颗 卫 星 的 具 体 电 文 信 息 ( 如 图 24 所 示 ) 电 离 层 存 在 标 识 数 据 龄 期 1 M 星 历 使 用 卫 星 系 统 ID 信 号 ID 0 卫 星 ID UDRE S 类 型 标 识 B 第 3 字 数 据 龄 期 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 7LSB s 3MSB s MSB LSB MSB LSB 第 4 字 卫 星 ID 3LSB s MSB LSB UDRE 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 (PRC) (PRC)13SB s 伪 距 改 正 数 数 据 龄 期 第 5 字 (PRC)9MSB s MSB LSB PRC1 伪 距 改 正 数 (PRC)5SB s MSB LSB UDRE M 数 据 龄 期 S 第 6 字 B IOD1 MSB LSB 卫 星 ID M UDRE S 第 7 字 B 数 据 龄 期 卫 星 ID 伪 距 改 正 数 7LSB s 3MSB s MSB LSB MSB LSB 第 8 字 卫 星 ID 3LSB s MSB LSB UDRE 伪 距 改 正 数 数 据 龄 期 第 9 字 (PRC)9MSB s MSB LSB 伪 距 改 正 数 数 据 龄 期 第 10 字 (PRC)5SB s MSB LSB 图 24 电 文 类 型 41-GPS/GLONASS/QZSS/BDS 差 分 改 正 ( 无 电 离 层 ) 61

71 表 43 电 文 类 型 41 和 42 头 部 分 内 容 参 数 比 特 数 单 位 范 围 GNSS 系 统 ID 4 1 GNSS 系 统 ID, 见 表 GNSS 信 号 ID , 见 表 星 历 类 型 , 见 表 使 用 标 识 , 见 表 电 离 层 延 迟 存 在 标 识 1 无 参 数 0= 电 文 中 不 包 含 电 离 层 延 迟 信 息 ; 1= 提 供 每 颗 卫 星 的 电 离 层 延 迟 信 息 表 44 电 文 类 型 41 和 42 GPS/GLONASS/QZSS/BDS 具 体 内 容 比 特 数 比 例 因 子 和 单 位 GNSS 系 统 ID 6 1 1~64, 见 表 GNSS UDRE 4 见 表 16 种 状 态 GNSS 数 据 期 号 8 1 见 表 GNSS PRC(t 0 ) m ± 二 进 制, 表 示 出 现 问 题, 用 户 设 备 应 停 止 使 用 该 卫 星 伪 距 改 正 信 息 电 离 层 延 迟 (t 0 ) m 0~81.90 当 电 文 头 的 电 离 层 存 在 标 识 为 1 时, 提 供 电 离 层 延 迟 改 正 参 数 ; 表 明 出 现 问 题, 用 户 设 备 应 停 止 使 用 电 离 层 延 迟 改 正 信 息 ; 无 偏 差,TGD 用 于 计 算 电 离 层 延 迟 总 计 32 Ns 或 44 Ns 当 电 文 头 的 电 离 层 存 在 标 识 为 1 时, 提 供 电 离 层 延 迟 参 数 填 充 总 计 数 模 基 于 电 文 中 的 卫 星 数, 电 文 长 度 可 能 不 足 24bit,, 此 时 应 用 报 警 模 式, 24 使 用 1/0 交 替 填 充 电 文 最 后 部 分 N 6 Ns= 卫 星 改 正 数 个 数 ; N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 参 数 比 特 数 范 围 表 45 电 文 类 型 41 和 42 Galileo 具 体 内 容 比 例 因 子 和 单 位 GNSS 系 统 ID 6 1 1~64, 见 表 GNSS UDRE 4 见 表 16 种 状 态 GNSS 数 据 期 号 10 1 见 表 GNSS PRC(t 0 ) m ~ 二 进 制, 表 示 出 现 问 题, 用 户 设 备 应 停 止 使 用 该 卫 星 伪 距 改 正 信 息 电 离 层 延 迟 (t 0 ) m 0~81.90 当 电 文 头 的 电 离 层 存 在 标 识 为 1 时, 提 供 电 离 层 延 迟 改 正 信 息 ; 表 明 出 现 问 题, 用 户 设 备 应 停 止 使 用 电 离 层 延 迟 改 正 信 息 ; 无 偏 差,TGD 用 于 计 算 电 离 层 延 迟 总 计 34 Ns 或 46 Ns 当 头 部 分 的 电 离 层 存 在 标 识 为 1 时, 提 供 电 离 层 延 迟 参 数 填 充 总 计 数 模 基 于 电 文 中 的 卫 星 数, 电 文 长 度 可 能 不 足 24bit,, 此 时 应 用 报 警 模 式, 24 使 用 1/0 交 替 填 充 电 文 最 后 部 分 N 6 Ns= 卫 星 改 正 数 个 数 ; N = 电 文 中 的 数 据 字 数, 帧 长 度 =N+2 字 范 围 62

72 GNSS 信 号 ID GNSS 信 号 ID 用 于 指 明 差 分 电 文 改 正 值 的 观 测 值 类 型, 代 码 参 见 表 46 对 于 同 一 GNSS 系 统, 不 同 观 测 值 类 型 的 PRC 和 UDRE 并 不 一 致 GNSS 系 统 ID 用 于 指 明 卫 星 系 统, 取 值 唯 一, 参 见 表 47, 同 一 GNSS 系 统 中 卫 星 ID 取 值 唯 一 该 原 则 适 用 于 增 强 系 统 ( 如 WAAS EGNOS) 表 46 GNSS 信 号 ID GNSS 系 统 信 号 ID 信 号 载 波 频 率 (Hz) GPS GLONASS GALILEO BDS 0 保 留 1 L1 C/A L1 P 为 L1C 保 留 L2C L2P L 保 留 0 保 留 1 G1 C/A G1 P G2 C/A G2P 保 留 0 保 留 1 E5a E5b E5ab E6-A E6-BC E1-A E1-BC 保 留 0 保 留 1 B1I B1Q 3 B2I B2Q 5 B3I B3Q 7-15 保 留 63

73 表 46 GNSS 信 号 ID( 续 ) GNSS 系 统 信 号 ID 信 号 载 波 频 率 (Hz) SBAS QZSS 0 保 留 1 GPS L GPS L 保 留 保 留 1 L1 C-A L1C L2C L L1-SAIF LEX 保 留 GNSS 系 统 ID GNSS 名 称 1 GPS 2 GLONASS 3 Galileo 4 SBAS 5 QZSS 6 BDS 0,7-15 保 留 表 47 GNSS 系 统 和 卫 星 ID 卫 星 ID GPS 卫 星 ID 由 1 至 63, 对 应 GPS 卫 星 PRN 码, 虽 然 同 时 使 用 的 PRN 码 仅 限 于 1-32.PRN33 至 37 保 留 卫 星 ID38 至 63 保 留 为 未 来 使 用 卫 星 ID 0 不 可 用 GLONASS 卫 星 ID 由 1 至 24 对 应 GLONASS 卫 星 编 号 卫 星 ID25 至 63 保 留 为 未 来 使 用 卫 星 ID 0 不 可 用 Galileo 卫 星 ID 由 1 至 36 对 应 Galileo 卫 星 ID 码 卫 星 ID37 至 63 保 留 为 未 来 使 用 卫 星 ID 0 不 可 用 SBAS PRN 码 范 围 为 , 由 卫 星 ID 加 100 得 到 卫 星 ID 0 不 可 用,1 至 19 和 59 至 63 保 留 为 未 来 使 用 QZSS PRN 码 范 围 为 , 由 卫 星 ID 加 180 得 到 卫 星 ID 0 不 可 用,1 至 2 和 17 至 63 保 留 为 未 来 使 用 BDS 卫 星 ID 由 1 至 37 对 应 BDS 卫 星 编 号 卫 星 ID 38 至 63 保 留 为 未 来 使 用 卫 星 ID 0 不 可 用 卫 星 星 历 类 型 卫 星 星 历 类 型 ( 见 表 48) 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 参 考 站 使 用 相 同 的 卫 星 星 历 64

74 表 48 卫 星 位 置 计 算 资 源 GNSS 星 历 类 型 卫 星 位 置 计 算 IOD 参 考 0 NAV (C/A 和 P 通 道 ) IODE ICD-GPS-200 GPS 1 L2C CNAV (t oe ) ICD-GPS L5 CNAV (t oe ) ICD-GPS-705 GLONASS 0 L1 Tb GLONASS-ICD C/NAV IODnav OS-SIS-ICD-1.1 Galileo 1 F/NAV IODnav OS-SIS-ICD I/NAV IODnav OS-SIS-ICD-1.1 BDS 0 NAV TBD BDS-SIS-ICD-2.0 1~2 TBD SBAS 0 电 文 类 型 9 电 文 类 型 9 的 IOD RTCA DO NAV TBD TBD QZSS 1 CNAV TBD TBD 2 CNAV2 TBD TBD 使 用 标 识 使 用 标 识 ( 见 表 49) 表 明 在 t 0 和 t 时 间 段 使 用 的 最 大 改 正 周 期 当 该 标 识 表 明 超 过 这 一 时 间 域, 应 停 止 使 用 相 应 的 改 正 值 标 识 的 具 体 值 由 服 务 提 供 商 根 据 发 布 的 供 应 商 标 准 确 定 表 49 卫 星 使 用 标 识 CODE 使 用 最 大 改 正 s s s s 电 离 层 延 迟 标 识 电 离 层 延 迟 改 正 标 识 用 以 表 明 改 正 数 是 否 包 含 每 颗 卫 星 12bit 的 电 离 层 延 迟 域 ( 见 表 44 和 表 45) UDRE UDRE( 见 表 50) 是 用 户 差 分 距 离 误 差, 它 是 参 考 站 伪 距 观 测 值 误 差 的 估 计 值 (1 倍 中 误 差 ), 其 中 包 含 了 多 路 径 信 噪 比 和 其 它 误 差 项 的 影 响 用 户 接 收 机 为 谨 慎 起 见 应 使 用 其 上 限 值 当 包 含 电 离 层 延 迟 参 数 时,UDRE 需 给 出 无 电 离 层 延 迟 观 测 值 说 明, 最 终 的 UDRE 值 由 电 文 头 部 分 ( 见 表 50) 测 站 健 康 状 态 信 息 的 UDRE 信 息 和 UDRE 比 例 因 子 获 得 65

75 表 50 GNSS 用 户 差 分 距 离 误 差 UDRE 比 例 因 子 UDRE 比 特 值 (b) UDRE(m) UDRE(m) UDRE(m) UDRE(m) UDRE(m) UDRE(m) > Row 14 > Row 14 > Row 14 > Row 14 > Row 14 > Row 14 例 如 : a) 若 文 件 头 部 分 UDRE 比 例 因 子 为 0.3, 卫 星 的 UDRE 比 特 值 为 0, 则 0.0m UDRE 0.012m; b) 若 文 件 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; c) 若 文 件 头 部 分 UDRE 比 例 因 子 为 1.0, 卫 星 的 UDRE 比 特 值 为 15, 则 UDRE>18.480m 数 据 期 号 (IOD) 数 据 期 号 IOD( 见 表 51) 标 识 GNSS 导 航 数 据, 尤 其 是 参 考 站 用 以 计 算 差 分 改 正 的 卫 星 位 置 这 些 值 一 般 一 天 改 变 数 次 用 户 可 以 将 其 与 接 收 到 的 卫 星 GNSS 导 航 数 据 中 的 IOD 进 行 比 较, 用 以 保 证 用 户 接 收 设 备 与 参 考 站 使 用 的 是 同 一 组 卫 星 轨 道 和 钟 参 数 若 二 者 不 符 合, 用 户 接 收 设 备 应 采 取 相 应 的 措 施 获 得 参 考 站 使 用 的 参 数 信 息 两 种 方 法 可 以 达 到 这 一 目 的 : 一 是 由 电 文 类 型 1,2,9,41 或 42 获 得 正 确 的 IOD 值, 二 是 由 适 宜 的 卫 星 获 得 另 一 组 导 航 数 据 一 般 参 考 站 使 用 卫 星 播 发 的 导 航 数 据, 用 户 接 收 机 在 设 计 时 应 考 虑 到 参 考 站 接 收 机 播 发 新 卫 星 星 历 时 可 能 会 产 生 周 期 为 120s 的 延 迟 66

76 表 51 GNSS 数 据 期 号 说 明 GNSS 系 统 ID GNSS 名 称 GNSS 数 据 期 号 1 GPS 对 于 GPS, 数 据 期 号 为 8bit 的 IODE, 在 GPS SPS 信 号 规 格 中 定 义 2 GLONASS GLONASS 不 使 用 IOD, 但 是 在 正 常 运 营 期 间, 卫 星 星 历 的 变 化 与 时 间 索 引 (t b ) 的 变 化 相 符 合 因 此 在 电 文 中 包 含 7bit 的 时 间 索 引, 用 户 通 过 将 其 与 GLONASS 导 航 数 据 的 t b 相 比 较 确 定 用 户 设 备 结 果 和 参 考 站 改 正 数 是 否 是 基 于 同 一 组 轨 道 和 钟 参 数 时 间 索 引 包 含 8bit IOD 的 7 个 MSB, IOD 的 MSB 设 置 为 0 并 被 忽 略 即 对 于 GLONASS M 卫 星, 星 历 的 改 变 总 是 伴 随 着 t b 的 变 化, 避 免 了 版 本 2.2 和 2.3 的 复 杂 程 序 3 Galileo Galileo 系 统 IOD 通 常 包 含 一 个 0, 后 接 提 议 的 10bit 的 IODnav 的 7 个 LSB, 相 应 的 定 义 见 Galileo OS SIS ICD 虽 然 不 常 见 但 可 能 发 生 两 个 连 续 的 IOD 的 7 个 LSB 相 同 的 情 况, 这 是 Galileo 系 统 IOD 将 有 一 个 1 构 成, 后 面 跟 随 10bit 的 IODnav 的 7 个 LSB 4 SBAS 见 RTCA Do QZSS 数 据 期 号 为 8bit 的 IODE, 见 IS-QZSS BDS BDS 数 据 龄 期 (AODE 和 AODC) 长 5bit, 具 体 定 义 参 见 BDS-SIS-ICD-2.0 不 能 体 现 BDS 卫 星 星 历 和 钟 差 参 数 的 变 化 因 此 需 要 通 过 BDS 卫 星 星 历 已 有 参 数 的 变 换 或 通 过 定 义 一 个 新 的 参 数 用 于 BDS 卫 星 星 历 和 钟 差 参 数 的 识 别 7-15 保 留 对 于 GPS 而 言,IOD 取 决 于 其 信 号 源, 即 来 自 C/A 码 还 是 P 码 GPS 的 IOD 参 考 ICD-GPS-200 标 准 导 航 数 据, 包 含 8bit IODE( 在 ICD-GPS-200 定 义 ) 对 于 CNAV, 卫 星 的 IOD 取 为 CNAV t oe 的 8 位 最 低 有 效 位 GLONASS 不 包 含 IOD 定 义 在 正 常 运 营 期 间,GLONASS 卫 星 星 历 的 变 化 与 时 间 索 引 (t b ) 的 变 化 相 符 合 因 此 在 电 文 中 包 含 7bit 的 时 间 索 引, 用 户 通 过 将 其 与 GLONASS 导 航 数 据 的 t b 相 比 较 确 定 用 户 设 备 定 位 结 果 和 参 考 站 改 正 数 是 否 基 于 同 一 组 播 发 轨 道 和 钟 参 数 时 间 索 引 构 成 8bit IOD 的 7 个 最 低 有 效 位, 最 高 有 效 位 设 置 为 0 并 可 忽 略 不 计 即 对 于 GLONASS M 卫 星, 星 历 的 改 变 总 是 伴 随 着 t b 的 变 化, 避 免 了 电 文 类 型 31( 已 停 用 ) 采 用 的 复 杂 程 序 QZSS 使 用 与 GPS 相 同 的 导 航 参 数 ( 和 方 法 ), 因 此 电 文 中 QZSS 的 所 有 元 素 的 定 义 与 GPS 相 似, GNSS 信 号 ID 除 外 Galileo 计 划 的 IODnav 长 10bit, 然 而 只 有 8bit 位 于 GNSS 的 IOD 数 据 域 内, 因 此 针 对 Galileo 的 电 文 的 格 式 应 作 出 相 应 的 改 变 此 外, 电 文 中 所 有 的 Galileo 相 关 参 数 都 是 暂 定 的, 因 为 最 终 的 Galileo ICD 在 本 文 发 布 时 尚 未 发 布 目 前 建 议 的 方 法 是 :Galileo 系 统 IOD 通 常 包 含 一 个 0, 后 接 提 议 的 10bit 的 IODnav 的 7 个 最 低 有 效 位, 相 应 的 定 义 见 Galileo OS SIS ICD 虽 然 不 常 见 但 可 能 发 生 两 个 连 续 的 IOD 的 7 个 LSB 相 同 的 情 况, 这 是 Galileo 系 统 IOD 将 有 一 个 1 构 成, 后 面 跟 随 10bit 的 IODnav 的 7 个 最 低 有 效 位 BDS 数 据 龄 期 (AODE 和 AODC) 长 5bit, 具 体 定 义 见 BDS-SIS-ICD-2.0 不 能 体 现 BDS 卫 星 星 67

77 历 和 钟 差 参 数 的 变 化 因 此 需 要 通 过 BDS 卫 星 星 历 已 有 参 数 的 变 换 或 通 过 定 义 一 个 新 的 参 数 用 于 BDS 卫 星 星 历 和 钟 差 参 数 的 识 别 电 文 类 型 41 使 用 这 一 电 文 类 型 为 用 户 提 供 t 时 刻 的 伪 距 改 正 数 (PRC(t)) PRC(t)=PRC(t 0 ) (10) 式 中 : PRC(t0) 16 位 的 伪 距 改 正 数, 单 位 为 米 (m); t0 GNSS 信 息 播 发 时 间, 单 位 为 秒 (s), 以 0.6s 间 隔 增 加, 称 为 改 进 Z 计 数, 通 过 信 号 第 2 个 字 提 供 ( 见 表 1) 改 正 数 与 6 位 的 GNSS 卫 星 编 号 相 关 联 用 户 获 得 的 伪 距 观 测 值 PRM(t) 按 照 如 下 方 式 修 正 : PR(t)=PRM(t)+PRC(t) (11) 式 中 : PR(t) 改 正 后 的 伪 距 观 测 值, 单 位 为 米 (m) 电 文 类 型 41 包 含 基 于 参 考 站 一 个 星 座 所 有 卫 星 某 一 信 号 的 所 有 相 关 数 据 由 于 电 文 中 卫 星 数 不 同 电 文 长 度 可 能 不 能 达 到 24bit 字 长, 这 时 电 文 空 余 的 部 分 使 用 1 和 0 交 替 填 充 以 与 电 文 头 的 同 步 代 码 相 区 分 电 文 类 型 41 的 格 式 如 图 24 所 示 伪 距 改 正 PRC(t 0 ) 随 时 间 增 加 将 会 偏 离 正 常 值, 因 此 需 要 以 尽 可 能 高 的 频 率 更 新 和 播 发 伪 距 改 正 用 户 设 备 需 相 应 的 更 新 改 正 数, 并 使 用 电 文 头 中 使 用 标 识 指 明 的 时 间 段 的 改 正 数 需 要 指 明 的 是 不 存 在 距 离 变 化 率 改 正 RRC 参 考 站 在 计 算 差 分 改 正 数 时 不 进 行 电 离 层 延 迟 和 对 流 层 延 迟 模 型 改 正 伪 距 观 测 值 应 针 对 以 下 误 差 进 行 调 整, 单 位 为 米 : a) 接 收 机 钟 相 对 于 电 文 中 的 GNSS 时 间 的 偏 差, 这 一 偏 差 不 会 影 响 位 置 计 算 ; b) 与 卫 星 星 历 对 应 的 卫 星 钟 偏 差 ; c) 若 星 历 与 使 用 信 号 间 存 在 群 延 迟, 需 修 正 群 延 迟 ; d) 相 对 论 效 应 改 正, 由 星 座 ICD 指 定 参 考 站 也 可 以 对 伪 距 观 测 值 进 行 多 路 径 效 应 和 参 考 站 接 收 机 天 线 进 行 改 正, 但 是 在 计 算 差 分 改 正 数 时 不 对 电 离 层 和 对 流 层 延 迟 进 行 模 型 改 正 若 电 离 层 延 迟 改 正 标 识 表 明 电 文 中 包 含 12bit 的 电 离 层 延 迟 改 正 参 数, 则 这 一 改 正 值 适 用 于 电 文 中 涉 及 的 所 有 卫 星 电 离 层 延 迟 针 对 特 定 频 段 提 供, 频 段 由 GNSS 信 号 ID 标 识 ( 见 表 ) 这 一 延 迟 量 用 以 消 弱 电 离 层 延 迟 的 影 响, 否 则 随 着 用 户 接 收 机 与 参 考 站 距 离 的 增 加 将 会 造 成 较 大 的 定 位 误 差 和 PRC 值 一 样, 电 文 中 不 包 含 电 离 层 延 迟 改 正 的 变 化 信 息, 因 此 应 根 据 电 文 头 部 分 的 使 用 标 识 的 指 示 时 间 使 用 这 一 信 息 由 于 电 文 中 的 PRC 受 到 电 离 层 延 迟 的 影 响, 可 以 按 照 下 式 构 造 无 电 离 层 延 迟 观 测 值 PR ionofree (t)=(prm rover (t)-iono rover (t))+(prc ref (t0)-iono ref (t0)) 68

78 用 户 接 收 设 备 同 样 从 其 伪 距 观 测 值 中 减 去 电 离 层 延 迟 影 响, 单 频 接 收 机 只 有 当 可 以 将 电 离 层 延 迟 转 化 为 其 频 率 时 才 适 用 ( 注 : 以 下 仅 为 示 例, 并 不 涵 盖 所 有 情 况 ) 电 文 类 型 42- 通 用 GNSS 部 分 改 正 数 (N>1) 电 文 类 型 42 与 电 文 类 型 41 用 途 相 同, 包 含 主 要 差 分 GNSS 改 正 然 而, 与 电 文 类 型 41 不 同, 电 文 类 型 42 不 需 要 完 整 的 卫 星 集 合, 卫 星 改 正 数 具 有 不 同 的 时 间 基 准, 因 此, 相 较 于 只 播 发 电 文 类 型 41 相 比, 测 站 需 要 使 用 更 稳 定 的 钟, 以 避 免 由 于 电 文 类 型 42 间 未 模 型 化 的 钟 漂 造 成 的 导 航 精 度 降 低 电 文 类 型 42 可 以 用 以 提 高 易 受 脉 冲 噪 声 干 扰 的 数 据 链 路 的 性 能, 例 如 无 线 电 信 标 数 据 链 三 颗 卫 星 组 可 以 从 两 方 面 显 著 提 高 数 据 链 性 能 一 方 面 当 电 文 类 型 42 包 含 部 分 可 用 改 正 数 ( 例 如 对 三 颗 卫 星 的 改 正 数 ) 时, 使 用 最 新 改 正 数 而 非 与 电 文 头 相 关 的 信 号 传 播 时 间 补 偿 另 一 方 面, 电 文 类 型 长 度 较 短, 因 此 电 文 头 播 发 频 率 更 高, 噪 声 免 疫 力 较 高, 可 以 实 现 更 快 速 的 再 同 步 也 就 是, 部 分 改 正 信 息 可 以 在 接 收 后 快 速 利 用, 从 而 进 一 步 减 少 平 均 PRC 延 迟, 降 低 信 号 对 信 道 噪 声 的 敏 感 性 此 外 还 需 要 说 明 的 是 在 以 上 的 讨 论 中 将 卫 星 组 视 为 由 三 颗 卫 星 组 成 是 在 电 文 类 型 9 中 的 传 统 做 法, 在 电 文 类 型 42( 同 样 适 用 于 电 文 类 型 9) 中 可 以 任 意 分 组 ( 从 1 到 Ns) 电 文 类 型 42-GNSS 空 帧 (N=1) 电 文 类 型 42 为 3 个 字 长 ( 包 含 60bit 的 电 文 头 ) 为 修 正 Z 计 数, 信 号 前 4bit 为 卫 星 星 座 标 识 ( 见 表 ) 剩 余 的 20bit 数 据 由 1 和 0 交 替 填 充 位 需 进 行 测 试 不 同 于 电 文 类 型 6, 电 文 类 型 42 的 空 帧 长 度 只 能 为 1(N=1), 需 要 时 作 为 传 输 填 补, 即 当 参 考 站 没 有 电 文 可 以 播 发 时 提 供 电 文, 或 将 电 文 头 与 为 指 明 的 历 元 对 齐, 但 是 这 一 电 文 从 不 播 发, 仅 供 不 时 之 需 当 误 差 增 长 缓 慢, 不 需 要 高 频 率 电 文 播 发 时, 可 以 用 作 填 充 电 文 作 为 短 电 文, 可 以 提 供 用 户 额 外 前 缀, 有 助 于 帧 同 步 的 创 建 和 保 持 此 外, 这 一 电 文 类 型 可 以 用 来 指 示 差 分 GNSS 参 考 站 健 康 状 态 电 文 类 型 43- 通 用 GNSS 卫 星 信 号 健 康 状 态 电 文 类 型 43 提 供 GNSS 卫 星 系 统 及 信 号 的 健 康 状 态 信 息, 该 电 文 可 以 提 供 一 颗 或 多 颗 卫 星 信 息, 其 播 发 周 期 由 参 考 站 确 定 电 文 内 容 如 图 25 和 表 43 表 44 所 示, 具 体 说 明 见 表 52 和 表 53 69

79 保 留 系 统 ID 保 留 第 3 字 数 据 有 效 性 状 态 信 号 健 康 状 态 新 导 航 数 据 卫 星 丢 失 警 告 卫 星 ID 信 号 ID 信 噪 比 到 非 健 康 状 态 时 间 第 (2+N s ) 字 图 25 电 文 类 型 43 的 电 文 格 式 表 52 电 文 类 型 43 头 部 分 参 数 比 特 数 单 位 说 明 保 留 1 系 统 ID 4 1 GNSS 系 统 ID, 见 表 保 留 19 交 互 的 1 和 0 6 表 53 电 文 类 型 43 内 容, 卫 星 具 体 数 据 参 数 比 特 数 单 位 说 明 卫 星 ID , 见 表 信 号 ID , 见 表 Bit=0 表 示 导 航 数 据 有 效 ; GNSS 数 据 1 1 Bit=1 表 示 导 航 数 据 可 能 无 效 ( 对 Galileo 系 统, 为 无 保 障 工 作 ) 有 效 性 状 态 对 于 Galileo 系 统 的 具 体 含 义, 参 考 Galileo OS SIS ICD 0=OK; 1= 信 号 停 用 ; GNSS 信 号 2 1 2= 除 非 星 历 数 据 表 明 其 为 非 健 康 状 态, 认 为 卫 星 处 于 健 康 状 态 ; 健 康 状 态 3= 信 号 最 近 被 测 试 对 于 Galileo 系 统 的 具 体 含 义, 参 考 Galileo OS SIS ICD 卫 星 信 噪 比 在 参 考 站 测 定 =25dB-Hz; 信 噪 比 (C/N 0 ) 5 1dB-Hz =265dB-Hz; =55dB-Hz 70

80 表 53 电 文 类 型 43 内 容, 卫 星 具 体 数 据 ( 续 ) 参 数 比 特 数 单 位 说 明 新 导 航 数 据 1 1 卫 星 健 康 状 态 警 告 1 1 到 非 健 康 状 态 时 间 4 5minutes 6 Bit=0 表 示 参 考 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 Bit=1 表 示 卫 星 健 康 状 态 转 变 为 预 定 的 非 健 康 状 态, 剩 余 的 健 康 状 态 时 间 在 后 面 的 4bit 中 表 示 范 围 为 0 至 =5min; 1111 =75min 0000 表 明 信 号 将 进 入 非 健 康 状 态, 1111 表 明 卫 星 在 75 分 钟 左 右 进 入 非 健 康 状 态 电 文 类 型 44- 通 用 GNSS 信 息 电 文 类 型 44 为 保 留 电 文, 供 将 来 电 文 扩 展 使 用 电 文 类 型 45-Galileo 完 整 性 数 据 GNSS(Galileo 或 SBAS) 可 以 提 供 完 整 性 信 息 相 较 于 RAIM, 使 用 这 一 完 整 性 信 息 用 户 可 以 更 高 的 置 信 水 平 和 可 靠 性 计 算 保 护 水 平 Galileo 完 整 性 信 息 在 DGNSS 观 测 站 覆 盖 区 域 关 联 的 Galileo 卫 星 处 于 亚 临 界 状 态 或 在 高 纬 度 / 海 拔 SBAS 卫 星 可 见 性 低 时 播 发 此 外, 使 用 Galileo 操 作 系 统 接 收 机 的 用 户 也 将 得 益 于 完 整 性 信 息 的 日 常 播 发 电 文 类 型 46-BDS 星 历 电 文 类 型 46( 见 表 54) 包 含 BDS 卫 星 星 历 信 息 注 : 本 电 文 使 用 PRN 区 分 卫 星 ( 第 21 字 ), 每 颗 卫 星 信 息 通 过 不 同 的 电 文 播 发 此 外, 有 关 BDS 卫 星 星 历 参 数 轨 道 计 算 等 信 息 见 北 斗 卫 星 导 航 系 统 空 间 信 号 接 口 控 制 文 件 公 开 服 务 信 号 (2.0 版 )BDS-SIS-ICD

81 参 数 30bit 字 位 置 表 54 电 文 类 型 46 的 内 容 比 特 数 尺 度 因 子 和 单 位 范 围 和 备 注 周 数 week 0~8191 IDOT 3/ π/s π/s~ π/s ADOE 4 5 见 BDS-SIS-ICD-2.0 t oc 4/ s 0s~604792s a f s/s a f2 5/ s/s 2 C rs 6/ m -2048m~2048m Δn π/s π/s ~ π/s FILL C uc rad ± rad e 8/9/ ~0.5 C us rad rad ~ rad A 10/11/ m 1/2 0 m 1/2 ~8192 m 1/2 t oe s 0~604792s FILL Ω 0 13/ π -π~π C ic 14/ rad rad~ rad i 0 15/ π -π~π C is 16/ rad rad~ rad ω 17/ π ±1π C rc 18/ m -2048m~-2048m Ω & 19/ π/s π/s~ π/s M 0 20/ π -π~π AODC 21 5 a f0 21/ s SATELLITE ID 22/ ~37:SV ID,38~63: 保 留 t GD ns 见 BDS-SIS-ICD-2.0 第 t GD ns 见 BDS-SIS-ICD-2.0 第 Reserved 23/24 4 SV URAI 24 4 见 BDS-SIS-ICD-2.0 第 卫 星 健 康 信 息 24 9 见 BDS-SIS-ICD-2.0 第 卫 星 自 主 健 康 标 识 (SatH1) ~1 见 BDS-SIS-ICD-2.0 第 总 共 519 填 充 9 10 交 替 位

82 电 文 类 型 47-BDS 特 殊 信 息 电 文 类 型 47 应 使 用 可 打 印 的 ASCII 码, 长 度 可 达 到 90 个 字 符 发 送 方 式 为 MSB 在 前,LSB 在 后 如 果 最 后 电 文 字 未 用 完, 则 应 用 0 填 充 电 文 字 剩 余 部 分 采 用 8bit 的 ASCII 码, 应 将 MSB 置 0 电 文 格 式 如 图 26 所 示, 图 中 显 示 广 播 BEIDOU 字 符 的 方 法 MSB B LSB MSB E I PARITY LSB MSB Word 3 D O MSB LSB MSB LSB MSB U LSB PARITY Word 4 图 26 电 文 类 型 47 的 格 式 电 文 类 型 48~57 电 文 类 型 46 到 57 尚 未 定 义, 留 待 以 后 新 的 应 用 需 求 出 现 时 使 用 电 文 类 型 58- 紧 急 报 警 电 文 类 型 58 保 留 为 美 国 国 家 DGPS 网 播 发 紧 急 报 警 信 息 和 其 他 临 界 完 整 性 信 息 服 务, 满 足 实 时 报 警 功 能 电 文 类 型 59- 专 用 电 文 电 文 类 型 59 是 专 用 电 文 由 参 考 站 运 行 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 三 字 的 前 8bit 可 提 供 电 文 制 订 者 的 标 识 符 电 文 类 型 60~63- 多 用 途 电 文 电 文 类 型 60 到 63 是 保 留 电 文, 可 用 于 传 输 差 分 Loran-C 差 分 Chayka 差 分 Omega 气 象 信 息 或 其 它 导 航 信 息 5 GNSS 接 收 机 与 数 据 链 设 备 接 口 5.1 总 则 4.2 介 绍 了 各 种 电 文 类 型 的 数 据 格 式 和 内 容, 实 际 应 用 中 还 应 利 用 数 据 传 输 设 备 将 信 息 从 DGNSS 参 考 站 传 输 到 用 户 数 据 传 输 设 备 又 称 数 据 链 设 备, 包 括 数 据 发 送 器 和 数 据 接 收 器 等 设 备 DGNSS 系 统 配 置 及 涉 及 要 求 见 附 录 I 本 章 规 定 了 参 考 站 GNSS 接 收 机 和 数 据 发 送 器 数 据 接 收 器 和 用 户 GNSS 接 收 机 之 间 的 数 据 交 互 接 口 等 方 式, 以 提 高 应 用 中 的 兼 容 性 和 协 同 工 作 能 力 73

83 5.2 GNSS 接 收 机 与 数 据 链 收 / 发 设 备 的 接 口 GNSS 接 收 机 与 数 据 链 收 / 发 设 备 之 间 的 接 口 建 议 采 用 通 用 商 业 标 准, 信 号 电 平 符 合 EIA232 或 EIA422/EIA449 通 信 协 议 1), 见 表 55 串 行 数 据 的 传 输 建 议 遵 循 ANSI 的 制 订 的 ANSI-X3.15 和 ANSI-X3.16 协 议 2), 宜 采 用 8 个 数 据 位 无 效 验 1 个 停 止 位 的 接 口 协 议, 传 输 速 率 最 低 300bps 接 口 协 议 信 号 电 压 表 55 信 号 电 平 对 照 表 二 进 制 状 态 / 信 号 条 件 1/ 标 记 0/ 空 白 EIA232 信 号 针 到 地 -25V ~ -3V +3V ~+25V EIA422 差 分, 信 号 针 A 到 B -6V ~ -2V +2V ~ 6V 5.3 接 口 原 则 概 述 本 标 准 所 规 定 的 差 分 数 据 电 文 字 采 用 30 bit,msb 优 先 原 则, 不 同 于 UART 设 备 使 用 的 8bit LSB 优 先 原 则, 因 此 在 电 文 编 码 和 解 码 过 程 中 应 采 用 字 节 格 式 规 则 最 高 有 效 位 优 先 规 则 等 进 行 操 作 字 节 格 式 规 则 符 合 ANSI X3.15 协 议 的 UART 设 备 中, 一 个 8bit 字 节 的 数 据 位 传 输 顺 序 是 : 传 输 的 第 1 个 数 据 位 记 为 a 1, 最 后 一 个 传 输 的 数 据 位 记 为 a 8,a 1 是 LSB 此 顺 序 与 差 分 电 文 的 MSB 优 先 的 传 输 顺 序 不 同, 应 按 的 规 则 进 行 字 节 滚 动 DGNSS 参 考 站 和 用 户 设 备 在 进 行 差 分 信 息 的 传 输 时 均 应 支 持 8 取 6 的 操 作 ( 从 a 1 到 a 6 ) a 1 到 a 6 是 电 文 信 息,a 7 是 标 记 位,a 8 为 空 白 位 最 高 有 效 位 优 先 规 则 差 分 电 文 中 的 二 进 制 数 据 按 第 4 章 规 定 的 顺 序 以 MSB 优 先 方 式 进 行 传 递 符 合 ANSI-X3.15 协 议 UART 则 按 LSB 优 先 的 顺 序 进 行 传 递 因 此 若 使 用 符 合 ANSI-X3.15 协 议 的 UART 设 备, 在 差 分 电 文 离 开 参 考 站 设 备 之 前 和 差 分 电 文 进 入 用 户 设 备 之 后, 都 应 按 以 下 方 法 进 行 字 节 滚 动 操 作 : a) 参 考 站 广 播 每 个 6bit 字 节 前, 对 6bit 字 进 行 位 操 作, 使 a 1 和 a 6,a 2 和 a 5,a 3 和 a 4 位 置 交 换 ; b) 用 户 在 接 收 电 文 后, 应 对 每 个 6bit 字 节 进 行 位 操 作, 使 a 1 和 a 6,a 2 和 a 5,a 3 和 a 4 位 置 交 换 注 :ANSI X3.15 规 定 :ASCII 字 符 的 比 特 顺 序 应 该 是 LSB 优 先, 就 7bit ASCII 字 符 而 言 是 连 续 按 b 1 到 b 7 的 顺 序 排 列, 就 8bit ASCII 字 符 而 言 是 连 续 按 a 1 到 a 8 的 顺 序 排 列 比 特 滑 动 规 则 通 常 情 况 下, 数 据 链 接 收 机 或 调 制 解 调 器 会 将 接 收 到 的 比 特 按 8bit 字 节 进 行 装 配, 并 不 假 定 有 具 体 的 同 步 字 节 或 字 存 在 因 此, 用 户 需 要 恢 复 与 差 分 电 文 的 数 据 同 步, 如 同 GNSS 接 收 机 恢 复 与 74

84 卫 星 导 航 电 文 的 数 据 同 步 一 样 用 户 设 备 在 设 计 时, 不 能 假 定 30bit 电 文 字 的 字 边 界 与 数 据 链 中 的 8bit 字 节 之 间 存 在 一 致 关 系, 差 分 电 文 的 数 据 同 步 与 解 码 应 采 用 GNSS 接 收 机 对 卫 星 导 航 电 文 的 数 据 同 步 与 解 码 方 法, 该 方 法 是 通 过 判 断 差 分 电 文 前 缀 ( 见 4.2.2), 并 进 行 电 文 字 ( 见 4.2.2) 进 行 数 据 同 步, 二 者 缺 一 不 可 终 端 设 备 规 则 如 果 数 据 链 设 备 采 用 EIA232 或 EIA449 标 准 接 口 连 接 器, 则 GPS 设 备 接 口 应 按 数 据 终 端 设 备 (DTE) 接 口 配 线 完 整 电 文 解 码 规 则 如 果 差 分 电 文 有 多 个 电 文 字, 则 在 对 整 帧 电 文 解 码 完 成 前, 用 户 不 可 使 用 已 解 码 的 部 分 数 据 否 则 会 出 现 接 收 到 的 第 一 颗 卫 星 的 改 正 数 被 使 用, 而 后 面 电 文 字 无 法 通 过 的 情 况, 这 会 导 致 由 参 考 站 钟 漂 产 生 的 定 位 误 差, 见 I.2.9 如 果 参 考 站 配 备 有 高 稳 定 度 的 时 钟, 且 使 用 电 文 类 型 9, 则 用 户 可 不 考 虑 此 规 则 5.4 设 备 选 项 DGNSS 应 用 中, 一 般 只 考 虑 参 考 站 经 数 据 发 送 器 数 据 接 收 器 到 用 户 接 收 机 的 正 向 流 程, 不 用 考 虑 从 用 户 到 参 考 站 的 逆 向 通 信 过 程, 但 CORS 等 系 统 中 可 以 配 置 双 向 数 据 链 电 文 类 型 7 13 等 电 文 提 供 了 参 考 站 自 身 信 息, 其 目 的 是 向 用 户 提 供 用 于 自 动 通 信 控 制 的 信 息, 用 户 设 备 可 据 此 自 动 选 择 接 收 频 率 和 数 据 率 等 参 数 5.5 接 口 实 例 数 据 流 控 制 方 法 一 般 将 GNSS 接 收 机 配 置 为 DTE, 数 据 链 设 备 配 置 为 DCE GNSS 设 备 和 数 据 链 之 间 的 数 据 流 控 制 可 采 用 以 下 方 式 : 硬 件 握 手 软 件 握 手 设 置 固 定 通 信 速 率 等 方 式 a) 在 硬 件 握 手 方 式 中, 两 者 可 通 过 RTS/CTS 或 其 它 方 式 进 行 硬 件 流 控 制 ; b) 在 软 件 握 手 方 式 中, 两 者 可 通 过 XON/XOFF 或 其 它 方 式 进 行 软 件 流 控 制 ; c) 如 果 不 能 用 硬 件 或 软 件 握 手 方 式, 则 可 以 用 设 定 数 据 通 信 速 率 的 方 法, 在 数 据 链 可 承 受 的 范 围 内, 设 定 参 考 站 GNSS 接 收 机 数 据 输 出 的 速 率, 此 时 数 据 链 应 能 以 相 应 的 速 率 进 行 数 据 缓 冲 和 管 理 无 线 电 信 标 台 MSK 数 据 链 利 用 航 海 无 线 电 信 标 台 传 输 DGNSS 差 分 数 据 是 航 海 常 用 的 方 法 之 一 典 型 的 过 程 如 下 : a) 信 标 台 的 MSK 调 制 解 调 器 通 过 串 行 链 路 从 参 考 站 接 收 差 分 数 据 ; b) 参 考 站 产 生 30bit 差 分 电 文 字 并 均 分 成 5 个 6bit 字 节, 加 上 两 个 比 特 位 后 形 成 标 准 的 8bit 字 节, 以 LSB 优 先 的 方 法 传 输 给 MSK 调 制 解 调 器 ; c) 信 标 台 MSK 调 制 解 调 器 从 8bit 字 节 中 去 除 掉 开 头 结 尾 以 及 两 个 高 比 特 位, 只 发 射 含 有 差 分 数 据 的 6bit 字 节 ; 75

85 d) 用 户 MSK 接 收 机 接 收 并 解 调 该 信 标 台 发 送 的 无 线 电 信 号, 将 6bit 字 节 装 配 进 一 个 8bit 字 节 ( 见 5.3.2), 将 8bit 字 节 数 据 发 送 给 用 户 DGNSS 接 收 机 ; e) 用 户 DGNSS 接 收 机 应 通 过 恢 复 差 分 电 文 头 前 缀 并 进 行 的 方 式 重 建 比 特 位 顺 序, 以 便 与 电 文 流 同 步 并 进 行 解 码 大 多 数 情 况 下 ( 约 占 电 文 总 数 的 83%, 即 6 次 中 有 5 次 ),30bit 电 文 字 的 开 始 不 会 正 好 位 于 在 8bit 字 节 的 边 界 上, 因 此 用 户 在 数 据 同 步 时 应 采 用 比 特 滑 动 规 则, 见 DGNSS 应 用 6.1 应 用 领 域 DGNSS 应 用 涵 盖 了 涉 及 航 海 陆 地 和 航 空 的 导 航 与 定 位 的 各 个 领 域, 其 用 户 需 求 与 应 用 分 析 见 附 录 J 6.2 常 见 的 DGNSS 系 统 在 GNSS 出 现 之 前, 航 海 航 空 和 陆 地 载 体 主 要 依 靠 无 线 电 导 航 系 统 进 行 导 航 与 定 位 GNSS 及 DGNSS 技 术 出 现 后, 针 对 这 些 系 统 进 行 了 改 造 和 升 级, 附 录 K 给 出 了 目 前 国 际 上 常 用 的 基 于 无 线 电 导 航 的 DGNSS 系 统 76

86 附 录 A ( 规 范 性 附 录 ) 差 分 电 文 的 算 法 A.1 总 则 本 附 录 介 绍 差 分 电 文 的 算 法, 该 算 法 与 GPS 导 航 电 文 的 算 法 一 致, 更 多 信 息 见 GPS-SPS-SS-2.0 中 的 A.2 算 法 差 分 电 文 的 算 法 见 图 A.1 D = d D * D = d D * D = d D * M M M M D = d D * D = D d d d d d d d d d d d d d d D = D d d d d d d d d d d d d d d D = D d d d d d d d d d d d d d d D = D d d d d d d d d d d d d d d D = D d d d d d d d d d d d d d d d D = D d d d d d d d d d d d d d 其 中 : d1, d2, L d 是 电 文 字 参 数 24 * * D29, D 是 上 一 条 电 文 字 的 最 后 2bit( 即 上 一 条 电 文 字 的 第 29 位 和 第 30 位 ) 30 D25, D26, LD 是 电 文 字 比 特 位 30 D1, D2, LD29, D 是 完 整 的 差 分 电 文 字 30 是 模 二 和 运 算 符 图 A.1 差 分 电 文 算 法 A.3 流 程 示 例 用 户 接 收 到 差 分 电 文 后 应 进 行, 以 确 定 是 否 存 在 差 错, 用 户 不 能 使 用 失 败 的 差 分 电 文 建 议 的 差 分 流 程 见 图 A.2 图 A.2 中 : * * a) D29 D30, 是 上 一 条 电 文 字 的 最 后 2bit( 即 上 一 条 电 文 字 的 第 29 位 和 第 30 位 ); b) D1 D2 LD29 D30,,, 是 用 户 接 收 的 差 分 电 文 字 ; c) d1 d2 Ld24,, 是 电 文 字 参 数 ; d) D25 D26 LD30,, 是 差 分 电 文 字 中 的 比 特 位 ; 77

87 e) JD25 D26 LJD30 * * d, d, Ld 和 D D,J, 是 由 , 按 图 A.1 计 算 出 的 比 特 位 开 始 * 判 断 是 否 等 于 1? D 30 否 是 D 1,D 2,,D 24 取 反, 得 到 d 1,d 2,,d 24 d 1,d 2,,d 24 等 于 D 1,D 2,,D 24 * * 根 据 d 1,d 2,,d 24 和 D, D 按 图 A.1 计 算 效 验 位 JD 25,JD 26,,JD 判 断 JD 25,JD 26,,JD 30 是 否 与 接 收 电 文 中 的 D 25,D 26,,D 30 相 等? 否 是 通 过 未 通 过 成 功 结 束 失 败 结 束 图 A.2 差 分 电 文 的 流 程 78

88 附 录 B ( 资 料 性 附 录 ) DGPS 参 考 站 的 基 准 选 择 B.1 总 则 GPS 在 地 心 地 固 坐 标 系 下 运 行, 坐 标 系 统 使 用 WGS84 参 考 椭 球, 没 有 绝 对 的 坐 标 参 考 点 传 统 的 基 于 大 地 水 准 面 的 大 地 或 局 部 基 准 ( 又 称 为 本 地 基 准 ) 则 多 是 区 域 性 质 的 平 面 坐 标 系, 一 般 具 有 绝 对 参 考 点 由 于 用 户 多 基 于 本 地 基 准 进 行 作 业, 因 此 可 选 择 以 下 方 式 之 一 向 参 考 站 输 入 参 考 站 坐 标 : a) 将 参 考 站 坐 标 设 置 为 WGS84 坐 标, 用 户 也 得 到 WGS84 的 差 分 定 位 结 果, 再 根 据 转 换 参 数, 由 用 户 将 WGS84 坐 标 转 换 到 本 地 基 准 坐 标 ; b) 将 参 考 站 坐 标 设 置 为 本 地 基 准 坐 标, 用 户 直 接 得 到 本 地 基 准 坐 标 以 上 两 种 方 法 各 有 优 缺 点, 本 标 准 建 议 采 用 方 法 a) 若 采 用 方 法 b), 需 分 析 参 考 站 坐 标 基 准 差 异 对 用 户 定 位 结 果 的 影 响 B.2 参 考 站 坐 标 基 准 差 异 对 用 户 定 位 结 果 的 影 响 分 析 DGPS 系 统 中, 伪 距 载 波 改 正 数 等 的 计 算 都 是 基 于 参 考 站 到 卫 星 的 视 线 向 量, 用 户 也 将 改 正 数 应 用 到 用 户 到 卫 星 的 视 线 向 量 上 参 考 站 到 卫 星 的 视 线 向 量 与 用 户 到 卫 星 的 视 线 向 量 并 不 一 致, 二 者 的 差 异 随 着 用 户 距 离 参 考 站 的 距 离 增 加 而 增 加 如 果 在 参 考 站 输 入 本 地 基 准 坐 标, 则 可 以 认 为 是 在 参 考 站 WGS84 坐 标 上 加 上 一 个 平 移 向 量, 数 值 大 小 由 本 地 基 准 和 WGS84 坐 标 系 在 参 考 站 处 的 转 换 关 系 决 定 由 于 参 考 站 到 卫 星 的 视 线 向 量 与 用 户 到 卫 星 的 视 线 向 量 存 在 差 异, 用 户 处 的 平 移 向 量 并 不 等 同 于 参 考 站 处 的 平 移 向 量, 因 此 用 户 处 即 会 产 生 平 面 位 置 的 误 差, 其 大 小 与 参 考 站 位 置 本 地 基 准 与 WGS84 的 差 异 用 户 到 参 考 站 的 距 离 有 关 图 B.1 反 映 了 用 户 距 离 参 考 站 距 离 分 别 为 10km 50km 100km 150km 200km 250km 和 300km 时, 参 考 站 处 基 准 差 异 对 用 户 平 面 位 置 的 影 响 ( 二 倍 中 误 差 的 估 计 值 ) 用 户 定 位 数 据 由 GPS 仿 真 器 模 拟 得 到, 用 户 天 线 假 定 位 于 海 平 面 且 任 意 分 布 于 全 球, 假 定 参 考 站 和 用 户 的 定 位 结 果 没 有 误 差 从 图 B.1 可 以 看 出, 如 果 参 考 站 采 用 本 地 基 准, 为 保 证 用 户 定 位 精 度, 应 限 制 用 户 到 参 考 站 的 距 离 79

89 对 用 1.75 户 平 1.50 面 位 置 1.25 的 影 1.00 响 (m) km 250km 200km 150km 100km 50km 10km 参 考 站 基 准 差 异 (m) 图 B.1 参 考 站 基 准 差 异 对 用 户 平 面 位 置 的 影 响 B.3 参 考 站 坐 标 基 准 设 置 方 法 的 比 较 如 果 在 参 考 站 输 入 WGS84 坐 标, 则 其 优 点 在 于 : 改 正 数 仅 代 表 GPS 的 观 测 误 差 ; 用 户 设 备 包 含 到 其 它 基 准 转 换 的 算 法 缺 点 在 于 : 给 用 户 带 入 了 WGS84 坐 标 系 绝 对 定 位 的 不 确 定 因 素 ( 不 确 定 性 的 一 倍 中 误 差 约 为 0.75m~1.0m), 例 如 由 大 陆 漂 移 所 带 来 的 误 差 ; 给 用 户 带 入 了 WGS84 和 本 地 基 准 转 换 的 误 差 如 果 在 参 考 站 输 入 本 地 基 准 坐 标, 则 其 优 点 在 于 : 用 户 定 位 结 果 自 动 基 于 本 地 基 准, 无 须 进 行 调 整 缺 点 在 于 : 参 考 站 调 整 到 本 地 基 准 的 平 移 量 会 限 制 改 正 数 的 可 用 距 离 ; 由 于 用 户 和 参 考 站 到 卫 星 存 在 视 线 差, 因 此 平 移 量 不 能 完 全 适 用 于 用 户, 会 进 一 步 限 制 系 统 的 有 效 作 业 距 离 ; 用 户 在 切 换 参 考 站 时, 很 难 确 定 应 使 用 哪 个 基 准 B.4 北 美 地 区 DGPS 坐 标 基 准 的 选 择 在 北 美 地 区,DGPS 系 统 参 考 站 均 使 用 三 维 的 1983 北 美 基 准 (NAD83), 同 一 个 点 的 NAD83 坐 标 和 WGS84 坐 标 近 似, 差 异 小 于 2m 80

90 附 录 C ( 资 料 性 附 录 ) 载 波 相 位 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 C.1 总 则 本 附 录 介 绍 一 种 评 估 载 波 相 位 观 测 值 载 波 相 位 改 正 数 数 据 质 量 的 方 法, 除 采 用 该 方 法 外, 还 可 采 用 其 它 方 法 来 进 行 数 据 质 量 的 评 估, 只 要 结 果 符 合 差 分 电 文 的 规 定 即 可 本 附 录 包 括 载 波 相 位 观 测 值 数 据 质 量 因 子 的 定 义 以 及 量 化 为 差 分 电 文 中 3bit 数 据 质 量 字 段 的 方 法 等 内 容 C.2 载 波 相 位 观 测 值 接 收 机 载 波 相 位 观 测 值 是 由 接 收 机 相 位 锁 相 环 (PLL) 的 相 位 锁 定 状 态 经 下 式 运 算 得 到 的 式 中 : ( φ ) ( I 2 Q 2 ) ( I 2 Q 2 ) Δ φ 接 收 机 载 波 相 位 观 测 值, 单 位 为 弧 度 ; I 相 同 相 位 分 量, 单 位 为 弧 度 ; Q 正 交 相 位 分 量, 单 位 为 弧 度 cos 2 Δ = / + (C. 1) 对 于 GPS 而 言,I Q 分 量 是 20ms( 一 个 数 据 位 ) 上 的 积 分 值 ( 或 累 计 值 ); 对 于 GLONASS, 则 是 10ms( 一 个 数 据 位 ) 上 的 积 分 值 ( 或 累 计 值 ) 其 中,( I 2 Q 2 ) 与 cos( 2Δ φ ) 信 号 的 信 噪 比 GLONASS 的 100Hz 信 号 的 信 噪 比 成 正 比 C.3 载 波 相 位 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 成 正 比, 也 与 GPS 50Hz 根 据 式 (C.1), 可 按 下 式 可 以 构 成 接 收 机 载 波 相 位 观 测 量 的 数 据 质 量 因 子 1 DQI = arccos(cos(2 Δ φ )) (C. 2) 4π 式 中 : DQI 接 收 机 载 波 相 位 观 测 量 的 数 据 质 量 因 子, 单 位 为 弧 度 ; Δ φ 接 收 机 载 波 相 位 观 测 量, 单 位 为 弧 度 C.4 数 据 质 量 因 子 的 量 化 为 适 应 差 分 电 文 中 3bit 的 数 据 质 量 字 段, 应 对 式 (C.2) 得 到 的 数 值 按 下 式 进 行 量 化 x 1 3 DQI( x) e (C. 3) 256 式 中 : DQI ( x ) 差 分 电 文 中 3bit 载 波 相 位 数 据 质 量 因 子, 单 位 为 周 ; x 数 据 质 量 字 段 的 十 进 制 等 价 数 值, 见 表 C.1 DQI ( x ) 的 数 值 分 辨 率 可 以 保 证 实 时 动 态 差 分 应 用 中 厘 米 级 的 定 位 精 度 要 求 81

91 表 C.1 差 分 电 文 中 的 载 波 相 位 数 据 质 量 二 进 制 代 码 ( x ) DQI ( x ) 周 000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) > 或 cos Δ φ <0 82

92 附 录 D ( 资 料 性 附 录 ) 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 和 多 路 径 误 差 因 子 D.1 总 则 本 附 录 介 绍 一 种 评 估 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 数 据 质 量 的 方 法, 并 概 要 介 绍 了 多 路 径 误 差 因 子 除 采 用 本 附 录 方 法 外, 还 可 采 用 其 它 方 法 来 进 行 数 据 质 量 的 评 估, 只 要 结 果 符 合 差 分 电 文 的 规 定 即 可 D.2 伪 距 观 测 值 误 差 对 于 短 时 间 段 内 的 伪 距 观 测 值, 其 误 差 可 用 下 式 进 行 估 计 : 式 中 : σ τ σ τ 伪 距 观 测 误 差, 单 位 为 米 (m); c 光 速, m/s; R 0 P 码 或 C/A 码 的 分 辨 率, 单 位 为 片 每 秒 ( 片 / 秒 ); S/N 0 信 噪 比 估 计 值, 单 位 为 分 贝 (db); T 对 于 GPS 为 0.02s, 对 于 GLONASS 为 0.01s; d 早 / 晚 间 隔 的 相 关 因 子, 无 量 纲 ; B L 环 路 带 宽, 单 位 为 赫 兹 (Hz) 对 于 点 结 果, 其 误 差 可 用 下 式 进 行 估 计 : c BdN L 0 2N 0 = 1+ (D. 1) R0 2S ( 2 d) ST σ τ c BdN L 0 N0 = 1 R 2S + ST 0 (D. 2) 式 中 : σ τ 伪 距 观 测 误 差, 单 位 为 米 (m); c 光 速, m/s; R 0 P 码 或 C/A 码 的 分 辨 率, 单 位 为 片 每 秒 ( 片 / 秒 ); S/N 0 信 噪 比 估 计 值, 单 位 为 赫 兹 (Hz); B 若 对 伪 距 相 位 观 测 进 行 了 后 平 滑, 则 B = 1/2T, 单 位 为 赫 兹 (Hz); L T 对 于 GPS 为 0.02s, 对 于 GLONASS 为 0.01s; T I 平 滑 间 隔, 单 位 为 秒 (s) D.3 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 L 差 分 电 文 中 伪 距 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 可 基 于 式 (D.1) 和 式 (D.2) 经 量 化 得 到, 见 下 I 83

93 式 注 : 按 此 方 式 定 义 的 位 居 观 测 值 及 其 改 正 数 的 数 据 质 量 因 子 实 际 是 由 环 境 噪 声 引 起 的 伪 距 一 倍 中 误 差 的 短 时 间 估 计 值, 并 不 包 含 多 路 径 和 电 离 层 延 迟 等 影 响 DQI ( x) x e (D.3) 式 中 : DQI ( x ) 量 化 后 的 伪 距 观 测 值 数 据 质 量 因 子, 单 位 为 米 (m); x 4bit 数 据 质 量 字 段 的 十 进 制 等 价 数 值, 见 表 D.1 表 D.1 伪 距 观 测 值 数 据 质 量 因 子 二 进 制 代 码 ( x ) DQI ( x ) m 0000(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) >5.409 D.4 多 路 径 误 差 因 子 多 路 径 影 响 与 参 考 站 设 计 有 关, 较 难 估 计 如 果 在 伪 距 中 进 行 了 多 路 径 影 响 改 正, 则 多 路 径 误 差 因 子 就 是 残 余 多 路 径 影 响 的 一 倍 中 误 差 估 计 值 可 采 用 以 下 两 种 方 式 近 似 估 计 多 路 径 影 响 : 在 短 时 间 (2min~3min) 内 采 用 载 波 相 位 平 滑 伪 距 的 方 法 进 行 估 计, 此 方 法 要 求 时 间 间 隔 足 够 短, 以 避 免 电 离 层 延 迟 影 响 第 二 种 方 法 是 采 用 后 处 理 方 法, 即 用 前 几 天 的 多 路 径 影 响 来 近 似 改 正, 从 而 得 到 残 余 多 路 径 影 响 的 估 计 值, 即 多 路 径 误 差 因 子 84

94 附 录 E ( 资 料 性 附 录 ) 差 分 系 统 中 的 载 波 相 位 改 正 数 E.1 总 则 利 用 载 波 相 位 观 测 值 进 行 差 分 定 位 和 导 航 有 两 种 方 式 : 一 是 将 伪 距 载 波 相 位 等 观 测 数 据 从 参 考 站 传 输 到 用 户, 即 电 文 类 型 18 和 电 文 类 型 19 的 方 式 ; 第 二 种 类 似 于 码 差 分, 即 参 考 站 与 用 户 之 间 只 传 输 改 正 数, 如 电 文 类 型 20 和 电 文 类 型 21 的 方 式 采 用 传 输 改 正 数 的 方 法, 可 以 降 低 定 位 结 果 受 数 据 通 信 时 间 延 迟 或 数 据 发 送 频 度 的 影 响, 也 可 减 小 用 户 的 计 算 量, 但 对 卫 星 信 号 失 锁 恢 复 及 星 历 匹 配 等 提 出 较 高 的 要 求 本 附 录 讨 论 影 响 载 波 相 位 改 正 数 的 主 要 因 素, 并 分 析 采 用 载 波 相 位 改 正 数 方 法 的 优 缺 点 E.2 载 波 相 位 观 测 值 对 接 收 机 钟 差 的 要 求 伪 距 测 量 实 际 上 是 确 定 信 号 离 开 卫 星 的 时 间 和 到 达 接 收 机 天 线 的 时 间 之 差 ( 即 信 号 传 播 时 间 ), 此 数 值 乘 以 光 速 即 可 得 到 伪 距 观 测 值 信 号 离 开 卫 星 的 时 间 应 利 用 导 航 电 文 中 的 卫 星 钟 差 参 数 进 行 修 正, 数 值 很 小 信 号 到 达 接 收 机 天 线 的 时 间 应 进 行 接 收 机 钟 差 改 正, 也 可 在 观 测 4 颗 以 上 卫 星 时, 作 为 未 知 参 数 进 行 计 算 一 般 情 况 下, 如 果 要 达 到 30m 的 定 位 精 度, 则 要 求 接 收 机 时 钟 达 到 100ns 的 精 度 载 波 相 位 测 量 实 际 上 是 进 行 的 卫 星 钟 和 接 收 机 钟 之 间 多 普 勒 测 量, 数 值 比 光 速 小 很 多, 因 此 对 接 收 机 钟 差 的 要 求 要 远 低 于 伪 距 测 量 的 要 求 若 假 定 伪 距 观 测 时 要 求 接 收 机 钟 精 度 达 到 100ns, 则 接 收 机 相 对 于 卫 星 的 多 普 勒 频 移 最 大 值 约 为 5000Hz, 而 载 波 相 位 观 测 的 最 大 误 差 主 要 是 由 L1 频 率 的 周 所 引 起 的, 实 际 距 离 约 为 0.1mm 因 此, 若 要 达 到 1mm 的 载 波 相 位 测 量 精 度, 对 接 收 机 钟 精 度 要 求 为 1ms E.3 载 波 相 位 差 分 对 接 收 机 钟 精 度 的 要 求 载 波 相 位 差 分 对 接 收 机 钟 的 要 求 与 第 E.2 章 中 的 要 求 一 致 在 载 波 相 位 差 分 时, 参 考 站 和 用 户 都 不 应 对 接 收 机 钟 差 进 行 平 滑 或 滤 波 处 理, 否 则 会 加 大 噪 声 影 响, 导 致 定 位 结 果 精 度 降 低 用 户 应 逐 个 历 元 计 算 接 收 机 钟 参 数, 这 样 参 考 站 钟 差 等 都 将 被 用 户 接 收 机 钟 参 数 所 吸 收, 不 至 影 响 用 户 的 定 位 精 度 E.4 载 波 相 位 改 正 数 的 产 生 E.4.1 参 考 站 产 生 载 波 相 位 改 正 数 的 步 骤 在 参 考 站 上 产 生 载 波 相 位 改 正 数 应 遵 循 以 下 步 骤 进 行 : a) 在 载 波 相 位 观 测 值 上 加 入 整 周 模 糊 度 的 近 似 数, 使 之 代 表 卫 星 与 接 收 机 间 的 真 实 距 离 ( 载 波 相 位 距 离 ) 整 周 模 糊 度 的 近 似 值 可 由 人 工 设 定, 或 从 相 应 的 伪 距 观 测 值 推 导 得 出 ; b) 消 除 参 考 站 接 收 机 钟 偏 差 和 变 化 的 影 响 只 要 参 考 站 钟 差 维 持 在 1ms 以 下, 且 用 户 对 钟 差 是 逐 个 历 元 进 行 求 解 的, 则 钟 差 残 差 将 不 会 影 响 用 户 的 定 位 结 果 85

95 E.4.2 载 波 相 位 改 正 数 中 参 考 站 钟 差 的 消 除 方 法 载 波 相 位 改 正 数 要 求 参 考 站 和 用 户 接 收 机 钟 差 的 变 化 应 均 匀 不 能 有 大 的 跳 变 更 重 要 的 是 在 传 输 改 正 数 时, 参 考 站 接 收 机 钟 差 不 应 有 大 的 跳 变 根 据 此 要 求, 可 用 以 下 方 法 从 载 波 相 位 改 正 数 中 消 除 参 考 站 接 收 机 钟 差 影 响 : a) 在 参 考 站 接 收 机 开 始 跟 踪 卫 星 的 第 一 个 历 元 时, 求 各 卫 星 的 载 波 相 位 距 离 ( 加 入 整 周 模 糊 度 ) 与 到 卫 星 几 何 距 离 之 间 的 差 值 将 所 有 差 值 的 平 均 值 作 为 参 考 站 接 收 机 钟 差 先 验 值, 再 从 每 颗 卫 星 载 波 相 位 距 离 中 减 去 钟 差 先 验 值 后, 结 果 作 为 载 波 相 位 改 正 数 传 输 给 用 户 第 一 个 历 元 的 所 有 卫 星 的 载 波 相 位 改 正 数 平 均 值 应 为 0; b) 在 第 二 个 及 后 续 历 元 中, 计 算 所 有 连 续 跟 踪 卫 星 的 载 波 相 位 距 离 与 几 何 距 离 的 差 值, 与 第 一 个 历 元 的 差 值 求 差 后 得 到 差 值 变 化 值, 求 所 有 连 续 跟 踪 卫 星 的 差 值 变 化 值 的 平 均 值, 在 钟 差 先 验 值 上 加 上 此 平 均 值 即 得 到 该 历 元 的 参 考 站 接 收 机 钟 差 从 每 颗 卫 星 的 载 波 相 位 距 离 中 减 去 该 历 元 钟 差 后, 结 果 作 为 载 波 相 位 改 正 数 传 输 给 用 户 历 元 间 只 要 连 续 跟 踪 到 一 颗 卫 星, 按 此 方 法 就 可 得 到 该 历 元 的 参 考 站 接 收 机 钟 差 采 用 以 上 方 法 的 优 点 在 于, 参 考 站 的 卫 星 数 增 加 或 减 少 时, 不 会 引 起 参 考 站 接 收 机 钟 差 大 的 跳 变 缺 点 在 于, 当 卫 星 数 增 加 或 减 少 时, 载 波 相 位 改 正 数 的 平 均 值 可 能 会 偏 离 零 点 E.5 采 用 载 波 相 位 改 正 数 的 优 点 采 用 播 发 载 波 相 位 改 正 数 的 方 式 优 点 在 于 : a) 由 于 载 波 相 位 改 正 数 的 变 化 比 原 始 载 波 相 位 观 测 值 的 变 化 要 慢 的 多, 由 改 正 数 延 迟 导 致 的 改 正 数 的 误 差 也 要 小 的 多, 因 此 参 考 站 和 用 户 接 收 机 的 时 间 同 步 要 求 大 为 降 低 ; b) 由 于 载 波 相 位 改 正 数 数 值 变 化 较 慢, 在 它 们 失 效 前 可 以 持 续 使 用 一 段 时 间, 因 而 降 低 了 对 通 信 链 路 可 靠 性 的 要 求 ; c) 载 波 相 位 改 正 数 数 据 量 较 小, 可 以 减 小 数 据 通 信 的 数 据 传 输 率, 即 用 较 低 速 率 的 通 信 方 法 来 实 现 高 精 度 定 位 ; d) 采 用 原 始 数 据 时, 用 户 必 须 计 算 参 考 站 到 卫 星 的 距 离 采 用 载 波 相 位 改 正 数 的 方 法, 用 户 只 需 计 算 大 气 折 射 影 响, 降 低 了 用 户 计 算 量 E.6 采 用 载 波 相 位 改 正 数 的 缺 点 采 用 播 发 载 波 相 位 改 正 数 的 方 式 缺 点 在 于 : a) 用 户 依 赖 于 参 考 站 进 行 计 算 的 完 好 性 和 可 靠 性 计 算 结 果 的 精 度 水 平 必 须 与 用 户 一 致 ; b) 系 统 发 生 故 障 时, 难 以 进 行 故 障 分 析 和 排 查 对 于 分 布 式 的 参 考 站 网 络, 则 更 为 困 难 86

96 附 录 F ( 资 料 性 附 录 ) RTK 系 统 的 实 现 要 点 F.1 总 则 为 了 使 RTK 系 统 的 用 户 达 到 厘 米 级 的 定 位 精 度,RTK 系 统 的 设 计 应 尽 可 能 地 降 低 因 计 算 精 度 天 线 相 位 中 心 偏 移 等 因 素 带 来 的 影 响 本 附 录 针 对 RTK 系 统 中 的 某 些 重 要 环 节 进 行 讨 论, 包 括 卫 星 位 置 计 算 精 度 天 线 相 位 中 心 稳 定 性 要 求 等 内 容 F.2 卫 星 位 置 计 算 的 精 度 卫 星 位 置 计 算 即 根 据 接 收 到 的 卫 星 导 航 电 文 中 的 卫 星 轨 道 参 数 和 卫 星 钟 参 数, 计 算 在 某 确 定 时 刻 该 卫 星 在 地 心 地 固 系 中 XYZ 坐 标 和 卫 星 钟 差 值 RTK 系 统 中, 参 考 站 和 用 户 对 同 一 卫 星 位 置 和 钟 差 的 计 算 精 度 应 相 同 ( 理 想 状 态 下 应 达 到 亚 毫 米 级 的 计 算 精 度 ), 且 有 效 数 字 位 数 应 相 同 卫 星 位 置 计 算 中 涉 及 三 角 函 数 和 开 方 等 运 算, 在 这 些 运 算 过 程 中, 中 间 参 变 量 的 有 效 数 字 取 值 应 远 高 于 最 后 结 果 ( 位 置 坐 标 ) 的 有 效 数 字 位 数, 以 避 免 因 截 尾 误 差 造 成 的 计 算 精 度 降 低 F.3 天 线 相 位 中 心 稳 定 性 早 期 应 用 中,L1 和 L2 频 率 的 相 位 中 心 被 各 自 模 型 化 为 一 个 点 : 电 文 类 型 22 的 扩 展 部 分 可 发 送 L2 相 位 中 心 相 对 L1 相 位 中 心 的 偏 差 量 长 期 研 究 表 明, 这 种 解 释 过 于 简 单, 并 不 能 满 足 动 态 GPS 测 量 中 高 精 度 应 用 的 要 求 天 线 相 位 中 心 的 位 置 是 随 着 信 号 入 射 角 的 变 化 而 变 化 的, 变 化 方 向 和 大 小 取 决 于 卫 星 的 方 向 方 位 角 和 高 度 角, 且 对 于 L1 和 L2 其 变 化 也 不 相 同, 相 对 于 模 型 化 的 相 位 中 心 点 可 以 达 到 几 十 个 毫 米 因 此, 在 参 考 站 和 用 户 使 用 不 同 类 型 的 天 线 时, 其 位 置 精 度 会 受 到 明 显 影 响 此 外, 天 线 相 位 中 心 的 稳 定 性 也 受 到 天 线 设 计 和 抑 制 板 配 置 的 影 响 目 前, 国 际 科 研 机 构 利 用 多 种 方 法 进 行 天 线 相 位 中 心 校 准, 并 得 到 毫 米 级 精 度 的 模 型 化 的 天 线 校 准 表 由 于 校 准 方 法 尚 未 标 准 化, 因 此 RTK 系 统 的 服 务 提 供 者 可 自 行 决 定 是 否 采 用 天 线 校 准 模 型, 或 是 早 期 的 单 点 相 位 中 心 模 型 RTK 系 统 中, 参 考 站 应 在 差 分 电 文 中 提 供 足 够 的 天 线 配 置 信 息 电 文 类 型 23 可 将 参 考 站 的 天 线 类 型 和 配 置 号 传 递 给 用 户 本 标 准 采 用 IGS 方 法, 采 用 天 线 标 识 符 和 序 列 号 来 识 别 每 种 天 线, 其 中 天 线 标 识 表 明 了 天 线 模 型 生 产 厂 家 及 其 使 用 的 模 型 类 型, 以 及 一 些 诸 如 底 板 和 保 护 罩 等 附 件 类 型 每 种 天 线 通 过 天 线 标 识 和 天 线 序 列 号 来 定 义, 序 列 号 由 生 产 厂 家 给 出 此 外,IGS 也 为 各 种 天 线 提 供 模 型 化 的 校 准 值 建 议 RTK 系 统 的 服 务 提 供 者 应 在 参 考 站 上 使 用 已 公 布 的 天 线 校 准 表 中 的 天 线 类 型, 否 则 应 进 行 天 87

97 线 校 准, 或 主 动 提 供 兼 容 的 校 准 表 某 些 服 务 提 供 者 可 能 会 将 参 考 站 天 线 进 行 单 独 校 准, 此 时 必 须 保 证 能 以 合 适 的 方 式 和 格 式 将 校 准 信 息 发 布 给 用 户 天 线 单 独 校 准 参 数 及 其 配 置 数 据 可 以 用 电 文 类 型 23 广 播 给 用 户 本 标 准 中 的 电 文 类 型 22 电 文 类 型 23 和 电 文 类 型 24 可 用 于 向 用 户 提 供 天 线 类 型 校 准 参 数 等 信 息, 其 中, 电 文 类 型 24 中 以 ARP 为 参 考 表 示 天 线 相 位 中 心 F.4 数 据 期 号 (GPS) 和 日 时 (GLONASS) 在 使 用 导 航 电 文 和 卫 星 钟 改 正 数 据 时, 参 考 站 和 用 户 都 应 使 用 相 同 数 据 期 号 (GPS) 或 相 同 日 时 (GLONASS) 的 数 据 由 于 参 考 站 和 用 户 的 接 收 机 设 备 在 接 收 导 航 电 文 的 流 程 上 可 能 存 在 差 异, 因 此 当 在 参 考 站 计 算 出 改 正 数 并 传 递 给 用 户 时, 二 者 所 用 的 星 历 数 据 可 能 会 有 所 不 同 建 议 参 考 站 在 接 收 到 新 数 据 期 号 ( 或 新 日 时 ) 的 星 历 数 据 后, 等 待 90 秒 后 再 利 用 新 数 据 计 算 改 正 数 并 进 行 传 送, 而 不 是 计 算 并 播 发 两 个 数 据 期 号 ( 或 日 时 ) 的 改 正 数 这 样, 用 户 的 接 收 设 备 就 有 足 够 的 时 间 来 采 集 新 数 据 期 号 ( 或 新 日 时 ) 的 星 历 数 据 F.5 坏 的 参 考 站 数 据 参 考 站 发 送 的 差 分 电 文 中 不 能 包 含 有 任 何 卫 星 的 错 误 或 无 效 数 据 F.6 无 电 离 层 组 合 观 测 值 的 使 用 本 标 准 目 前 不 支 持 无 电 离 层 组 合 观 测 值 的 使 用 F.7 半 周 观 测 值 的 使 用 早 期,L2 载 波 是 通 过 平 方 接 收 机 来 恢 复 的, 这 会 导 致 半 周 观 测 值 目 前 的 接 收 机 都 可 跟 踪 全 波 L2 载 波 信 号 并 获 得 较 好 的 信 噪 比, 很 少 使 用 半 波 接 收 机 在 动 态 应 用 中 则 根 本 不 使 用 本 标 准 不 支 持 半 波 观 测 值 的 使 用 F.8 时 钟 跳 变 的 影 响 GNSS 中 的 伪 距 约 等 于 实 际 距 离 加 上 接 收 机 钟 差, 由 于 接 收 机 存 在 钟 漂, 因 此 伪 距 数 值 会 不 断 变 化, 直 至 超 过 其 最 大 范 围, 所 以 接 收 机 应 设 计 成 能 够 不 时 地 调 整 钟 差, 以 使 钟 差 维 持 一 个 较 小 的 数 量 级 ( 如 1ms) 调 整 接 收 机 钟 差 将 导 致 所 有 卫 星 伪 距 值 的 跳 变, 用 码 观 测 值 减 去 载 波 观 测 值, 即 可 看 到 所 有 卫 星 数 据 的 跳 变 建 议 在 调 整 时, 也 用 同 一 数 值 来 调 整 载 波 相 位 观 测 值, 这 种 调 整 不 会 对 RTK 系 统 的 用 户 产 生 影 响, 但 可 保 证 互 用 性 电 文 类 型 18 和 19 中 相 邻 历 元 的 伪 距 和 载 波 相 位 观 测 值 应 满 足 下 式 要 求 ρ j ρk φj φk t t t t j k j k c f (F. 1) 式 中 : t j 和 t k 相 邻 历 元 j k 的 时 间, 单 位 为 秒 (s); ρ j t j 时 的 伪 距, 单 位 为 米 (m); 88

98 ρ k t k 时 的 伪 距, 单 位 为 米 (m); φ j t j 时 的 载 波 相 位, 单 位 为 周 ; φ k t k 时 的 载 波 相 位, 单 位 为 周 ; c 光 速, 单 位 为 米 每 秒 (m/s); f 标 称 载 波 频 率, 单 位 为 赫 兹 (Hz) F.9 P 码 和 C/A 码 的 联 合 使 用 P 码 ( 或 Y 码 ) 用 户 可 以 使 用 接 收 P 码 载 波 和 P 码 伪 距 信 息 的 参 考 站 的 差 分 数 据 由 于 P 码 和 C/A 码 波 长 不 同, 也 非 完 全 同 步, 因 此 如 果 用 户 使 用 C/A 码, 参 考 站 使 用 P 码, 就 会 产 生 米 级 的 伪 距 测 量 误 差, 反 之 亦 然 F.10 参 考 站 网 络 电 文 类 型 18 和 类 型 19 的 数 据 由 单 个 参 考 站 确 定 当 用 户 离 参 考 站 几 十 公 里 以 外 时, 整 周 模 糊 度 的 精 度 和 可 靠 性 就 开 始 变 差, 因 此 要 覆 盖 成 百 上 千 平 方 公 里 的 区 域 就 需 要 建 立 大 量 的 参 考 站 为 解 决 此 问 题, 参 考 站 网 络 技 术 得 以 发 展, 该 技 术 可 显 著 地 减 少 大 区 域 内 参 考 站 数 量 目 前 的 动 态 电 文 尚 能 完 全 支 持 参 考 站 网 络 技 术 例 如, 无 法 支 持 对 电 离 层 对 流 层 延 迟 等 误 差 源 的 分 离 及 编 码 和 播 发 等 在 某 种 参 考 站 网 络 技 术 中, 网 络 软 件 生 成 虚 拟 观 测 值, 目 的 是 获 得 与 从 用 户 位 置 接 近 的 参 考 站 ( 虚 拟 站 ) 等 价 的 观 测 值, 其 特 征 与 在 虚 拟 站 上 采 集 到 的 实 际 观 测 值 一 样, 电 离 层 和 对 流 层 延 迟 也 应 与 该 处 的 延 迟 一 致 同 样, 观 测 值 也 必 须 象 真 实 参 考 站 那 样 加 入 天 线 相 位 中 心 偏 差 的 影 响 89

99 附 录 G ( 资 料 性 附 录 ) 俄 罗 斯 字 母 表 示 法 G.1 总 则 电 文 类 型 36 用 于 传 输 DGLONASS 参 考 站 的 信 息, 为 与 标 准 的 ASCII 码 兼 容, 本 附 录 给 出 俄 文 字 母 的 扩 展 ASCII 码 表 G.2 俄 罗 斯 字 母 列 表 扩 展 ASCII 表 中,0 到 127 是 标 准 的 ASCII 码, 俄 罗 斯 字 母 对 应 于 从 128 到 191 的 部 分, 见 表 G.1 表 G.1 俄 罗 斯 字 母 扩 展 ASCII 码 表 代 码 字 符 代 码 字 符 代 码 字 符 代 码 字 符 128 А 144 Р 160 а 176 р 129 Б 145 С 161 б 177 с 130 В 146 Т 162 в 178 т 131 Г 147 У 163 г 179 у 132 Д 148 Ф 164 д 180 ф 133 Е 149 Х 165 е 181 х 134 Ж 150 Ц 166 ж 182 ц 135 З 151 Ч 167 з 183 ч 136 И 152 Ш 168 и 184 ш 137 Й 153 Щ 169 й 185 щ 138 К 154 Ъ 170 к 186 ъ 139 Л 155 Ы 171 л 187 ы 140 М 156 Ь 172 м 188 ь 141 Н 157 Э 173 н 189 э 142 О 158 ю 174 о 190 ю 143 П 159 я 175 п 191 я 90

100 附 录 H ( 资 料 性 附 录 ) PZ-90 和 WGS84 坐 标 系 转 换 H.1 总 则 本 附 录 给 出 PZ-90 和 WGS-84 坐 标 系 的 转 换 方 法 H.2 PZ-90 和 WGS84 坐 标 系 的 转 换 建 议 采 用 下 式 进 行 PZ-90 和 WGS84 坐 标 系 的 坐 标 转 换 X X ' DX Scale RZ RY X ' Y Y ' DY RZ Scale RX Y ' = + + Z Z' DZ RY RX Scale Z' (H. 1) 式 中 : [ X Y Z ] WGS84 坐 标 系 的 坐 标, 单 位 为 米 (m); [ X ' Y' Z '] PZ-90 坐 标 系 的 坐 标, 单 位 为 米 (m); DX 原 点 在 X 坐 标 轴 方 向 上 的 平 移 量,DX=0 m; DY 原 点 在 Y 坐 标 轴 方 向 上 的 平 移 量,DY=0 m; DZ 原 点 Z 坐 标 轴 方 向 上 的 平 移 量,DZ=0 m; RX 坐 标 系 围 绕 X 坐 标 轴 的 旋 转 量,RX=0, 单 位 为 弧 度 秒 ; RY 坐 标 系 围 绕 Y 坐 标 轴 的 旋 转 量,RY=0, 单 位 为 弧 度 秒 ; RZ 坐 标 系 围 绕 Z 坐 标 轴 的 旋 转 量,RZ=-0.343, 单 位 为 弧 度 秒 ; Scale 尺 度 比,Scale=1.000 注 :DX DY DZ RX RY RZ Scale 等 转 换 参 数 需 要 采 用 最 新 成 果 91

101 附 录 I ( 资 料 性 附 录 ) DGNSS 设 备 配 置 及 其 设 计 要 求 I.1 总 则 DGNSS 的 典 型 操 作 过 程 如 下 : 将 参 考 站 的 GNSS 接 收 机 安 置 在 已 知 点 上, 计 算 差 分 改 正 数, 将 这 些 改 正 数 向 用 户 广 播 DGNSS 消 除 了 参 考 站 和 用 户 间 共 同 的 大 部 分 误 差, 显 著 地 提 高 了 定 位 精 度, 此 过 程 见 图 I.1 虽 然 传 送 的 信 息 量 较 大, 但 DGNSS 仍 采 用 改 正 用 户 伪 距 观 测 值 而 不 是 改 正 观 测 位 置 的 方 法, 这 样 做 的 理 由 是 : 用 户 观 测 的 卫 星 与 参 考 站 观 测 的 卫 星 可 能 有 所 不 同, 此 时, 如 果 仅 有 一 颗 卫 星 相 同, 那 么 非 公 共 卫 星 的 定 位 误 差 可 能 很 大 两 者 观 测 到 不 同 卫 星 的 原 因 有 : a) 参 考 站 和 用 户 所 用 接 收 机 选 择 卫 星 的 标 准 可 能 不 同 ; b) 由 于 用 户 和 参 考 站 间 的 环 境 差 异, 两 者 对 低 高 度 卫 星 的 能 见 度 不 同 ; c) 用 户 可 能 采 用 全 视 野 接 收 机, 可 观 测 所 有 可 见 卫 星 ; d) 用 户 和 参 考 站 间 距 离 较 长 时, 两 者 对 卫 星 的 可 见 性 不 同 如 果 采 用 广 播 伪 距 改 正 数 时, 用 户 利 用 参 考 站 可 见 卫 星 的 改 正 值 修 正 相 应 卫 星 的 观 测 值, 并 以 修 正 后 的 观 测 值 进 行 定 位, 即 可 解 决 以 上 卫 星 可 见 性 不 同 的 问 题 本 附 录 介 绍 DGNSS 的 系 统 结 构 组 成 和 设 备 配 置 等 要 求, 可 供 DGNSS 的 系 统 运 营 商 设 备 制 造 商 等 参 考 图 I.1 DGNSS 构 成 92

102 I.2 参 考 站 设 备 I.2.1 组 成 参 考 站 由 GNSS 接 收 机 数 据 链 等 设 备 组 成, 其 中 GNSS 接 收 机 由 GNSS 天 线 GNSS 传 感 器 数 据 处 理 器 等 组 成, 数 据 链 由 天 线 发 射 机 等 组 成, 见 图 I.2 参 考 站 架 设 时,GNSS 天 线 和 数 据 链 天 线 应 安 置 在 开 阔 地 带, 应 精 确 确 定 GNSS 天 线 相 位 中 心 的 空 间 位 置 坐 标 卫 星 信 号 差 分 信 号 GNSS 天 线 数 据 链 天 线 GNSS 接 收 机 数 据 链 GNSS 传 感 器 卫 星 数 据 测 量 值 处 理 器 改 正 数 发 生 器 差 分 电 文 数 据 编 组 调 制 器 发 射 机 参 考 站 坐 标 图 I.2 DGNSS 参 考 站 结 构 框 图 I.2.2 接 收 机 结 构 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 是 多 通 道 的, 每 个 通 道 观 测 不 同 的 卫 星 并 产 生 改 正 数 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 是 全 视 野 的, 可 观 测 视 野 内 的 全 部 卫 星 参 考 站 GNSS 接 收 机 对 卫 星 数 据 的 采 集 速 度 应 快 于 用 户 GNSS 接 收 机 I.2.3 卫 星 捕 获 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 可 设 定 卫 星 信 号 的 信 噪 比 阈 值, 屏 蔽 该 阈 值 以 下 卫 星 的 信 号 接 收 即 当 某 颗 卫 星 升 起 时, 接 收 机 连 续 接 收 并 跟 踪 该 卫 星 信 号, 当 其 信 噪 比 达 到 某 个 合 适 值 ( 即 阈 值 ) 且 观 测 值 稳 定 后, 在 连 续 采 集 到 足 够 数 据 后 播 发 该 卫 星 的 改 正 数 据 继 续 该 步 骤 直 至 每 颗 健 康 卫 星 为 减 小 低 高 度 角 卫 星 信 号 受 大 气 地 面 折 反 射 的 影 响, 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 可 设 定 卫 星 截 止 高 度 角, 屏 蔽 该 角 度 以 下 卫 星 的 信 号 接 收 I.2.4 观 测 值 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 能 够 同 时 跟 踪 码 相 位 和 载 波 相 位, 并 由 一 个 内 置 信 号 发 生 器 跟 踪 时 间 延 迟 来 跟 踪 码 相 位, 用 卫 星 的 已 知 码 相 位 进 行 相 位 调 制, 直 至 和 卫 星 信 号 相 关 由 于 卫 星 的 运 动, 信 号 的 时 间 延 迟 通 常 快 速 地 增 大 和 减 少, 也 导 致 载 波 频 率 发 生 多 普 勒 频 移 由 于 93

103 卫 星 位 置 精 确 已 知, 多 普 勒 频 移 和 时 间 延 迟 量 可 以 精 确 观 测 得 到, 因 此, 参 考 站 GNSS 接 收 机 可 利 用 多 个 10s 的 距 离 观 测 值 进 行 平 均, 以 降 低 观 测 值 的 不 确 定 性 参 考 站 GNSS 接 收 机 应 可 根 据 精 确 已 知 的 卫 星 和 参 考 站 空 间 坐 标, 确 定 距 离 误 差 和 距 离 变 化 率 利 用 载 波 相 位 跟 踪, 距 离 变 化 率 确 定 精 度 可 优 于 1cm/s I.2.5 差 分 改 正 数 的 参 考 时 刻 I 卫 星 导 航 系 统 间 的 时 间 偏 差 由 于 GPS 和 GLONASS 都 是 伪 距 测 量 系 统, 需 要 一 个 差 分 改 正 数 的 参 考 时 刻, 该 时 刻 通 过 卫 星 观 测 值 计 算 得 到, 而 不 是 与 地 面 时 间 比 对 的 结 果 这 样 做 的 目 的 在 于 : 减 小 差 分 改 正 数 数 值 范 围, 维 持 在 RTCM SC-104 格 式 可 表 达 的 范 围 内 ; 保 证 足 够 的 稳 定 性, 以 在 多 个 历 元 间 使 用 电 文 类 型 9 或 34 任 何 类 型 的 DGNSS 服 务 都 应 采 用 基 于 卫 星 时 间 的 差 分 改 正 数 参 考 时 刻 不 同 卫 星 导 航 系 统 采 用 并 维 持 不 同 的 时 间 系 统 GPS 差 分 改 正 数 基 于 GPS 时 间,GLONASS 差 分 改 正 数 基 于 GLONASS 时 间 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站 可 以 生 成 两 个 系 统 的 差 分 改 正 数, 用 户 可 以 混 合 GPS 和 GLONASS 卫 星 观 测 值 及 其 相 应 的 差 分 改 正 数 计 算 联 合 定 位 结 果, 但 在 计 算 中,GPS 时 间 和 GLONASS 时 间 的 瞬 间 偏 差 是 未 知 的, 该 偏 差 会 转 移 到 距 离 观 测 值 的 非 公 共 误 差 中 当 用 户 观 测 到 足 够 卫 星 后, 即 可 以 计 算 出 两 个 系 统 间 的 时 间 偏 差 如 果 参 考 站 上 GPS 和 GLONASS 的 时 间 偏 差 已 知, 则 用 户 采 用 较 少 的 卫 星 也 能 获 得 满 意 的 定 位 精 度 由 于 以 上 的 原 因, 电 文 类 型 37 给 出 了 卫 星 导 航 系 统 间 的 时 间 偏 差 电 文 类 型 1 和 9 的 差 分 改 正 数 参 考 时 刻 基 于 参 考 站 的 GPS 时 间, 电 文 类 型 31 和 34 的 差 分 改 正 数 参 考 时 刻 基 于 参 考 站 的 GLONASS 时 间 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站 应 产 生 电 文 类 型 37, 向 用 户 广 播 两 个 系 统 的 时 间 偏 差 I 预 报 改 正 数 的 使 用 对 于 大 多 数 用 户, 建 议 参 考 站 计 算 出 每 个 参 考 时 刻 的 伪 距 和 距 离 变 化 率 改 正 数, 并 向 用 户 广 播 对 于 基 于 参 考 时 刻 的 可 预 测 时 间 且 间 隔 均 匀 的 应 用, 参 考 站 可 以 计 算 伪 距 和 距 离 变 化 率 的 改 正 数 的 先 验 误 差 并 提 交 给 用 户, 用 户 以 此 可 估 计 出 下 一 帧 电 文 参 数 的 精 度 值 I 差 分 改 正 数 参 考 时 刻 的 处 理 方 法 本 标 准 中, 差 分 改 正 数 的 参 考 时 刻 是 用 电 文 头 中 的 改 进 Z 计 数 表 示 的, 以 下 记 为 t 0 t 0 和 当 前 时 刻 (t) 的 关 系 会 影 响 用 户 使 用 改 正 数 的 方 法, 以 下 是 DGNSS 参 考 站 使 用 的 3 种 主 要 方 法 a) 过 去 :t 0 表 示 过 去 的 某 个 时 刻, 即 (t 0 -t)<-0.6s 参 考 站 利 用 t 0 之 前 和 之 后 的 观 测 值 精 确 估 算 出 t 0 的 PRC 和 RRC, 此 方 法 主 要 用 于 事 后 应 用 和 近 实 时 应 用 ; b) 当 前 :PRC 和 RRC 的 t 0 与 所 用 最 新 观 测 值 的 差 异 在 0.6s 以 内, 即 0.6s<(t 0 -t)<0.6s 此 时 差 分 改 正 数 的 延 迟 主 要 是 由 通 信 延 迟 造 成 的 该 方 法 主 要 用 于 实 时 应 用 ; c) 未 来 :t 0 可 能 是 未 来 某 个 时 刻, 即 (t 0 -t)>0.6s 此 方 法 可 抵 消 通 信 延 迟 的 影 响, 但 要 求 计 算 精 确 的 伪 距 加 速 度 值 如 果 在 t 0 和 t 之 间 伪 距 加 速 度 发 生 明 显 变 化, 则 会 在 差 分 改 正 数 中 引 入 明 显 误 差, 该 误 差 是 无 法 用 差 分 方 法 抵 消 的 94

104 DGNSS 系 统 运 营 商 应 根 据 用 户 需 求 确 定 该 使 用 何 种 方 法 在 许 多 要 求 高 精 度, 但 对 实 时 性 要 求 不 高 的 应 用 中, 可 采 用 近 实 时 的 方 法, 即 将 t 0 和 t 的 差 异 控 制 在 30s 以 内 当 前 方 法 提 供 了 最 佳 的 实 时 定 位 能 力, 参 考 站 差 分 改 正 数 中 不 包 含 预 计 误 差 对 于 实 时 用 户,t 0 的 差 分 改 正 数 可 容 易 外 推 到 t 的 差 分 改 正 数, 近 实 时 用 户 可 以 在 t 0 处 获 得 最 佳 的 定 位 精 度 I.2.6 卫 星 健 康 状 态 的 评 估 GNSS 卫 星 本 身 可 以 提 供 信 号 可 靠 性 和 精 度 标 志 参 考 站 应 通 过 比 较 伪 距 观 测 值 与 参 考 站 到 卫 星 的 几 何 距 离 来 独 立 检 查 卫 星 信 号 的 可 靠 性 如 果 卫 星 传 输 了 不 正 确 的 信 号, 则 在 GNSS 地 面 控 制 站 上 载 新 的 健 康 信 息 前, 参 考 站 应 能 立 刻 检 测 出 并 在 差 分 电 文 中 做 出 标 识 参 考 站 也 应 识 别 出 卫 星 信 号 的 显 著 变 化, 或 是 因 SA 或 其 它 误 差 引 起 的 明 显 变 化 I.2.7 电 离 层 影 响 电 离 层 可 以 导 致 卫 星 信 号 的 传 播 群 延 迟, 在 太 阳 活 动 高 峰 期 内 可 达 到 100m, 其 它 时 间 则 为 20m~ 30m, 采 用 电 离 层 模 型 可 消 除 大 部 分 影 响 DGNSS 应 用 中 对 电 离 层 延 迟 的 处 理 有 以 下 两 种 方 式 : a) 不 使 用 电 离 层 模 型 : 参 考 站 不 对 电 离 层 建 模, 依 靠 用 户 和 参 考 站 电 离 层 的 相 关 性 消 减 电 离 层 影 响 在 用 户 和 参 考 站 距 离 较 近 时, 由 于 用 户 处 的 卫 星 信 号 路 径 与 参 考 站 处 的 卫 星 信 号 路 径 相 似, 差 分 计 算 中 用 户 的 群 延 迟 将 被 抵 消 对 于 远 离 参 考 站 的 用 户 ( 如 几 百 公 里 ), 参 考 站 和 用 户 的 群 延 迟 将 有 所 不 同, 其 差 值 在 几 米 左 右, 见 图 I.3 此 方 法 在 参 考 站 与 用 户 较 近, 电 离 层 活 动 不 频 繁 时 较 为 有 效 ; b) 使 用 电 离 层 模 型 : 通 过 对 电 离 层 建 模 ( 如 采 用 导 航 电 文 中 提 供 的 电 离 层 参 数 ), 可 消 除 大 部 分 群 延 迟 如 果 参 考 站 和 用 户 都 使 用 该 模 型, 则 可 以 明 显 提 高 定 位 精 度 可 以 不 断 采 用 新 的 电 离 层 模 型 来 取 代 早 期 模 型, 不 断 提 高 DGNSS 定 位 精 度 在 CORS 电 离 层 研 究 等 采 用 此 方 法 95

105 图 I.3 电 离 层 的 相 关 性 估 计 I.2.8 对 流 层 影 响 对 流 层 对 卫 星 信 号 的 折 射 系 数 几 乎 一 致, 在 对 流 层 顶 端 则 完 全 一 致 其 数 值 取 决 于 温 度 气 压 和 水 汽 的 局 部 压 力 对 流 层 引 起 的 时 间 延 迟 典 型 值 是 天 顶 方 向 3m,3 高 度 角 为 50m 简 单 的 不 包 含 任 何 温 度 和 气 压 观 测 值 的 模 型 可 以 很 好 地 消 除 改 影 响 大 于 5 高 度 角 的 非 模 型 误 差 小 于 1m 导 航 应 用 中 无 须 考 虑 对 流 层 的 影 响 测 量 应 用 中, 可 通 过 建 立 模 型 测 量 局 部 大 气 参 数 等 方 法 减 弱 对 流 层 延 迟 的 影 响 I.2.9 参 考 站 时 钟 要 求 一 般 应 用 中, 参 考 站 和 用 户 即 使 采 用 低 稳 定 度 的 石 英 振 荡 器 ( 石 英 钟 ), 也 可 实 现 高 精 度 的 差 分 定 位 利 用 时 间 同 步 技 术, 石 英 钟 可 以 同 步 到 与 GNSS 时 间 100ns 的 精 度, 因 此 定 位 和 导 航 应 用 中, 无 须 在 参 考 站 上 安 装 铷 钟 和 铯 钟 如 果 参 考 站 的 所 有 观 测 值 的 时 间 同 步 精 度 在 100ns 以 内, 且 电 文 中 的 所 有 差 分 改 正 数 基 于 统 一 的 时 间 基 准, 则 用 户 的 差 分 定 位 结 果 中 则 无 误 差 在 以 下 特 殊 应 用 中, 可 在 参 考 站 或 用 户 配 置 低 漂 移 高 稳 定 的 高 质 量 时 钟 : a) 用 户 工 作 在 时 间 传 递 模 式, 参 考 站 时 间 漂 移 误 差 将 直 接 影 响 用 户 的 观 测 值, 因 此 需 要 在 参 考 站 安 装 高 质 量 的 时 钟 并 通 过 差 分 提 高 时 间 传 递 的 精 度 ; 96

106 b) 在 某 些 可 见 性 受 限 地 区, 通 过 安 装 高 质 量 时 钟, 用 户 可 在 3 颗 卫 星 或 2 颗 卫 星 固 定 高 程 时 进 行 作 业 ; c) 对 于 低 带 宽 数 据 链, 使 用 电 文 类 型 9 可 改 善 差 分 性 能, 使 用 高 质 量 的 时 钟 则 可 以 缩 短 电 文 类 型 9 改 正 数 的 平 均 龄 期 I.2.10 多 路 径 影 响 参 考 站 和 用 户 处 观 测 环 境 可 能 会 在 参 考 站 和 用 户 天 线 上 引 入 显 著 的 传 播 路 径 误 差 参 考 站 接 收 机 的 信 号 处 理 应 设 计 尽 量 降 低 多 路 径 的 影 响,GNSS 天 线 设 计 也 应 将 多 路 径 影 响 消 除 到 最 小 本 标 准 中, 电 文 类 型 19 和 21 包 含 了 参 考 站 多 路 径 误 差, 电 文 类 型 1,2,9,31 和 34 的 UDRE 是 所 有 误 差 的 综 合 影 响, 也 包 括 多 路 径 影 响 I.2.11 参 考 站 坐 标 基 准 DGNSS 参 考 站 使 用 已 知 位 置 来 计 算 差 分 改 正 数 GPS 接 收 机 使 用 WGS84 基 准,GLONASS 接 收 机 使 用 PZ-90 基 准 本 标 准 允 许 参 考 站 采 用 本 地 基 准, 但 基 准 的 改 变 将 影 响 用 户 的 定 位 结 果, 会 造 成 显 著 的 定 位 误 差, 见 附 录 B 如 果 选 择 本 地 基 准, 则 广 播 电 文 类 型 4 是 至 关 重 要 的 建 议 经 常 广 播 电 文 类 型 4 GPS/GLONASS 联 合 参 考 站 应 广 播 电 文 类 型 4, 见 I.3 用 户 设 备 I.3.1 组 成 用 户 设 备 由 GNSS 接 收 机 数 据 链 等 组 成, 其 中 GNSS 接 收 机 由 GNSS 天 线 GNSS 传 感 器 数 字 处 理 器 等 组 成, 数 据 链 由 天 线 接 收 机 等 组 成, 见 图 I.4 I.3.2 接 收 机 结 构 用 户 的 GNSS 接 收 机 可 以 是 多 通 道 型, 或 者 是 单 / 双 通 道 并 行 串 行 或 序 贯 ( 多 路 复 用 ) 计 数 型 接 收 机 用 户 的 GNSS 接 收 机 应 可 观 测 全 视 野 或 分 布 最 好 的 卫 星 组 I.3.3 差 分 改 正 数 的 应 用 用 户 的 GNSS 接 收 机 定 位 时, 应 从 类 型 1 或 9 31 或 34 的 电 文 中 解 出 伪 距 和 距 离 变 化 率, 计 算 出 当 前 时 刻 的 差 分 改 正 数, 见 电 文 类 型 1 中 包 含 参 考 站 确 定 的 卫 星 健 康 信 息, 见 4.3.1, 用 户 可 根 据 需 求 决 定 如 何 使 用 该 信 息 电 文 类 型 2 允 许 用 户 使 用 旧 的 导 航 电 文 ( 即 2 小 时 以 前 的 卫 星 星 历 和 卫 星 钟 数 据 ), 见 电 文 类 型 18~21 可 用 于 RTK 定 位, 用 户 可 用 来 进 行 实 时 和 近 实 时 的 厘 米 到 分 米 级 的 高 精 度 定 位, 见 采 用 运 动 中 初 始 化 (OTF) 的 快 速 模 糊 度 搜 索 技 术 可 使 用 户 提 高 作 业 效 率, 作 业 中 无 须 静 态 检 核 点 97

107 图 I.4 DGNSS 用 户 设 备 结 构 框 图 I.3.4 GPS/GLONASS 接 收 机 GPS 差 分 改 正 数 是 基 于 WGS84 基 准,GLONASS 差 分 改 正 数 是 基 于 PZ-90 基 准 GPS/GLONASS 联 合 接 收 机 应 可 进 行 导 航 系 统 坐 标 基 准 换 算, 确 定 系 统 间 的 时 间 差 异, 利 用 电 文 类 型 37 通 知 用 户, 见 I.4 数 据 链 数 据 链 用 于 在 参 考 站 与 用 户 间 传 输 差 分 电 文, 数 据 链 可 采 用 任 何 模 式 并 工 作 在 任 何 频 率 参 考 站 数 据 链 的 结 构 见 图 J.2, 用 户 数 据 链 的 结 构 见 图 J.4 在 参 考 站, 差 分 电 文 经 编 组 后 调 制 在 数 据 链 载 波 上 形 成 差 分 信 号, 用 户 数 据 链 接 收 到 差 分 信 号 后, 通 过 解 调, 将 数 据 链 间 的 协 议 等 附 加 信 息 剥 离 后, 还 原 出 差 分 电 文, 送 GNSS 接 收 机 处 理 如 果 DGNSS 设 计 为 向 公 众 提 供 服 务, 则 其 数 据 链 可 能 要 求 遵 照 有 关 公 众 通 信 系 统 的 协 议 标 准 如 果 DGNSS 设 计 为 提 供 非 公 众 性 服 务, 则 可 以 在 数 据 链 中 加 入 加 密 算 法, 以 限 制 非 许 可 用 户 的 使 用 对 于 航 海 用 户, 可 以 将 DGNSS 差 分 电 文 调 制 到 无 线 电 信 标 台 信 号 上, 以 低 功 率 现 有 频 率 进 行 超 视 距 的 差 分 信 息 传 输, 此 方 法 具 有 较 大 的 应 用 潜 力 I.5 伪 卫 星 技 术 伪 卫 星 是 一 种 特 殊 的 DGNSS 系 统, 其 差 分 信 号 采 用 与 GNSS 相 同 的 调 制 方 法 编 码 和 频 率 GPS 伪 卫 星 的 测 距 码 与 真 实 卫 星 的 长 度 相 同 但 结 构 不 同,GLONASS 伪 卫 星 通 常 用 信 道 0 或 25 广 播 伪 卫 星 不 仅 广 播 测 距 码, 也 广 播 差 分 电 文, 电 文 的 广 播 速 率 可 从 50bps 提 高 到 250bps 伪 卫 星 采 用 与 GNSS 卫 星 相 同 频 率 广 播 差 分 改 正 数, 用 户 无 须 使 用 数 据 链 天 线 数 据 链 接 收 机 和 界 面 设 备 伪 卫 星 技 术 可 以 提 高 观 测 值 的 可 靠 性, 改 善 几 何 因 子 而 提 高 精 度, 较 为 适 合 于 小 区 域 内 的 陆 地 / 航 98

108 海 应 用 伪 卫 星 信 号 不 能 干 扰 GNSS 卫 星 信 号, 在 用 户 靠 近 伪 卫 星 参 考 站 时, 应 避 免 干 扰 正 常 的 GNSS 卫 星 信 号 I.6 RTK 技 术 GNSS 的 载 波 相 位 观 测 值 已 被 大 量 应 用 于 静 态 动 态 和 伪 动 态 测 量 中, 以 实 现 精 密 定 位 用 户 采 用 本 标 准 中 的 RTK 电 文, 可 实 时 达 到 分 米 级 以 上 的 定 位 精 度 早 期 的 RTK 作 业 中 常 使 用 已 知 点 初 始 化 或 静 止 观 测 初 始 化 的 方 式, 目 前 多 采 用 OTF 技 术 进 行 无 初 始 化 作 业 OTF 技 术 可 以 使 得 用 户 在 运 动 中 完 成 初 始 化 过 程,GPS/GLONASS 联 合 接 收 机 可 以 在 几 秒 中 内 完 成 初 始 化 RTK 作 业 需 要 在 参 考 站 和 用 户 间 建 立 高 速 的 数 据 传 输, 用 户 得 到 的 是 相 对 于 参 考 站 的 坐 标 差 由 于 RTK 采 用 载 波 相 位 观 测 值, 因 此 其 数 据 更 新 率 应 比 常 规 DGNSS 高, 通 常 应 达 到 0.5s 到 2s, 且 需 要 逐 个 历 元 的 运 算 操 作 RTK 精 度 随 着 到 参 考 站 的 距 离 而 降 低, 因 此 多 采 用 视 线 内 传 播 方 式 RTK 的 应 用 包 括 建 筑 疏 浚 海 上 测 量 陆 地 测 量 地 震 测 量 潮 汐 基 准 测 定 航 空 近 进 以 及 降 落 导 航 车 辆 导 航 摄 影 控 制 测 量 陆 地 测 绘 的 参 考 点 测 量 自 动 导 航 和 控 制 距 离 控 制 以 及 传 感 器 检 校 等 等 99

109 附 录 J ( 资 料 性 附 录 ) DGNSS 的 用 户 需 求 与 应 用 J.1 总 则 据 测 试, 不 进 行 差 分 改 正 时,GPS 的 定 位 精 度 约 为 20m( 置 信 度 95%),GLONASS 的 定 位 精 度 约 为 45m( 置 信 度 95%), 可 以 满 足 部 分 航 海 和 陆 地 导 航 的 要 求 陆 地 水 路 船 舶 导 航 船 舶 靠 港 进 港 等 应 用 则 对 卫 星 导 航 定 位 的 精 度 可 用 性 等 指 标 提 出 了 较 高 要 求, 宜 采 用 DGNSS 进 行 定 位 和 导 航 本 附 录 介 绍 DGNSS 应 用 的 用 户 需 求, 其 中 包 含 航 海 航 空 陆 地 测 量 等 各 个 领 域 的 应 用 需 求 J.2 各 类 导 航 应 用 的 用 户 需 求 J.2.1 船 舶 导 航 由 于 GNSS 可 以 提 供 全 球 覆 盖 的 精 度 优 于 50m 的 定 位 服 务, 因 此 广 泛 应 用 于 船 舶 导 航 中 根 据 船 舶 航 行 的 地 域, 可 将 船 舶 导 航 划 分 为 陆 地 水 路 进 港 和 进 近 海 岸 和 大 洋 等 几 类 大 洋 航 行 的 位 置 精 度 要 求 为 1nm~2nm( 即 1.8km~3.7km), 海 岸 航 行 的 精 度 要 求 为 0.25nm( 即 0.46km) 非 差 分 的 GNSS 也 能 满 足 大 洋 和 海 岸 航 行 的 要 求 大 洋 航 行 的 需 求 见 表 J.1, 海 岸 航 行 的 需 求 见 表 J.2 应 用 航 行 安 全 大 型 船 舶 效 率 最 大 化 定 位 精 度 ( 二 倍 中 误 差 ) 期 望 值 最 小 值 :2nm~4nm (3.7km~7.4km) 需 求 值 :1nm~2nm (1.8km~3.7km) 0.1nm~0.25nm (185m~460m) 表 J.1 民 用 航 海 需 求 - 大 洋 阶 段 重 复 性 全 球 覆 盖 范 围 可 用 性 更 新 率 除 两 极 外 的 全 球 区 域 12h 内 至 少 达 到 99.0% 15min 或 按 需 求 ; 最 大 2h 定 位 类 型 平 面 模 糊 度 (99.9% 置 信 度 ) 可 解 算 99.0% 5min 平 面 可 解 算 资 源 开 发 1.0m~100m 1.0m~100m 全 球 99.0% 1min 平 面 可 解 算 搜 寻 操 作 0.1nm~0.25nm (185m~460m) 0.25nm(460m) 国 家 海 域 99.0% 1min 平 面 可 解 算 注 1: 定 位 可 靠 性 取 决 于 使 用 时 间 注 2: 系 统 的 服 务 容 量 应 为 无 限 制 注 3: 表 中 定 位 精 度 数 值 按 用 户 需 求 而 定 船 舶 内 陆 水 路 航 行 时 对 导 航 定 位 精 度 要 求 较 高, 船 舶 监 控 等 领 域 则 要 求 确 保 卫 星 信 号 的 完 整 性 在 港 口 和 进 港 导 航 精 度 要 求 为 8m~20m( 置 信 度 95%), 见 表 J.3 DGNSS 可 满 足 港 口 导 航 的 精 度 要 求 测 试 表 明, 采 用 DGNSS 的 定 位 精 度 可 以 到 5m( 置 信 度 95%) 100

110 船 舶 在 进 港 进 近 及 在 港 口 周 边 区 域 的 机 动 会 影 响 其 它 船 舶 的 安 全 通 过, 在 有 多 个 转 向 的 港 口 通 道 中, 船 舶 应 采 用 航 路 点 导 航 方 式, 此 类 应 用 中 要 求 导 航 系 统 可 以 提 供 相 对 轨 迹 的 横 向 位 置 横 向 偏 移 以 及 到 航 路 点 时 间 等 信 息 对 于 大 型 船 舶, 由 于 其 长 度 可 与 通 道 宽 度 相 比, 因 此 在 通 行 中 也 需 要 航 向 信 息 DGNSS 的 精 度 和 高 动 态 性 能 有 足 够 能 力 支 持 航 路 点 导 航, 在 船 舶 进 近 和 进 港 操 作 中 的 需 求 见 表 J.4 J.2.2 航 空 导 航 航 空 导 航 可 以 分 为 航 路 导 航 着 陆 及 滑 行 等 阶 段 航 路 导 航 要 求 达 到 100 m( 置 信 度 95%) 的 定 位 精 度 即 可 精 密 着 陆 需 要 高 精 度 的 垂 直 引 导 (4.1m, 二 倍 中 误 差 ) 和 水 平 引 导 (17.1m, 二 倍 中 误 差 ) LASS 是 一 种 支 持 近 进 和 着 陆 操 作 的 陆 基 DGNSS 系 统, 采 用 RTCM SC-104 标 准 格 式, 也 可 为 飞 行 器 滑 行 和 机 场 车 辆 运 营 提 供 精 密 定 位 服 务 通 过 地 面 彩 旗 等 辅 助 设 备,DGNSS 也 可 为 靠 近 地 面 飞 行 的 飞 行 器 提 供 沿 指 定 航 路 方 向 的 的 高 精 度 引 导 服 务, 如 农 业 飞 播 作 业 等 它 的 航 空 应 用 应 用 定 位 精 度 ( 二 倍 中 误 差 ) 期 望 值 表 J.2 民 用 航 海 需 求 - 海 岸 阶 段 重 复 性 覆 盖 范 围 可 用 性 更 新 率 定 位 类 型 模 糊 度 (99.9% 置 信 度 ) 航 行 安 全 0.25nm(460m) 海 岸 水 域 99.7% 2min 平 面 可 解 算 游 船 等 小 型 船 舶 的 航 行 安 全 捕 鱼 船 ( 包 括 商 业 体 育 钓 鱼 ) 0.25nm~2nm (460m~ 3700m) 0.25nm(460m) 海 岸 水 域 99.0% 5min 平 面 可 解 算 50ft~600 ft (15m-180m) 海 岸 水 域 / 捕 鱼 区 域 99.0% 1min 平 面 资 源 开 发 1.0m~100m 1.0m~100m 海 岸 区 域 99.0% 1s 平 面 研 究, 执 法 船 0.25nm(460m) 300ft~600ft (90m~180m) 娱 乐 运 动 捕 鱼 0.25nm(460m) 100ft~600ft (30m~180m) 注 1: 定 位 可 靠 性 取 决 于 使 用 时 间 注 2: 系 统 的 服 务 容 量 应 为 无 限 制 注 3: 表 中 定 位 精 度 数 值 按 用 户 需 求 而 定 注 4: 覆 盖 范 围 以 美 国 地 区 为 例 海 岸 水 域 / 捕 鱼 区 域 99.7% 1min 平 面 海 岸 区 域 99.0% 5min 平 面 可 解 算 101

111 应 用 定 位 精 度 ( 二 倍 中 误 差 ) 期 望 值 表 J.3 民 用 航 海 需 求 - 陆 地 水 路 重 复 性 覆 盖 范 围 可 用 性 更 新 率 定 位 类 型 模 糊 度 (99.9% 置 信 度 ) 航 行 安 全 2m~5m 2m~5m 内 陆 水 路 99.9% 1s~2s 平 面 可 解 算 游 船 等 小 型 船 舶 的 航 行 安 全 5m~10m 5m~10m 内 陆 水 路 99.9% 5s~10s 平 面 可 解 算 水 工 及 工 程 船 舶 0.1m~5m 0.1m~5m 内 陆 水 路 99.9% 1s~2s 平 面 或 三 维 可 解 算 注 1: 定 位 可 靠 性 取 决 于 使 用 时 间 注 2: 系 统 的 服 务 容 量 应 为 无 限 制 注 3: 表 中 定 位 精 度 数 值 按 用 户 需 求 而 定 注 4: 覆 盖 范 围 以 美 国 地 区 为 例 应 用 定 位 精 度 ( 二 倍 中 误 差 ) 期 望 值 表 J.4 民 用 航 海 需 求 - 进 近 和 进 港 重 复 性 覆 盖 范 围 可 用 性 更 新 率 定 位 类 型 模 糊 度 (99.9% 置 信 度 ) 大 型 船 舶 和 拖 船 等 的 航 行 安 全 8m~20m 进 港 和 近 进 99.7% 6s~10s 平 面 可 解 算 小 型 船 舶 等 的 航 行 安 全 8m~20m 8m~20m 进 港 和 近 进 99.9% 5s~10s 平 面 可 解 算 资 源 开 发 1m~5m 1m~5m 进 港 和 近 进 99.0% 1s 平 面 可 解 算 工 程 及 工 程 船 舶 平 面 0.1m~5m 平 面 0.1m~5m 平 面 或 进 港 等 99.0% 1s~2s 垂 直 0.1m 垂 直 0.1m 三 维 可 解 算 钓 鱼, 旅 游 及 其 它 小 型 船 舶 8m~20m 4m~10m 进 港 和 近 进 99.7% 根 据 需 求 平 面 可 解 算 注 1: 定 位 可 靠 性 取 决 于 使 用 时 间 注 2: 系 统 的 服 务 容 量 应 为 无 限 制 注 3: 表 中 定 位 精 度 数 值 按 用 户 需 求 而 定 注 4: 覆 盖 范 围 以 美 国 地 区 为 例 J.2.3 陆 地 导 航 与 车 辆 跟 踪 运 营 者 可 以 通 过 GNSS 与 地 面 移 动 通 信 网 络 ( 如 GSM CDMA 等 ) 相 结 合, 实 现 在 控 制 中 心 对 车 辆 进 行 调 度 城 市 乡 村 和 警 察 部 队 公 共 汽 车 卡 车 和 出 租 车 辆 火 车 等 都 可 使 用 此 服 务 大 多 数 城 市 车 辆 用 户 可 以 通 过 DGNSS 获 得 更 高 的 定 位 精 度, 以 精 确 区 分 车 辆 位 于 城 市 中 的 哪 一 条 街 道 采 用 DGNSS 有 助 于 提 高 铁 路 运 输 的 安 全 性 和 有 效 性, 可 使 或 者 轨 道 控 制 更 为 有 效 DGNSS 中 的 RTK 技 术 可 以 使 机 械 精 确 地 沿 着 设 计 的 路 径 移 动, 通 过 建 立 局 部 的 RTK 系 统 可 以 明 显 提 高 地 表 采 矿 建 筑 施 工 等 应 用 中 车 辆 的 运 行 效 率 J.3 DGNSS 的 其 它 应 用 J.3.1 海 上 石 油 天 然 气 勘 探 早 期, 海 洋 石 油 天 然 气 的 勘 探 是 通 过 接 收 来 自 岸 边 固 定 参 考 站 离 岸 平 台 或 锚 定 浮 标 发 射 的 LF 102

112 MF HF VHF UHF 或 SHF 等 无 线 电 信 号, 来 实 现 海 上 定 位 由 于 无 线 电 信 号 受 地 球 曲 率 电 离 层 反 射 干 扰 等 影 响, 因 此 通 常 需 要 安 装 多 个 发 射 台, 且 须 保 持 较 好 的 覆 盖 几 何 图 形 整 个 系 统 也 仅 能 为 少 数 船 舶 提 供 定 位 服 务 目 前,DGNSS 已 取 代 上 述 的 无 线 电 定 位 成 为 海 上 石 油 天 然 气 勘 探 的 主 要 定 位 方 法 采 用 DGNSS 时, 采 用 单 个 参 考 站 点 即 可 作 业, 其 精 度 仅 与 GNSS 设 备 数 据 链 特 性 参 考 站 到 用 户 的 距 离 有 关 石 油 天 然 气 地 质 勘 探 的 许 多 阶 段 都 需 要 精 密 定 位, 包 括 : a) 开 发 : 水 道 测 量 目 标 探 测 常 规 地 震 测 量 三 维 地 震 测 量 井 点 测 量 和 水 管 线 测 量 ; b) 评 估 : 建 筑 查 证 ; c) 声 学 设 备 定 位 ; d) 野 外 开 发 : 储 藏 区 勘 探 裂 缝 定 位 ; e) 生 产 : 开 采 场 地 ; f) 后 生 产 : 封 套 切 除 站 点 清 理 ; g) 大 地 控 制 : 基 于 陆 地 参 考 站 的 站 点 定 位 J.3.2 其 它 海 上 应 用 DGNSS 可 用 于 民 用 海 洋 学 深 海 采 矿 水 道 测 量 海 岸 和 航 道 工 程 和 其 它 海 上 应 用 浮 标 施 工 等 海 洋 测 量 的 各 个 领 域 a) 民 用 海 洋 学 包 括 海 洋 地 质 地 球 物 理 以 及 洋 流 测 量 等 内 容, 在 离 岸 150km~600km 处, 定 位 精 度 需 求 为 1m~10m( 置 信 度 95%), 垂 直 精 度 为 亚 米 级 b) 深 海 采 矿 需 要 绘 制 精 确 的 海 底 地 形 图 并 进 行 平 台 的 精 确 定 位 由 于 DGNSS 定 位 精 度 随 距 离 增 加 而 快 速 降 低, 因 此 用 户 到 参 考 站 的 距 离 应 有 所 限 制 目 前 可 以 通 过 建 立 CORS, 用 卫 星 通 信 的 方 式 向 用 户 提 供 差 分 改 正 数 的 方 法 解 决 以 上 问 题 c) 水 道 测 量 包 括 浅 滩 定 位 和 危 险 区 域 定 位 等 内 容, 在 使 用 大 比 例 尺 (1:10000 以 上 ) 时, 需 要 5m ( 置 信 度 95%) 的 位 置 精 度 d) 海 岸 和 航 道 工 程 包 括 疏 竣 作 业 建 筑 防 浪 堤 港 口 设 计 港 口 维 护 潮 汐 测 量 等 内 容, 一 般 而 言 疏 竣 作 业 需 要 达 到 平 面 米 级 的 定 位 精 度 RTK 可 以 满 足 分 米 级 精 度 的 测 量 需 求 e) 其 它 海 上 应 用 包 括 浮 标 定 位 浮 标 位 置 确 定 电 缆 安 置 和 修 复 以 及 商 业 捕 鱼 等,DGNSS 的 定 位 精 度 可 满 足 它 们 的 要 求 J.3.3 陆 地 测 量 应 用 DGNSS 可 应 用 于 高 速 公 路 铁 路 土 地 产 权 地 震 测 量 大 地 测 量 等 陆 地 测 量 的 各 个 领 域 其 中 陆 地 地 震 测 量 与 海 上 离 岸 测 量 相 似, 即 将 声 波 送 入 地 壳, 由 声 谱 显 示 仪 采 集 测 量 区 域 内 的 反 射 信 号 声 波 是 特 殊 车 辆 发 出 的 低 频 调 频 信 号, 通 过 确 定 车 辆 和 声 谱 显 示 仪 的 位 置, 即 可 得 到 地 质 图 该 应 用 需 要 1m~2m( 置 信 度 95%) 的 定 位 精 度 103

113 J.4 小 结 综 上 所 述,DGNSS 可 以 实 时 提 供 厘 米 级 到 米 级 的 定 位 精 度, 广 泛 应 用 于 航 海 航 空 陆 地 等 各 个 定 位 与 测 量 领 域 104

114 附 录 K ( 资 料 性 附 录 ) 国 际 上 常 用 基 于 无 线 电 导 航 的 DGNSS 系 统 K.1 总 则 在 GNSS 出 现 以 前, 国 际 上 航 海 陆 地 导 航 等 常 使 用 无 线 电 导 航 方 法, 建 立 了 多 个 覆 盖 国 家 大 洋 的 如 罗 兰 C 无 线 电 信 标 等 无 线 电 导 航 系 统 在 GNSS 和 DGNSS 技 术 出 现 后, 这 些 无 线 电 导 航 系 统 多 进 行 了 改 造, 利 用 其 频 率 及 设 备 资 源 广 播 DGNSS 差 分 数 据 信 息, 对 大 洋 及 海 岸 地 区 的 船 舶 定 位 起 到 了 重 要 的 作 用 本 附 录 简 要 介 绍 目 前 国 际 上 常 用 的 无 线 电 导 航 系 统, 以 及 基 于 这 些 系 统 改 造 升 级 后 建 立 的 DGNSS 系 统 K.2 无 线 电 导 航 系 统 K.2.1 无 线 电 信 标 系 统 无 线 电 信 标 是 一 种 用 于 沿 海 航 空 和 陆 地 范 围 内, 向 载 体 提 供 定 向 和 测 距 服 务 的 无 线 电 导 航 系 统 无 线 电 信 标 由 多 个 工 作 于 LF 和 MF 的 全 向 无 线 电 发 射 台 站 组 成, 用 于 向 用 户 提 供 地 面 波 信 号 用 户 采 用 RDF 确 定 飞 行 器 或 船 舶 载 体 到 发 射 台 站 的 方 位 用 于 航 空 的 无 线 电 全 向 信 标 台 工 作 于 190kHz~415kHz 和 510kHz~535kHz, 用 于 航 海 的 无 线 电 信 标 台 工 作 于 283.5kHz~325kHz 无 线 电 信 标 的 定 向 精 度 很 大 程 度 上 依 赖 于 RDF 接 收 机 的 设 计, 典 型 值 是 3 度 (2 倍 中 误 差 ), 即 用 户 距 信 标 台 10nm 可 达 到 0.5 nm, 距 信 标 台 50nm 可 达 到 2.5nm K.2.2 罗 兰 C 和 CHAYKA 罗 兰 C 是 早 期 的 航 海 无 线 电 导 航 系 统, 多 用 于 美 国 海 岸 附 近 民 用 航 海 导 航 定 位 罗 兰 C 是 一 种 脉 冲 双 曲 线 定 位 系 统, 基 本 单 元 是 信 号 发 射 台, 同 一 地 区 的 发 射 台 构 成 一 个 台 站 链, 多 个 台 站 链 覆 盖 更 大 的 区 域 罗 兰 C 信 号 发 播 站 工 作 的 中 心 频 点 为 100kHz, 实 现 定 位 最 少 需 要 3 个 台 站 罗 兰 C 可 以 向 大 范 围 内 提 供 可 靠 的 地 波 服 务, 典 型 系 统 的 覆 盖 范 围 可 达 到 1000nm 采 用 更 高 灵 敏 度 的 接 收 机 可 以 获 得 更 大 的 覆 盖 范 围 罗 兰 C 可 在 覆 盖 范 围 内 提 供 1 天 24 小 时, 可 用 性 99% 的 定 位 服 务, 用 户 定 位 精 度 与 用 户 位 置 有 关,95% 的 标 称 绝 对 精 度 可 达 到 0.25nm(0.46km), 相 对 精 度 和 重 复 性 可 以 达 到 20m~100m CHAYKA 是 与 罗 兰 C 类 似 的 无 线 电 导 航 系 统, 也 采 用 相 同 的 频 率, 参 考 站 主 要 布 设 于 俄 罗 斯 沿 岸 地 区 K.2.3 VOR VOR/DME 和 TACAN 美 国 的 三 种 在 飞 行 途 中 提 供 基 本 导 航 功 能 的 系 统, 分 别 是 VHF 全 方 向 测 距 (VOR) 距 离 测 量 设 备 (DME) 和 战 术 航 空 导 航 (TACAN) 系 统 VOR 用 于 提 供 方 向,DME 提 供 距 离,TACAN 主 要 向 军 105

115 事 用 户 提 供 方 向 和 距 离 这 些 系 统 都 是 采 用 VHF/UHF 的 视 距 系 统, 地 面 覆 盖 范 围 较 为 有 限, 但 在 20000ft(6100m) 高 度 上 它 们 的 覆 盖 半 径 可 以 达 到 200nm(370km) VOR 系 统 的 绝 对 精 度 (2 倍 中 误 差 ) 典 型 值 为 1.4, 即 在 10nm(18km) 距 离 上 可 以 达 到 0.25nm (0.46km), 或 是 在 100nm(185Km) 距 离 上 达 到 2.5 nm(4.6km) 的 定 位 精 度 相 对 精 度 和 重 复 精 度 可 以 达 到 0.25 DME 测 距 系 统 的 绝 对 相 对 和 重 复 性 可 以 达 到 0.1nm(0.18km) TACAN 性 能 相 似 K.3 基 于 无 线 电 导 航 系 统 的 DGNSS 系 统 K.3.1 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 是 在 航 海 用 无 线 电 信 标 台 上 增 加 DGNSS 参 考 站 的 接 收 机 等 设 备, 利 用 无 线 电 信 标 频 率 广 播 差 分 数 据 的 DGNSS 系 统 它 可 为 船 舶 进 港 和 进 近 提 供 优 于 10m(2 倍 中 误 差 ) 的 定 位 精 度 该 系 统 中 的 每 个 信 标 台 可 架 设 多 个 GNSS 参 考 站, 互 为 备 份 IALA 制 订 了 全 球 信 标 台 的 识 别 方 法, 常 用 的 是 信 标 台 广 播 站 ID 参 考 站 ID 和 信 标 台 标 识 符 等, 并 定 期 公 布 全 球 信 标 台 的 各 类 信 息 本 标 准 电 文 类 型 7 27 和 35 中 分 别 采 用 了 不 同 的 识 别 方 法, 使 用 中 应 予 以 注 意, 见 和 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 多 采 用 电 文 类 型 和 16, 某 些 信 标 台 也 广 播 电 文 类 型 15 如 果 地 面 参 考 站 上 具 有 原 子 钟, 通 常 用 电 文 类 型 9 以 代 替 电 文 类 型 1 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 的 完 好 行 监 测 可 以 采 用 RTCM 委 员 会 制 订 的 差 分 GPS 参 考 站 和 完 整 性 监 测 推 荐 标 准 (RSIM) 注 : 有 关 航 海 无 线 电 信 标 台 DGNSS 系 统 的 更 多 信 息 可 见 IALA 的 出 版 物 及 其 网 站, 网 址 为 K.3.2 基 于 罗 兰 C 的 DGNSS 系 统 基 于 罗 兰 C 的 DGNSS 系 统 又 称 为 Loran-Comm 系 统, 它 是 在 罗 兰 C 台 站 增 加 DGNSS 参 考 站 的 接 收 机 设 备, 将 差 分 数 据 调 制 在 罗 兰 C 无 线 电 导 航 信 号 形 成 的 DGNSS 系 统 该 系 统 采 用 了 90 年 代 由 Delft 技 术 大 学 开 发 的 3 态 脉 冲 位 调 制 技 术 Loran-Comm 通 过 信 息 内 容 的 最 小 化 3 态 脉 冲 位 调 制 的 数 据 压 缩 循 环 码 RS 纠 错 编 码 等 技 术, 使 其 具 有 较 强 的 抗 噪 声 和 抗 干 扰 性, 用 户 可 以 在 距 参 考 站 很 远 的 距 离 上 接 收 信 号 并 进 行 差 分 定 位 Loran-Comm 系 统 由 3 部 分 组 成 : 参 考 站 和 完 好 性 监 测 站 发 射 台 和 Loran-Comm 用 户 接 收 机 与 常 规 DGNSS 参 考 站 相 比, 该 系 统 的 参 考 站 需 要 另 外 的 与 罗 兰 C 集 成 的 定 时 和 控 制 设 备 定 时 设 备 包 括 2 到 3 个 铯 钟, 用 于 提 供 稳 定 的 时 间 基 准 Loran-Comm 系 统 的 参 考 站 接 收 机 与 常 规 DGNSS 的 参 考 站 接 收 机 也 不 相 同, 它 可 提 供 2 组 二 进 制 数 据 流 脉 冲, 定 时 设 备 根 据 此 脉 冲 提 供 脉 冲 位 调 制, 用 于 控 制 罗 兰 C 发 射 台 的 速 率 Loran-Comm 系 统 中 的 发 射 台 作 用 距 离 较 长 ( 大 于 600 km) 所 有 链 的 信 息 采 用 同 频 发 射, 同 一 链 中 采 用 TDMA 技 术 区 分 各 参 考 站, 用 CDMA 技 术 区 分 不 同 链, 并 采 用 同 步 数 据 通 信 方 式 Loran-Comm 系 统 的 用 户 接 收 机 可 以 是 具 有 信 号 解 调 和 附 加 解 码 功 能 的 罗 兰 C 接 收 机, 或 是 特 殊 用 106

116 途 的 Loran-Comm 接 收 机 最 简 单 的 接 收 机 无 须 具 有 全 部 罗 兰 C 导 航 能 力, 但 应 具 有 罗 兰 C 系 统 数 据 库, 可 识 别 并 跟 踪 罗 兰 C 信 号, 其 中 数 据 库 和 接 收 的 信 息 应 组 织 成 本 标 准 规 定 的 格 式 和 内 容 全 功 能 的 罗 兰 C 接 收 机 增 加 了 以 下 功 能 : 通 过 比 较 GNSS 卫 星 和 罗 兰 C 伪 距 进 行 扩 展 完 好 性 监 测 ;GNSS 卫 星 和 罗 兰 C 伪 距 位 置 解 的 联 合 计 算 ; 由 跟 踪 的 GNSS 卫 星 和 低 噪 声 的 罗 兰 C 速 度 数 据 解 算 载 体 速 度 参 数 等 目 前 本 标 准 并 不 能 完 全 适 用 于 Loran-Comm 系 统, 将 来 通 过 制 订 兼 容 的 信 息 内 容 等 方 式 解 决 107

117 参 考 文 献 [1] RTCM Recommended Standards For Differential GNSS Edition 2.4(RTCM SC ),RTCM [2] User s Handbook on Datum Transformations Involving WGS84, Special Publication No.60 (S-60).International Hydrographic Bureau [3] National Imagery and Mapping Agency publication, Technical Report DMA TR8350.2,National Imagery and Mapping Agency [4] Interface Between Data Terminal Equipment& Data EIA-232 EIA232 (EIA ), Electronic Industry Association [5] Electrical Characteristics of Balanced Voltage Digital Interface Circuits EIA-422 EIA422 (EIA ), lectronic Industry Association [6] General purpose 37-position&9-position Interface for Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange EIA-449 EIA449 (EIA ), Electronic Industry Association [7] Bit-Sequencing/American National Code/Information ANSIX3.15 ANSI-X3.15 (ANSI-X ), American National Standards Institute [8] Character Structure&Character Parity Sense/Seria ANSIX3.16 ANSI-X3.16 (ANSI-X ), American National Standards Institute 108