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GB/T 39398-2020

基本信息

标准号: GB/T 39398-2020

中文名称:全球连续监测评估系统(iGMAS)监测评估参数

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 全球 连续 监测 评估 系统 参数

标准分类号

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出版信息

相关单位信息

标准简介

GB/T 39398-2020.Monitoring and assessment parameters of international GNSS monitoring and assessment system ( iGMAS).
1 范围
GB/T 39398规定了全球连续监测评估系统(iGMAS)对全球卫星导航系统(GNSS)运行状态、服务性能进行监测和评估所涉及的监测评估参数分类、星座状态参数、空间信号参数、空间信息参数、服务性能参数等要求。
GB/T 39398适用于卫星导航系统工程建设与运行维护,以及民航、海事、交通、电力、通信等行业对卫星导航服务性能的监测与评估工作。
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 39267-2020北斗 卫星导航术语
3术语、定义和缩略语
3.1
术语和定义
GB/T 39267-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
空间信号健康状态 health status of signal-in-space
导航电文中用于指示空间信号是否正常的状态参数。
3.1.2
信号中断 signal outages
导航卫星不能播发状态为“健康”的空间信号。
注1:空间信号包括信号不播发、播发非标准码,以及信号状态为“不健康”。
注2:信号中断包括计划中断和非计划中断。
3.1.3
计划中断 scheduled suspensions
在卫星信号预计将不符合ICD文件规定的性能时,提前发出通知的卫星信号中断。
3.1.4
非计划中断 unsched uled outages
计划中断之外的由系统故障或维修事件等造成的卫星信号中断。
注:在非计划中断发生后宜尽快通知用户。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDS:北斗卫星导航系统( BeiDou Navigation Satellite System)

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标准内容

ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39398—2020
全球连续监测评估系统(iGMAS)监测评估参数
Monitoring and assessment parameters of international GNSSmonitoring and assessment system (iGMAS)2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
规范性引用文件
术语、定义和缩略语·
术语和定义
缩略语
监测评估参数分类
星座状态参数
卫星健康状态参数
卫星轨道参数
精度因子(DOP)
空间信号参数
用户接收信号申平
功率谱偏差
基带信号数字畸变
信号分量间相位偏差
信号相关损失
测距码相位相对一致性
空间信息参数
广播轨道精度
广播钟差精度
空间信号距离误差(SISRE)
空间信号距离变化率误差(SISRRE)目
空间信号距离二阶变化率误差(SISRAE)空间信号完好性免费标准bzxz.net
空间信号连续性
空间信号可用性
广播电离层延迟模型精度
广播TGD精度
协调世界时偏差误差(UTCOE)
系统时性能参数
卫星钟性能
BDT与GNSS系统时偏差误差(BGTOE)坐标系统转换
服务性能参数
定位精度
GB/T39398—2020
GB/T39398—2020
测速精度
系统时授时精度
PDOP可用性
定位服务可用性
定位服务连续性
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录C(资料性附录)
精度因子的计算方法
广播轨道精度计算
广播钟差精度计算
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中央军委装备发展部提出。本标准由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口。GB/T39398—2020
本标准起草单位:西安测绘研究所、中国卫星导航工程中心、中国科学院国家授时中心、战略支援部队信息工程大学、中国科学院上海天文台、中国航天标准化研究所,本标准主要起草人:贾小林、焦文海、李建文、阮仁桂、刘莹、贺成艳、胡志刚、王雪、苏牡丹、朱永兴、任夏、张慧君、宋淑丽、王凯、王维嘉。S
1范围
全球连续监测评估系统(iGMAS)监测评估参数
GB/T39398—2020
本标准规定了全球连续监测评估系统((iGMAS)对全球卫星导航系统(GNSS)运行状态、服务性能进行监测和评估所涉及的监测评估参数分类、星座状态参数、空间信号参数、空间信息参数、服务性能参数等要求。
本标准适用干卫星导航系统工程建设与运行维护,以及民航、海事、交通、电力、通信等行业对卫星导航服务性能的监测与评估工作。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干本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用干本文件。GB/T39267—2020北斗卫星导航术语3
术语、定义和缩略语
术语和定义
GB/T39267一2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
空间信号健康状态healthstatusof signal-in-space导航电文中用于指示空间信号是否正常的状态参数。3.1.2
信号中断
fsignal outages
导航卫星不能播发状态为“健康”的空间信号注1:空间信号包括信号不播发、播发非标准码,以及信号状态为“不健康”。注2:信号中断包括计划中断和非计划中断。3.1.3
计划中断
Fscheduled suspensions
在卫星信号预计将不符合ICD文件规定的性能时,提前发出通知的卫星信号中断。3.1.4
funscheduled outages
非计划中断
计划中断之外的由系统故障或维修事件等造成的卫星信号中断。注:在非计划中断发生后宜尽快通知用户。3.2
2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDS:北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem)1
GB/T39398—2020
BDT:北斗时(BeiDouTime)
BGTOE:BDT与GNSS系统时偏差误差(BDT/GNSSTimeOffsetError)DCB:差分码偏差(DifferentialCodeBias)DOP:精度因子(DilutionofPrecision)Galileo:伽利略卫星导航系统(GalileoNavigationSatelliteSystem)GEO:地球静止轨道(GeostationaryEarthOrbit)GLONASS:全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPS:全球定位系统(GlobalPositioningSystem)ICD:接口控制文件(InterfaceControlDocument)ICG:全球卫星导航系统委员会(InternationalCommitteeonGlobalNavigationSatelliteSystems)IGSO:倾斜地球同步轨道(InclinedGeoSynchronousOrbit)iGMAS:全球连续监测评估系统(InternationalGNSSMonitoringandAssessmentSystem)MEO:中圆地球轨道(MediumEarthOrbit)RMS:均方根(RootMeanSquare)SIS:空间信号(SignalinSpace)SZAG
SISRAE:空间信号距离二阶变化率误差(SignalinSpaceRangeAccelerationError)SISRE:空间信号距离误差(SignalinSpaceRangeError)SISRRE:空间信号距离变化率误差(SignalinSpaceRangeRateError)TECU:总电申子含量单位(TotalEelectronContentUnit)TGD:群延迟时间改正(TimeCerroctionofGroupDelay)UTC:协调世界时(CoordinatedUniversalTime)UTCOE:协调世界时偏移误差(UTCOffsetError)4监测评估参数分类
监测评估参数分为以下4类:
星座状态参数;
一空间信号参数;
一空间信息参数;
服务性能参数。
5星座状态参数
卫星健康状态参数
标识卫星导航信号是否可用的参数,一般从卫星导航电文获取,通常分为健康、不健康两种状态。卫星轨道参数
表征在轨卫星的空间位置及速度的参数,一般采用开普勒轨道根数表示,包括轨道长半轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角和平近点角。5.3
精度因子(DOP)
精度因子(DOP)分为以下5种:
几何精度因子(GDOP);
位置精度因子(PDOP);
一垂直精度因子(VDOP):
水平精度因子(HDOP);
一时间精度因子(TDOP)。
可按单GNSS星座或多GNSS星座组合计算,具体计算公式参见附录A。6空间信号参数
6.1用户接收信号电平
GB/T39398—2020
表征卫星导航信号功率特性。通过测量卫星导航信号到达地球近地表面的功率申平获得。包含地面接收功率最小值及地面接收功率稳定度两个参数:a)地面接收功率最小值:在卫星高度角大于5°、地球表面附近的接收机右旋圆极化天线为0dB增益的情况下,卫星导航信号到达接收机天线输出端各支路信号最小功率申平;b)
地面接收功率稳定度:在卫星高度角大于5°、地球表面附近的接收机右旋圆极化天线为0dB增益的情况下,任意30min内卫星导航信号到达接收机天线输出端各支路信号申平的最大值与最小值之差
6.2功率谱偏差
表征卫星导航信号功率谱特性。在频率分辨率为1kHz情况下,利用主瓣带宽内的实测信号与设计信号的归一化功率谱密度包络之差计算获得。分析参数主要为偏差最大变化量,是指在80%的主瓣带宽内实测信号与设计信号功率谱密度包络的差值曲线中最大值与最小值之差。实测信号与设计信号功率谱密度包络差值曲线如图1所示,功率谱偏差为△力,单位为分贝瓦每千赫(dBW/kHz)。
6.3基带信号数字畸变
额率/MHz
实测信号
设计信号
图1功率谱密度包络差值曲线示意图表征卫星导航信号时域波形特性。通过统计实测卫星基带信号码片持续时间与设计基带信号码片持续时间差值得到。
基带信号数字畸变示意图如图2所示。图中,黑色虚线为实测卫星基带信号波形,t,表示实测卫3
GB/T39398—2020
星基带信号码片持续时间,单位为纳秒;红色实线为设计卫星基带信号波形,t2表示设计基带信号码片持续时间,单位为纳秒;则△t表示基带信号数字畸变,单位为纳秒,A/=h(2
图2基带信号数字畸变示意图
6.4信号分量间相位偏差
表征卫星导航信号调制特性。卫星导航信号分量间相位偏差是指同频点各信号分量之间的实测载波相位差与设计载波相位差的差值。按公式(1)计算。p(f.w.w)=(fmm)—P(f.mm)
式中:
Ap(f.m.n)
f频点信号分量m与信号分量n之间相位偏差,单位为弧度(rad):f频点信号分量m与信号分量n之间的实测载波相位差,单位为弧度(rad):f频点信号分量m与信号分量n之间的设计载波相位差,单位为弧度(rad))。6.5信号相关损失
表征卫星导航信号相关特性。相关损失是指卫星导航信号工作带宽内的实测基带信号相关功率与设计基带信号相关功率之差,其中实测基带信号相关功率通过实测基带信号与本地复现参考信号的归一化相关运算,见公式(2),设计基带信号相关功率通过本地复现参考信号归一化自相关运算,见公式(3),相关损失按照公式(4)计算Sreal(t). Srer(t-t)dt
CCF(t)
s()'dt
|Srer(t)2dt
PccF=max averalle (20 ·IgL|CCF(t)J)CL=PccF.ref —PcFreal
式中:
CCF(t)
Sreal(t)
Ser(t-t)
PccF.real
接收信号与本地复现信号时延t时,导航信号互相关归一化计算值;互相关计算时延差偏移量,单位为秒(s);积分时间,通常为所分析信号的一个主码周期,单位为秒(s);历元t时刻,工作带宽内的实测基带信号;(2)
·(3)
·(4)
历元t时刻,工作带宽内的与接收信号时延为的本地复现参考信号共钜,其中上标*表示共轭:
积分运算的时间步进量,单位为秒(s);积分周期内的归一化相关功率最大值,单位为分贝(dB);积分周期内的最大值计算函数;在积分周期内,设计基带信号归一化相关功率最大值,单位为分贝(dB);在积分周期内,实测基带信号归一化相关功率最大值,单位为分贝(dB);CL
相关损失,单位为分贝(dB)。
6.6测距码相位相对一致性
GB/T39398—2020
表征测距码相位一致性。通过统计一段时间内的同频点各支路测距码之间相位变化量之差获得。按公式(5)计算。
A=[of.r(t+tin)-(t)-[of.(t+tin)—pf(t)式中:
f频点支路与y支路测距码间相位相对一致性参数值,单位为纳秒(ns);t时刻f频点α支路测距码伪距测量值,单位为纳秒(ns);Pf.(t)—
一t时刻f频点y支路测距码伪距测量值,单位为纳秒(ns);t inc
时间间隔,单位为秒(s)。
空间信息参数
7.1广播轨道精度
表征利用广播星历轨道参数计算得到的卫星位置精度。计算方法参见附录B。7.2广播钟差精度
表征利用广播星历钟差参数计算得到的卫星钟差精度。计算方法参见附录C。7.3空间信号距离误差(SISRE)(5)
广播轨道和钟差误差引起的卫星至用户距离误差。在卫星导航信号覆盖范用内,SISRE的统计精度按公式(6)计算。
EsisRE=(aO-co.)?+β(OA+o)
式中:
EsISRE
SISRE的统计精度,单位为米(m);径向误差映射因子:
广播轨道径向精度,单位为米(m);光在真空中的传播速度,单位为米每秒(m/s);广播钟差精度,单位为秒(s);
迹向、法向误差映射因子;
广播轨道迹向精度,单位为米(m);广播轨道法向精度,单位为米(m)。(6)
对于典型的GNSS卫星轨道高度,在观测截至高度角位5°的情况下,映射因子α和β按表1取值。GNSSSISRE映射因子(截止高度角为5°)表1
导航系统
卫星类型
映射因子
GEO/IGSO
35786km
21528km
20200km
GLONASS
19100km
Galileo
23222km
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