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GB/T 39414.1-2020

基本信息

标准号: GB/T 39414.1-2020

中文名称:北斗卫星导航系统空间信号接口规范第1部分:公开服务信号B1C

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: 北斗 卫星 导航系统 空间 信号 接口 规范 公开 服务

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出版信息

相关单位信息

标准简介

GB/T 39414.1-2020.Interface specification for signal in space of BeiDou navigation satellite system-Part 1:Open service signal B1C.
1范围
GB/T 39414的本部分规定了北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)空间星座和用户终端之间公开服务信号BIC的信号特性、导航电文结构及用户算法等。
GB/T 39414.1适用于使用BIC信号的卫星导航产品的研制、生产和检验。
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(包括所有修改单)适用于本文件。
GB/T 39267北斗 卫星导航术语
3术语和定义 、缩略语
3.1术语和定义
GB/T 39267界定的术语和定义适用于本文件。
3.2缩 略语
下列缩略语适用于本文件。
AIF :系统告警标识(Accuracy Integrity Flag)
BDCS:北斗坐标系(BeiDou Coordinate System)
BDGIM:北斗全球电离层延迟修正模型( BeiDou Global lonospheric delay correction Model)
BDS:北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System)
BGTO:北斗时与其他GNSS系统时的偏差( BDT-GNSS Time Offset)
BOC:二进制偏移载波(Binary Offset Carrier)
CGCS2000:2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000)
CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)
DIF:电文完好性标识(Data Integrity Flag)
ECI:地心惯性(坐标系)(Earth Centered Inertial)
EOP :地球定向参数( Earth Orientation Parameters)
GEO:地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit)

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标准内容

ICS49.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39414.1—2020
北斗卫星导航系统空间信号接口规范第1部分:公开服务信号B1C
Interface specification for signal in space of BeiDou navigation satellite system-Part1:OpenservicesignalB1C
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
术语和定义、缩略语
术语和定义
缩略语
4北斗系统概述
空间星座
坐标系统
时间系统
信号特性
信号结构
信号调制
电平映射
极化方式
载波相位噪声
相关损耗
数据/码一致性
信号-
一致性
地面接收功率申平
测距码特性
测距码结构
B1C信号测距码
导航电文结构·
导航电文概述
B-CNAV1导航申文
导航申文参数和算法·
测距码编号
页面类型
系统时间参数
电文数据版本标识
钟差参数…
群延迟修正参数
星历参数
GB/T39414.1—2020
GB/T39414.1—2020
电离层延迟改正模型参数
中等精度历书
简约历书
地球定向参数
BDT-UTC时间同步参数
BGTO参数
卫星健康状态
卫星完好性状态标识
空间信号精度指数
空间信号监测精度指数
符合性验证方法
信号特性验证方法…
测距码特性验证方法
导航电文结构验证方法:
导航申文参数算法验证方法
附录A(资料性附录)多进制LDPC编译码方法及示例.=
GB/T39414《北斗卫星导航系统空间信号接口规范》分为4个部分:第1部分:公开服务信号B1C;
-第2部分:公开服务信号B2a;
—第3部分:公开服务信号B1I;第4部分:公开服务信号B31。
本部分为GB/T39414的第1部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由中央军委装备发展部提出。本部分由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口。GB/T39414.1—2020
本部分起草单位:中国卫星导航工程中心、中国航天标准化研究所、北京卫星导航中心、中国航天科技集团公司第五研究院、中国科学院微小卫星创新研究院、华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学、中国航天申子技术研究院。本部分主要起草人:宿晨庚、高为广、卢、阮航、王维嘉、许冬彦、高扬、刘成、干梦丽、唐祖平、黄勤、姚铮、麻智超、董海青、任前义GnC
GB/T39414.1—2020
北斗卫星导航系统分为北斗一号、北斗二号和北斗三号三个建设发展阶段。北斗卫星导航系统目前已发布的公开服务信号包括B1I、B2I、B3I、B1C和B2a。其中,B1I、B3I信号在北斗二号和北斗三号的中圆地球轨道(MEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和地球静止轨道(GEO)卫星上播发,提供公开服务;B2I信号在北斗二号所有卫星上播发,提供公开服务,在北斗三号卫星上将被B2a信号取代;B1C、B2a信号在北斗三号中圆地球轨道(MEO)卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星上播发,提供公开服务。
GB/T39414的本部分主要定义了北斗系统空间星座和用户终端之间公开服务信号B1C的相关内容,包括空间信号射频特性、测距码、导航电文结构、导航电文参数和用户算法等,可作为北斗卫星导航产品设计、研制及应用的重要依据。SAC
1范围
北斗卫星导航系统空间信号接口规范第1部分:公开服务信号B1C
GB/T39414.1—2020
GB/T39414的本部分规定了北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)空间星座和用户终端之间公开服务信号B1C的信号特性、导航申文结构及用户算法等。本部分适用干使用B1C信号的卫星导航产品的研制、生产和检验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干本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本文件。GB/T39267北斗卫星导航术语
3术语和定义、缩略语
3.1术语和定义
GB/T39267界定的术语和定义适用于本文件。3.2
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AIF:系统告警标识(AccuracyIntegrityFlag)BDCS:北斗坐标系(BeiDouCoordinateSystem)BDGIM:北斗全球电离层延迟修正模型(BeiDouGlobalIonosphericdelaycorrectionModel)BDS:北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem)BGTO:北斗时与其他GNSS系统时的偏差(BDT-GNSSTimeOffset)BOC:二进制偏移载波(BinaryOffsetCarrier)CGCS2000:2000中国大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)CRC:循环穴余校验(CyclicRedundancyCheck)DIF:电文完好性标识(DataIntegrityFlag)ECI:地心惯性(坐标系)(EarthCenteredInertial)EOP:地球定向参数(EarthOrientationParameters)GEO:地球静止轨道(GeostationaryEarthOrbit)GF:伽罗瓦域(GaloisField)
GLONASS:格洛纳斯卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPS:全球定位系统(GlobalPositioningSystem)HOW:周内小时计数(HoursOfWeek)1
GB/T39414.1—2020
IERS:国际地球自转参考系服务(InternationalEarthRotationandReferenceSystemsService)IGSO:倾斜地球同步轨道(InclinedGeoSynchronousOrbit)IODC:钟差参数版本标识(IssueofData,Clock)IODE:星历参数版本标识(IssueofData,Ephemeris)IRM:IERS参考子午面(IERSReferenceMeridian)IRP:IERS参考极(IERSReferencePole)LDPC:低密度奇偶校验(LowDensityParityCheck)MEO:中圆地球轨道(MediumEarthOrbit)MJD:约化儒略日(ModifiedJulianDate)MSB:最高有效位(MostSignificantBit)NTSC:国家授时中心(NationalTimeServiceCenter)PRN:伪随机噪声(Pseudo-RandomNoise)QMBOC:正交复用二进制偏移载波(QuadratureMultiplexedBinaryOffsetCarrier)RHCP:右旅圆极化((Right-HandCircularPolarization)RMS:均方根(RootMeanSquare)SIF:信号完好性标识(SingalIntegrityFlag)SISA:空间信号精度(SingalinSpaceAccuracy)SISAI:空间信号精度指数(Singal inSpaceAccuracyIndex)SISMA:空间信号监测精度(SingalinSpaceMonitoringAccuracy)SISMAI:空间信号监测精度指数(SingalinSpaceMonitoringAccuracyIndex)SOH:小时内秒计数(SecondsofHour)TEC:总申子含量(TotalElectronContent)TECu:总申子含量单位(TotalElectronContentunit)UT:世界时(UniversalTime)
WN:整周计数(WeekNumber)
4北斗系统概述
空间星座
北斗全球系统标称空间星座由3颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星组成,并视情部署在轨备份卫星。GEO卫星轨道高度35786km,分别定点干东经80°110.5°和140°;IGSO卫星轨道高度35786km,轨道倾角55;MEO卫星轨道高度21528km,轨道倾角55°。4.2
坐标系统
北斗系统采用北斗坐标系(BDCS),北斗坐标系的定义符合IERS规范,与CGCS2000定义一致(具有完全相同的参考椭球参数),具体定义如下:a)原点、轴向及尺度定义包括:1)原点位于地球质心;
Z轴指向IERS定义的参考极(IRP)方向;3)X轴为IERS定义的参考子午面(IRM)与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线;Y轴与Z、X轴构成右手直角坐标系;4)
5)长度单位是国际单位制(SI)米。b)
参考椭球定义:BDCS参考椭球的几何中心与地球质心重合,参考椭球的旋转轴与Z轴重合。2
BDCS参考椭球定义的基本常数见表1。表1
BDCS参考椭球定义的基本常数
长半轴
地心引力常数(包含大气层)
地球自转角速度
时间系统bzxz.net
GB/T39414.1—2020
a=6378137.0m
μ=3.986004418×10m/s*
f=1/298.257 222101
Q=7.2921150×10-\rad/s
北斗系统的时间基准为北斗时(BDT)。BDT采用国际单位制(SI)秒为基本单位连续累计,不秒,起始历元为2006年1月1日协调世界时(UTC)00时00分00秒。BDT通过UTC(NTSC)与国际UTC建立联系,BDT与国际UTC的偏差保持在50ns以内(模1s)。BDT与UTC之间的闰秒信息在导航电文中播报。
5信号特性
信号结构
B1C信号的载波频率、调制方式及符号速率见表2。表2B1C信号结构
信号分量
数据分量B1C_data
导频分量B1C_pilot
信号调制
载波频率/MHz
调制方式
QMBOC(6,1,4/33)
符号速率/sps
信号的调制方式采用功率归一化的复包络形式来描述。假设一个调制信号的复包络基带信号sx(t)表示,其描述了调制信号在载波调制之前所真正包含的信号结构与信息内容,表达式见公式(1):Sx(t)=$xi(t)+jsx2(t)
式中:
复包络基带信号;
sx(t)
Sxi(t)——复包络的实部,代表信号的同相分量;1
虚数单位:
sx2(t)——复包络的虚部,代表信号的正交分量。该调制信号也可以用一个经载波调制后的带通信号Sx(t)表示,见公式(2):Sx(t)=/2Px[sxi(t)cos(2元fxt)-Sx2(t)sin(2元fxt)式中:
带通信号;
信号功率;
......(2)
GB/T39414.1—2020
信号载波频率。
基带信号sx(t)和带通信号Sx(t)是同一个信号的两种表达方式,二者可以相互转换。B1C信号的复包络见公式(3):
式中:
SBIc(t)
S BIC-data (t)
SBICpilor(t)
SBIc(t)=SBIC_data(t)+js BIC_pilor (t)B1C信号复包络;
..(3)
数据分量,由导航申文数据DBIC-data(t)和测距码CBIC_data(t)经子载波SCBIC-data(t)调制产生,采用正弦BOC(1,1)调制方式;导频分量,由测距码CBIC-pilot(t)经子载波SCBIC-pilat(t)调制产生,采用QMBOC(6,1,4/33)调制方式。
数据分量与导频分量的功率比为1:3,两个分量的数学表达式见公式(4)和公式(5):SBIC_dnta(t)
-DBIC_data(t)·CBICdnta(t)·SCBIC_datn(t)SBICpilo (t):
CBIC_pilt(t)· SC BIC_pilor (t)2
数据分量SBIC-data(t)中DBIC-data(t)的数学表达式见公式(6):DBIC-data(t)
式中:
d BIC_data
pr(t)=
TBIC_data
d BIC-datnk]pTBIC_dara(t kTBIC-data)B1C信号的导航申文数据码;
lo,其他
,是宽度为T的矩形脉冲函数;
相应的数据码片宽度。
CBIC_dat(t)和CB1C_pilot(t)测距码的数学表达式见公式(7)和公式(8):CBIC-dt(t)=
CBIC-pilar(t)=2
式中:
CBIC_data和 C BIC_pilot
NBIC_data和NBIC_pilot
T_BIC=1/RBIC
CBICdhta[k]pTemc(t-(NBICdatan+k)TBIc)C BIC_pilor[k]pTeBic(t-(NBIC_pilot n+k)TBIc)数据分量和导频分量的测距码序列(取值为土1);对应分量的测距码码长,其值均为10230;B1C信号的测距码码片宽度;
R。BIc=10.23Mbps——B1C信号的测距码速率。B1C数据分量的子载波sCBIC_data(t)表达式见公式(9):SCBIC_data(t)=sign(sin(2πfse_BICat))式中:
子载波频率,1.023MHz
(4)
(5)
.(7)
B1C导频分量的子载波sCBIC_pilat(t)为QMBOC(6,1,4/33)复合子载波,由相互.正交的BOC(1,1)子载波和BOC(6,1)子载波组合构成,二者功率比为29:4。SCBIC-plat(t)表达式见公式(10):29
sign(sin(2元fuBIC.at))—
SC BIC-pilar(t)
式中:
f se_BIC_b
子载波频率,6.138MHz。
sign(sin(2fs.BCht))...(10)
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