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GB/T 42577-2023

基本信息

标准号: GB/T 42577-2023

中文名称:北斗/全球卫星导航系统(GNSS)卫星高精度应用参数定义及描述

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Definitions and descriptions of BeiDou/global navigation satellite system(GNSS) satellite parameters for high precision applications

标准状态:现行

发布日期:2023-05-23

实施日期:2023-05-23

出版语种:简体中文

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相关标签: 北斗 全球卫星 导航系统 卫星 高精度 应用 参数 定义 描述

标准分类号

标准ICS号:33.070.40

中标分类号:航空、航天>>航天器及其附件>>V70航天器综合

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:28页

标准价格:49.0

相关单位信息

起草人:宋淑丽、焦文海、郑晋军、刘迎春、刘莹、陈秋丽、林夏、焦国强、阮仁桂、李星星、常克武、胡小工、张旭、苏牡丹、王凯、周伟莉、黄超、陈钦明

起草单位:中国科学院上海天文台、中国卫星导航工程中心、中国空间技术研究院、中国科学院微小卫星创新研究院、西安测绘研究所、武汉大学

归口单位:全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC 544)

提出单位:中央军委装备发展部

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件规定了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)高精度应用中卫星参数的定义、描述及文件格式等。 本文件适用于北斗卫星导航系统高精度定轨、定位、授时等应用相关卫星参数的生成、发布和使用。GPS、GLONASS、Galileo等卫星参照使用。


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标准内容

ICS33.070.40
CCSV70
中华人民共和国国家标准
GB/T42577—2023
北斗/全球卫星导航系统(GNSS)卫星高精度应用参数定义及描述
Definitions anddescriptions ofBeiDou/globalnavigation satellite system(GNSS)satelliteparametersforhighprecisionapplications2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-05-23实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
卫星基本信息
卫星标识
卫星基本参数
光压计算参数
姿态控制模式及其参数
相位中心偏差
相位中心变化
卫星设备时延偏差
未校正的相位时延
频间相位偏差
码间偏差
系统间偏差
附录A(资料性)
附录B(资料性)
附录C(规范性)
附录D(规范性)
附录E(规范性)
参考文献
北斗卫星标识对照
卫星基本参数信息
卫星基本信息文件格式
卫星天线相位中心文件格式
设备时延文件格式
GB/T42577—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T42577—2023
第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中央军委装备发展部提出。本文件由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口。本文件起草单位:中国科学院上海天文台、中国卫星导航工程中心、中国空间技术研究院、中国科学院微小卫星创新研究院、西安测绘研究所、武汉大学。本文件主要起草人:宋淑丽、焦文海、郑晋军、刘迎春、刘莹、陈秋丽、林夏、焦国强、阮仁桂、李星星、常克武、胡小工、张旭、苏牡丹、王凯、周伟莉、黄超、陈钦明。m
1范围
北斗/全球卫星导航系统(GNSS)卫星高精度应用参数定义及描述
GB/T42577—2023
本文件规定了北斗/全球卫星导航系统(GNSS)高精度应用中卫星参数的定义、描述及文件格式等。
本文件适用于北斗卫星导航系统高精度定轨、定位、授时等应用相关卫星参数的生成、发布和使用。GPS、GLONASS、Galileo等卫星参照使用。2
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T39267—2020北斗卫星导航术语GB/T39397.2一2020全球连续监测评估系统(iGMAS)文件格式第2部分:产品术语和定义
GB/T39267—2020、GB/T39397.2—2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
机械坐标系
mechanicalcoordinatesystem
为固连于卫星本体的坐标系。坐标系原点O为星箭对接面的几何中心,Z.轴为卫星阵列天线安装面法线方向,X,轴为推力器安装面法线方向,Y,轴与X、Z.轴构成右手系,垂直于太阳帆板安装面。
centerofmassofthesatellite
卫星质心
卫星的质量中心。
[来源:GB/T39267—2020.3.2.63.3
星体坐标系
astercoordinatesystem
原点O.为卫星质心,三轴X.、Y.、Z.平行于机械坐标系X、Ym、Z.轴,且方向相同。注:亦称星固坐标系和卫星本体坐标系。3.4
轨道坐标系
orbitalcoordinatesystem
原点O。为卫星质心,卫星轨道平面为坐标平面,2。轴由卫星质心指向地心,Y。轴指向轨道面的负法向,X。轴在轨道面内与Z。轴垂直指向卫星运动方向。1
GB/T42577—2023
卫星姿态
satelliteattitude
描述星体坐标系与轨道坐标系之间关系的参数,一般用星体坐标轴相对于轨道坐标轴的偏航角、俯仰角和滚动角表示。
antennaphasecenter
天线相位中心
天线远区辐射场的等相位面与通过天线轴线的平面相交曲线的曲率中心。3.7
meanantennaphasecenter
天线平均相位中心
整个天线波束空间内的实际等相位面拟合成标准圆曲面的中心位置。3.8
antennareferencepoint;ARP
天线参考点
天线上指定的可量测到的一个点位,一般定义为天线底部安装面与中心轴线的交点。注:通常由制造厂家说明。wwW.bzxz.Net
卫星天线相位中心
satelliteantennaphasecenter
卫星天线平均相位中心在星体坐标系下的三维坐标。3.10
相位中心偏差
phase center offsetPCO
天线平均相位中心与天线参考点(ARP)间的偏差3.11
phasecentervariation;PCV
相位中心变化
天线某一方向的实际相位中心与平均相位中心(波前)吻合度。注:又称为相位中心离散度。
卫星设备时延
devicetimedelayofsatellite
卫星信号从产生端到天线相位中心的时间延迟3.13
未校正的相位时延
Euncalibratedphasedelay:UPD在导航信号生成、传输、接收和处理过程中,由设备的硬件及软件产生的附加相位延迟。3.14
fractional-cyclebias;FCB
小数周偏差
UPD的非整周部分。
频间相位偏差
inter-frequency phase bias;IFPB多频载波信号在生成、传输、接收和处理过程中,由设备的硬件及软件产生的附加相位延迟的差异。3.16
differentialcodebias;DCB
码间偏差
不同测距码信号在生成、传输、接收和处理过程中,由设备的硬件及软件产生的附加延迟的差异。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)GB/T42577—2023
COSPAR-ID:国际卫星标识符(CommitteeonSpaceResearchInternationalDesignatorassignedtoartificial objects inspace)
DCB:码间偏差(DifferentialCodeBias)GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPS:全球定位系统(GlobalPositioningSystem)GLONASS:俄罗斯全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)Galileo:伽利略卫星导航系统(Galileosatellitenavigationsystem)IGS:国际GNSS服务组织(InternationalGNSSService)ISC:频内群时延差(Inter-SignalCorrection)PRN:伪随机噪声(PseudoRandomNoise)SVN:空间飞行器编号(SpaceVehicleNumber)TGD:频间群时延差(Inter-frequencyTimingGroupDelayDifference)卫星基本信息
5.1卫星标识
卫星标识包括GNSS系统标识、SVN、PRN编号、COSPAR-ID四类。GNSS系统标识:不同卫星导航系统的标识,其中C代表BDS,E代表Galileo,G代表GPS,a
R代表GLONASS。
SVN:用于表示空间飞行器的编号。b)
PRN编号:利用伪随机噪声码标识导航卫星的编号。c)
COSPAR-ID:用于命名、标识人造卫星,由两组数字与一组字母组成。第一组数字为该卫星的d)
发射年,第二组数字为该卫星在其发射年的全球发射顺序,在第二组数字右侧的字母是在该次发射任务中分离出多个部分时用于标识每一部分。北斗卫星标识对照见附录A。
2卫星基本参数
卫星基本参数包括卫星质量、卫星类型及卫星激光反射器位置参数(见附录B):卫星质量:在轨卫星的质量,相位捕获后,会有微小变化;a)
卫星类型:卫星的设计或生产批次型号和厂家或者轨道类型型号:c)
卫星激光反射器位置参数:激光反射器等效反射点在机械坐标系下或星体坐标系下的坐标。3光压计算参数
光压计算参数包括:太阳辐射常数,卫星表面部件构形(平面、圆柱、圆环、抛物面等)、位置描述参数和表面积,吸收系数、镜面反射系数和漫反射系数(应按照附录C执行)、运动规律等3
GB/T42577—2023
5.4姿态控制模式及其参数
5.4.1分类
导航卫星健康可用情况下,卫星姿态控制模式分为三种:动偏姿态控制模式、机动偏航控制模式、零偏姿态控制模式。
5.4.2动偏姿态控制模式
当太阳-地心矢量与其在卫星轨道面上投影之间的夹角(即太阳高度角)β大于或等于其阈值β。时,卫星采用偏航角连续动态控制方式,使得星体坐标系的十Y,轴与卫星-太阳矢量始终保持垂直,该方式称为动偏姿态控制模式,姿态控制按照预定偏航目标对偏航角进行控制,此时偏航角按公式(1)计算。中m=arctan
式中:
偏航角;
Sar—轨道系太阳失量的X方向分量;S。—轨道系太阳矢量的Y方向分量。5.4.3机动偏航控制模式
当太阳高度角β小于其阈值β。时,卫星采用机动偏航控制模式,使卫星十X,面始终面向太阳,卫星十Y.轴与卫星-太阳矢量垂直。
对于SECM卫星,机动偏航控制模式下,按β=3.0°时预定偏航目标对偏航角进行控制,此时偏航角按公式(2)计算。
JΦm=atan2(0.5236Sr),β>0°lm=atan2(—0.5236,S)β≤0
(2)
若β角从正变负或从负变正时,只有当计算的偏航姿态角在阈值范围内,即1m|对CAST卫星,当太阳高度角在士3°之间,且太阳-地心矢量在轨道面内投影与地心-卫星连线之间的夹角小于或等于30°时,偏航角按公式(3)计算。[m=atan2(tan(0),Su),β>0%
m=—atan2(tan(0),Sα)β<0°0=0m·[cos(0.5.S)2.0m=3/180°.元(3)
式中:
Sr—轨道坐标系太阳量的X方向分量。S.—轨道坐标系太阳矢量的Z方向分量。5.4.4零偏姿态控制模式
零偏姿态控制模式下,卫星保持偏航角为零。5.5相位中心偏差
如图1所示,卫星的天线相位中心同卫星天线参考点并不重合,因此需要进行相位中心偏差的改4
GB/T42577—2023
正,一般同时给出机械坐标系和星体坐标系下的偏差值。卫星相位中心偏差信息需求见表B.5,卫星相位中心偏差文件格式说明应按照附录D的规定执行。卫星质心
天线和位中心
机械原点
图1北斗导航卫星示意图
5.6相位中心变化
由于在信号实际发射和接收过程中,其相位中心随着时间和方向变化而变化,与天线平均相位中心相比,存在一个偏差,因此在精密定轨、定位等高精度应用中需要进行相位中心变化改正。卫星相位中心变化信息需求见表B.6。
6卫星设备时延偏差
6.1未校正的相位时延
在导航信号生成、传输、接收和处理时,由设备的硬件及软件产生的附加相位延迟,其非整周部分称为小数周偏差,用于恢复整周模糊度的整数特性。未校正的相位时延文件格式说明应按照附录E的规定执行。
频间相位偏差
多频载波信号在生成、传输、接收和处理过程中,由设备的硬件及软件产生的附加相位延迟的差异。在数据处理过程中频间相位偏差中随时间变化的部分与卫星钟差耦合在一起,使得采用不同频率估计的卫星钟差具有不一致性,因此又常被称为频率间钟偏差(IFCB)。频间相位偏差文件格式说明应按照附录E的规定执行。
6.3码间偏差
码间偏差DCB是不同测距码信号之间的设备时延差异的统称,其通常包括卫星和接收机两部分。卫星部分频间和频内偏差一般用TGD和ISC来表示。DCB数值与选定的参考基准有关,以相对偏差5
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形式表示。码间偏差文件格式说明应按照附录E的规定执行。6.4
系统间偏差
系统间偏差(ISB)是不同卫星导航系统信号在接收机端的设备时延的差异,其通常包括与伪距有关的系统间偏差和与相位有关的系统间偏差。系统间偏差文件格式说明应按照附录E的规定执行。6
北斗卫星标识对照见表A.1。
PRN编号
(资料性)
北斗卫星标识对照
北斗卫星标识对照表
COSPAR-ID
2010-001A
2012-059A
2016-037A
2010-057A
2012-008A
2010-036A
2010-068A
2011-013A
2011-038A
2011-073A
2012-018A
2012-018B
2012-050B
2016-021A
2018-057A
2019-027A
2017-069A
2017-069B
2018-018B
2018-018A
2018-062A
2018-062B
2018-067B
2018-067A
2018-003A
2018-003B
2018-029A
2018-029B
2018-072A
卫星类型
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-21-CAST
BEIDOU-2I-CAST
BEIDOU-2I-CAST
BEIDOU-2I-CAST
BEIDOU-21-CAST
BEIDOU-2M-CAST
BEIDOU-2M-CAST
BEIDOU-2M-CAST
BEIDOU-2I-CAST
BEIDOU-2I-CAST
BEIDOU-2G-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-CAST
GB/T42577—2023
卫星编号
GEO-08
GEO-06
GEO-07
GEO-04
GEO-05
IGSO-01
IGSO-02
IGSO-03
IGSO-04
IGSO-05
MEO-03
MEO-04
IGSO-06
MEO-06
IGSO-07
MEO-01
MEO-02
MEO-03
MEO-04
MEO-05
MEO-06
MEO-11
ME0-12
MEO-07
MEO-08
MEO-09
MEO-10
MEO-13
GB/T42577—2023
PRN编号
注1:SVN与IGS号不一致。
北斗卫星标识对照表
COSPAR-ID
2018-072B
2018-078B
2018-078A
2018-093A
2018-093B
2019-023A
2019-035A
2019-073A
2019-090A
2019-090B
2019-078A
2019-078B
2019-061A
2019-061B
2018-085A
2020-017A
2020-040A
(续)
卫星类型
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3I-CAST
BEIDOU-3I-CAST
BEIDOU-3I-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-SECM
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3M-CAST
BEIDOU-3G-CAST
BEIDOU-3G-CAST
BEIDOU-3G-CAST
注2:MEO是指中圆地球轨道:GEO是指地球静止轨道:IGSO是指倾斜地球同步轨道。8
卫星编号
MEO-14
MEO-15
MEO-16
MEO-17
MEO-18
IGSO-01
IGSO-02
IGSO-03
MEO-19
MEO-20
MEO-21
MEO-22
MEO-23
MEO-24
GEO-01
GEO-02
GEO-03
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