GA/T 1481.2-2018
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标准简介
GA/T 1481.2-2018.BeiDou/global navigation satellite system for police application-Part 2: Technical requirements for terminal positioning.
1范围
GA/T 1481.2规定了北斗/全球卫星导航系统警用终端的定位功能要求、性能要求和安全要求。
GA/T 1481.2适用于北斗/全球卫星导航系统警用终端的研制、生产和采购等。
2术语和定义、缩胳语
2.1术语定义
下列术语和定义适用于本文件。
2.1.1北斗/全球卫星导航系统F 用终端police terminal with BeiDou/global navigation slellite system
公安机关执勤、执法配备和使用的具有BDS/GNSS导航定位功能的装备。
2.1.2定位positioning
利用测量信息确定用户位置的过程或技术。
2.1.3定位精度positioning accuracy
观测位置值与真实位置值之差的统计值。
2.1.4测速精度velocity accuracy
观测的速度与真实速度之差的统计值.
2.1.5重捕获时间reacquisition time
用户设备在接收的导航信号短时失锁后,从信号恢复到重新捕获导航信号所需的时间.
2.1.6捕获灵敏度acquisition sensitivity
用户设备在冷启动条件下,捕获导航信号并正常定位所需的最低信号电平.
2.1.7重捕获灵敏度reacquisition sensitivity
用户设备在接收的导航信号短时失锁后,重新捕获导航信号并正常定位所需的最低信号电平。
标准内容
ICS35.020
中华人民共和国公共安全行业标准GA/T1481.2—2018
北斗/全球卫星导航系统公安应用第2部分:终端定位技术要求
BeiDou/global navigation satellite system for police application-Part 2: Technical requirements for terminal positioning2018-05-02发布
中华人民共和国公安部
2018-05-02实施
GA/T1481《北斗/全球卫星导航系统公安应用》标准分为12个部分:第1部分:总体技术要求:
一第2部分:终端定位技术要求;一第3部分:终端短报文技术要求;第4部分:授时终端;
一第5部分:车载定位终端;
第6部分:定位信息通信协议及数据格式:第7部分:信息服务接口;
-第8部分:位置平台技术要求;第9部分:短报文平台技术要求;第10部分:授时平台技术要求;第11部分:终端定位和短报文技术检测规范:一第12部分:平台检测规范。
本部分为GA/T1481的第2部分。
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GA/T1481.2—2018
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这些专利的责任。本部分由公安部科技信息化局提出。本部分由公安部计算机与信息处理标准化技术委员会归口。本部分起草单位:公安部第一研究所、公安部安全与警用电子产品质量检测中心、山东省潍坊市公安局、中国机动车辆安全鉴定检测中心、北京中天锋安全防护技术有限公司、和芯星通科技(北京)有限公司、北京华力创通科技股份有限公司。本部分主要起草人:李胜广、李莉、谭林、张翔、张爱玉、赵士伟、孙健、王俊修、陆洪波、张晋升、许文鹏、张俊业、范芸,王为民、郑征,苏智睿,马波,张继东,蔡志国,马志江、毛晓柳、钱道庆。I
1范围
北斗/全球卫星导航系统公安应用第2部分:终端定位技术要求
GA/T1481.2—2018
GA/T1481的本部分规定了北斗/全球卫星导航系统警用终端的定位功能要求、性能要求和安全要求。
本部分适用于北斗/全球卫星导航系统警用终端的研制、生产和采购等。2术语和定义、缩略语
2.1术语定义
下列术语和定义适用于本文件。2.1.1
北斗/全球卫星导航系统警用终端policeterminal withBeiDou/globalnavigationsatellitesystem公安机关执勤、执法配备和使用的具有BDS/GNSS导航定位功能的装备。2.1.2
定位positioning
利用测量信息确定用户位置的过程或技术。2.1.3
定位精度positioningaccuracy
观测位置值与真实位置值之差的统计值。2.1.4
velocity accuracy
测速精度
观测的速度与真实速度之差的统计值。2.1.5
重捕获时间 reacquisition time用户设备在接收的导航信号短时失锁后,从信号恢复到重新捕获导航信号所需的时间。2.1.6
捕获灵敏度acquisition sensitivity用户设备在冷启动条件下,捕获导航信号并正常定位所需的最低信号电平。2.1.7
reacquisition sensitivity
重捕获灵敏度
用户设备在接收的导航信号短时失锁后,重新捕获导航信号并正常定位所需的最低信号电平。2.1.8
tracking sensitivity
跟踪灵敏度
用户设备在正常定位后,能够继续保持对导航信号的跟踪和定位所需的最低信号电平。2.1.9
热启动首次定位时间hotstarttimetofirstfix用户设备在星历、历书、概略时间和概略位置已知的状态下,从开机到正常定位所需的时间。1
GA/T1481.2—2018
冷启动首次定位时间coldstarttimetofirstfix用户设备在星历、历书、概略时间和概略位置未知的状态下,从开机到首次正常定位所需的时间。2.1.11
resolution of position
位置分辨力
用户设备能够测量出的天线位置的最小变化。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)CGCS2000:2000中国大地坐标系统(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)GNSS:全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPS:全球定位系统(GlobalPositioningSystem)HDOP:水平精度因子(HorizontalDilutionOfPrecision)PDOP:位置精度因子(PositioningDilutionOfPrecision)PPS:精密定位服务(PrecisionPositioningSystem)UTC:协调世界时(UniversalTimeCoordinated)3声明
本部分中使用的时间基准为UTC,空间基准为CGCS2000。4要求
4.1功能要求
4.1.1定位
北斗/全球卫星导航系统警用终端(以下简称“终端”)应具有BDS定位功能,应能实时提供所测量的时间、经纬度、高程、速度及方向等信息。定位数据格式参照附录A。4.1.2输出
终端应至少提供一个输出接口,将定位数据输出给其他设备或系统。其中实时输出的定位数据格式参照附录A。
4.1.3定位模式
具有多种定位模式的终端,应能提供BDS单模定位和BDS与其他GNSS联合定位模式,并支持定位模式切换。
4.1.4存储
终端应能持续记录并存储定位信息。4.1.5定位状态
终端应给出定位状态信息,当不能定位时,应根据设定给出提示或报警信息。2
4.1.6信息上报
受平台指挥监控的终端,应能按指令上报信息。4.1.7阅值报警
终端宜具有阅值报警功能,当定位信息超出设定的阅值时应给出报警信息。4.2性能要求
4.2.1定位精度
4.2.1.1静态定位精度
GA/T1481.2—2018
在HDOP≤4或PDOP≤6时,水平定位精度应小于或等于10m(95%置信度),垂直定位精度应小于或等于15m(95%置信度)。
4.2.1.2动态定位精度
在速度为100m/s,HDOP<4或PDOP≤6时,水平定位精度应小于或等于10m(95%置信度),垂直定位精度应小于或等于15m(95%置信度)。4.2.2测速精度
在速度为100m/s,HDOP<4或PDOP<6时,测速精度应小于或等于0.2m/s(95%置信度)。4.2.3首次定位时间
4.2.3.1冷启动首次定位时间
在输人卫星导航信号功率电平为一130dBm时,终端在概略位置、概略时间、星历和历书未知的状态下,定位单元从上电到进人稳定工作状态(以1Hz的位置更新率连续10次输出三维定位误差不超过100m的定位数据)所需时间应小于或等于60s。4.2.3.2热启动首次定位时间
在输人卫星导航信号功率电平为一130dBm时,终端在概略位置、概略时间、星历和历书已知的状态下,定位单元从上电到进人稳定工作状态(以1Hz的位置更新率连续10次输出三维定位误差不超过100m的定位数据)所需时间应小于或等于10s。4.2.4重捕获时间
在输人GNSS卫星信号功率电平为一130dBm且正常工作状态下,从GNSS卫星信号短时中断30s到重新稳定工作状态(能够在其后10s连续输出三维定位误差小于100m的定位数据)所需时间应小于或等于5s。
4.2.5灵敏度
4.2.5.1捕获灵敏度
捕获灵敏度应优于一145dBm。
终端在概略位置、概略时间、星历和历书未知的状态下开机,各颗卫星的单通道导航信号载波电平小于或等于一145dBm时,应能在300s内以1Hz更新率连续10次输出三维定位误差小于100m的GA/T1481.2-2018
定位数据。
4.2.5.2重捕获灵敏度
重捕获灵敏度应优于一145dBm。终端正常定位状态下,GNSS卫星信号短时中断30s后恢复,各颗卫星的单通道导航信号载波电平小于或等于一145dBm时,应能在300s内以1Hz更新率连续10次输出三维定位误差小于100m的定位数据。
4.2.5.3跟踪灵敏度
跟踪灵敏度应优于一155dBm
终端正常定位后,各颗卫星的单通道导航信号载波电平降低到一155dBm时,应能在300S内以1Hz更新率连续10次输出三维定位误差小于100m的定位数据。4.2.6位置更新率
终端最大位置更新率不低于1Hz。4.2.7位置分辨力
终端的位置分辨力,经度、纬度均小于或等于0.001,高程小于或等于2m。4.2.8定位存储
终端应能以不低于1Hz更新率持续记录并存储定位信息。定位信息有效数据记录应不少于最近360h。在设备断电后,断电前存储的定位信息数据应不丢失,并能正常保持至少360h。当存储设备数据满后,设备应覆盖最早数据,并能正常工作。4.3
3安全要求
终端宜具备定位信息加密及安全认证功能,所使用的密码算法应符合《商用密码管理条例》附录A
(资料性附录)
定位数据格式
A.1GGAGPS/GLONASS/Galileo/BDS定位数据GA/T1481.2—2018
本语句包含使用单一卫星导航系统GPS/GLONASS/Galileo/BDS的测时、定位相关数据。数据应按照ASCII字符进行解释,每个8比特字符的最高有效位都为O。用发送设备标识符GP表示使用GPS系统,用GL表示使用GLONASS系统,用GA表示使用Galileo系统,用BD表示使用BDS系统等。这条语句不应当使用GN标识符。语句说明见图A.1。$-GGA,hmmss.ss.11.l.a.y.y.axxxxxx.M.xx.M,xxxxxxhh差分基准站标识号,0000~1023差分卫星导航系统数据龄期
大地水准面差距,单位为米
大地高,单位为米
水平精度因子
使用的卫星数
GPS/GLONASS/Galileo/BDS模式指示经度一东/西(E/W)
纬度一北/南(N/S)
定位的时刻(UTC)
图A.1GGA语句说明
图A.1中,若定位的时刻(UTC)字段(hhmmss.ss)、纬度字段(llll.1l)、经度字段(yyyyy.yy)和大地高字段的小数部分位数过多,使GGA语句学特总数超过最大学符数82,可发送多条具有相同时间标签的GGA语句。每条语句字符总数不超过82,仅携带部分信息,即仅有部分字段有数据,其余字段为空字段。多条语句组合得到完整信息。示例1:使用北斗定位结果的GGA语句为:$BDGGA,132345.004000.0893,N,11619.8143,E,1.08,1.3,82.52,M,-23.2,M,.000151GPS模式:
0——定位不可用或无效;
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GPSSPS模式,定位有效;
2——差分GPSSPS模式,定位有效;3——GPSPPS模式,定位有效
4——RTK固定解:
-RTK浮点解,系统处于RTK模式中,整周模糊度是浮动的:5
估算模式(航位推算);
7——手动输人模式;
模拟器模式。
GLONASS模式:
定位不可用或无效;
-GLONASSSPS模式,定位有效:
2—差分GLONASSSPS模式,定位有效;3
-GLONASSPPS模式,定位有效;
-RTK固定解;
-RTK浮点解,系统处于RTK模式中,整周模糊度是浮动的;估算模式(航位推算);
7——手动输人模式;
模拟器模式。
Galileo模式:
定位不可用或无效;
GalileoOS模式,定位有效;
差分Galileo模式,定位有效;
GalileoPRS模式,定位有效;
RTK固定解;
-RTK浮点解,系统处于RTK模式中,整周模糊度是浮动的;估算模式(航位推算);
手动输人模式;
模拟器模式:
GalileoSoL模式,定位有效;
GalileoCS模式,定位有效。
BDS模式:
0—定位不可用或无效;
1一一BDS公开服务模式(OS),定位有效:2
差分BDS模式,定位有效;
-BDS授权服务模式,定位有效;4——RTK固定解;
5—一RTK浮点解,系统处于RTK模式中,整周模糊度是浮动的;6
估算模式(航位推算);
手动输人模式:
8——模拟器模式。
图A.1中,差分卫星导航系统数据龄期字段,使用GPS系统时,为RTCMSC104电文类型1或96
GA/T1481.2—2018
更新后的时间(单位为秒),非DGPS模式超过300s时为空字段。使用GLONASS系统时,该字段为RTCMSC104类型31或34更新后的时间(单位为秒),当不使用差分GLONASS超过300s时为空字段。使用Galileo或BDS系统时,Galileo和BDS的相关标准尚未制定,该字段预留以备将来使用,目前为空字段。
A2GLL一地理位置一纬度/经度
载体的纬度与经度、定位时间与状态。语句说明见图A.2。S--GLL,1111.11,a,yy.y,a,hhmms.s,A,a*hhLF>模式指示
定位的UTC
经度,东/西(E/W)
纬度,北/南(N/S)
图A.2GLL语句说明
A——数据有效
V—导航接收机告警
图A.2中,定位系统模式指示字段(a*hh)作为定位系统状态字段(A)的补充,除A和D以外对所有指示模式,其状态字段应该设置成V(无效)。定位系统模式指示字段(a*hh)和状态字段(A)都不应是空字段。
定位系统模式指示:
A自主模式:
D—差分模式:wwW.bzxz.Net
估算(航位推算)模式:
一手动输人模式:
模拟器模式:
数据无效。
GNSS精度因子(DOP)与有效卫星
本语句包含GNSS接收机工作模式,GGA或GNS语句报告的导航解算中用到的卫星以及精度因子(DOP)的值。语句说明见图A.3。如果只使用GPS.GLONASS.Galileo、BDS中某一系统来取得位置解算报告,发送设备标识符为GP,GL、GA或BD,且DOP值受单个系统制约。当综合运用GPS、GLONASSGALIELO、BDS等以获得位置解算时,会产生多条GSA语句,一条用于GPS卫星,一条用于GLONASS卫星,一条用于Galileo卫星,一条用于BDS卫星等。每一条GSA语句应有GN作为发送设备标识符,以表示综合解算中用到的卫星,且每条都有用于位置解的组合卫星系统的PDOP、HDOP和VDOP。7
GA/T1481.22018
S--GSA, a, X, XX.
x,xx,x.x,x.x,x.x,hhhGNSS系统标识符
垂直精度因子(VDOP)
水平精度因子(HDOP)
位置精度因子(PDOP)
解算中用到的卫星标识号
模式:1定位不可用,2=2D,3=3D模式:M—手动,强制用于2D或3D模式:A——自动,允许2D/3D自动变换图A.3GSA语句说明
图A.3中,GNSS系统标识符字段(h*hh)指示了GNSS系统。图A.3中,解算中用到的卫星标识号字段(xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx,xx),为了避免多系统共用时卫星标识号重复造成的混淆,采用如下的规定:a)GPS卫星的卫星标识符为PRN编号,从1至32。GPSSBAS卫星的卫星标识号为33至64,SBAS系统PRN编号为120~158,故NMEASBAS卫星标识号到SBASPRN编号的偏移量为87,即PRN编号为120的SBAS卫星的标识号为120一87=33。b)GLONASS卫星标识号为65至96。目前GLONASS星座有24颗在轨卫星,使用标识号65至88。当GLONASS继续发射在轨卫星,则使用89至96的标识号。为了适应未来的新导航系统,添加了GNSS系统标识符字段,由系统标识符和卫星标识号共c)
同确定使用的卫星,从而不必为新系统定义新的语句。目前,上述对GPS和GLOASS的编号仍继续使用,GNSS系统标识符字段同时需要指示相应的系统。当发送设备标识符为GN时,仅能使用GNSS系统标识符来确定SVID的含义。GNSS系统d)
标识符的值为3或以上时,SVID指代卫星编号。GNSS系统ID不应为空。A.4 GSV-
可视的GNSS卫星
本语句包含可视的卫星数、卫星标识号、仰角、方位角、载噪比。每次传送最多为4颗卫星,传送的语句总数和传送的语句号在前两个字段中显示。数据应按照ASCII字符进行解释,每个8比特字符的最高有效位都为0。语句说明见图A.4。S--GSV,X X XXXXXX,XXX,XX
\ XX, XX, xxx, Xx, h+hh信号标识符
第4颗卫星
第2~3颗卫星
C/NO00~99dB-Hz,未跟踪时为空字段真方位角,000~359°
仰角,90°(最大)
卫星标识号
可视的卫星总数
语句号,1~9
语句总数,1~9
图A.4GSV语句说明
GA/T1481.2—2018
如果可以看到多个系统的Galileo卫星,分别使用GSV语句,用发送设备标识符GP表示看到的GPS卫星,用GL表示看到的GLONASS卫星,用GA表示看到的Galileo卫星,用BD表示看到的BDS卫星等。GN标识符不应当与这条语句一起使用。在传送一条完整的信息时,卫星信息可用多条语句传送,所有的语句都含有相同的字段格式。图A.4中,第一个字段“语句总数”规定语句的总数,最小值为1。第二个字段“语句号”规定语句的顺序号,最小值为1。当后续语句的数据相对于第一条语句没有变化时,为提高效率,建议在后续语句中使用空字段。
图A.4中,信号标识符字段(hhh)指示了GNSS信号,该字段不能为空。图A.4中,每条语句的“第2~3颗卫星”字段,允许“卫星标识符一仰角一方位角一SNR”参数组数量可变,最多为4组。当发送的组数少于4个时,不必对未使用的参数组使用空字段。图A.4中,卫星标识号字段,为了避免多系统共用时卫星标识号重复造成的混淆,采用如下的规定:
GPS卫星的卫星标识符为PRN编号,从1至32。GPSSBAS卫星的卫星标识号为33至64,a)
SBAS系统PRN编号为120-158,故NMEASBAS卫星标识号到SBASPRN编号的偏移量为87,即PRN编号为120的SBAS卫星的标识号为120一87=33。b)GLONASS卫星标识号为65至96。目前GLONASS星座有24颗在轨卫星,使用标识号65至88。当GLONASS继续发射在轨卫星,则使用89至96的标识号。)
为了适应未来的新导航系统,添加了GNSS系统标识符字段,由系统标识特和卫星标识号共同确定使用的卫星,从而不必为新系统定义新的语句。目前,上述对GPS和GLOASS的编号仍继续使用,GNSS系统标识符字段同时需要指示相应的系统。d)
当发送设备标识符为GN时,仅能使用GNSS系统标识符来确定SVID的含义。GNSS系统ID不应为空。
A.5RMC一推荐的最少专用GNSS数据本语句由GNSS导航接收机提供时间,日期,位置,航迹向和速度数据。数据应按照ASCII字符进行解释,每个8比特字符的最高有效位都为0。本语句的传送间隔不超过2S,当自的地航路点有效时,随RMB语句一起发送。RMC是由GNSS接收机提供的最少数据。应提供所有数据字段,只有当数据暂时不可用时,才用空字段。语句说明见图A.5。$--RMC, mmss.ss,A111.l,a.y.y.a,xx,.x, xxxxx,x.x,a.a aCR>LF>导航状态
模式指示
磁偏向,单位为度,东/西(E/W))日期:ddmmyy
对地真航向,单位为度
对地速度,单位为节
经度,东/西(E/W)
纬度,北/南(N/S)
数据有效
导航接收机告警
定位的UTC时刻
图A.5RMC语句说明
GA/T1481.2—2018
图A.5中,定位系统模式指示字段中,除A(自主)和D(差分)之外,对于指示的所有模式,状态字段(A)应被设置为V(无效)。定位系统模式指示字段和状态字段不应为空字段。图A.5中,磁偏向字段,东向偏量(E),从真航向中减去。西向偏量(W),与真航向相加。图A.5中,定位系统模式指示字段:A自主模式;
差分模式;
估算(航位推算)模式;
手动输人模式:
-模拟器模式;
N数据无效。
图A.5中,导航状态字段(a*hh)是根据IEC61108(海上导航和无线电通讯和系统——全球卫星导航系统标准)中关于“导航(或失败)警示与状态指示”的要求,该字段不能为空,可选取的值如下:S:Safe,若估计定位精度(95%置信度)在所选取的与实际导航模式对应的精度水平之内,完好a)
性可用且满足实际导航模式的要求,且有效位置的计算时间对传统飞机小于1s,对高速飞机小于0.5s。
b)C:Caution,完好性不可用。U:Unsafe,当估计定位精度(95%置信度)低于相应的实际导航模式选取的精度水平,或完好性可用,但超出了实际导航模式的要求,或新的有效位置不能在特定时间内计算完成(传统飞行器为1s,高速飞行器为0.5s)。d)
V:导航状态无效,设备不能提供导航状态指示。10
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