本文件规定了北斗剖分时间码的时间粒度选择和编码规则。本文件适用于北斗卫星导航系统终端时间信息的表示，以及以此为基础各类日期时间信息的表示。

ICS33.070.40
CCS V70
中华人民共和国国家标准
GB/T42578—2023
北斗部分时间码
BeiDou subdivisiontimecode
2023-05-23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
一般要求
时间和历法系统
北斗部分时间码的分类与形式
时间间隔的定位
6北斗剖分时间码结构
位序号的约定
结构组成
时间范围
7日期时间信息的输入
通用时间记录的日期时间信息输入7.1
7.2精密时间记录的时间信息输人目
7.3北斗剖分时间码日期时间信息输人的说明8北斗剖分时间码的编码方法
8.1通用时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T8.2精密时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T8.3BTC的时间间隔域S
9北斗剖分时间码到日期时间信息的转换附录A（资料性）北斗剖分时间码形成的剖分概念附录B（资料性）北斗剖分时间码编码示例B.1日期时间信息到北斗剖分时间码的转换示例B.2北斗剖分时间码到日期时间信息的转换示例参考文献
GB/T42578—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T42578—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：北京大学、北斗伏羲中科数码合肥有限公司、中国人民解放军战略支援部队信息工程大学、北京旋极伏羲大数据技术有限公司。本文件主要起草人：程承旗、童晓冲、黄乔华、曲腾腾、周翔、濮国梁、雷毅、伍学民。GB/T42578—2023
北斗剖分时间码是采用二叉树结构对时间轴进行剖分的一种时间段表达代码，是对时刻表达方式的有益补充，具备时刻/时段标识的一致性。北斗卫星导航系统作为国家重要的空间信息基础设施，是国家时空大数据体系时间信息采集的最主要手段，将北斗剖分时间码作为以北斗卫星导航系统为代表的定位导航授时（PNT)体系的一种基本输出，为万事万物的时间段赋值，目的是在信息链的最前端实现时间段的统一标识和表达，快速形成全信息链时间数据的关联体系，从而为大数据条件下的各种应用提供更好、更便捷的时间信息基础服务。北斗剖分时间码与北斗网格位置码配合使用，可进一步提高时空大数据的组织、处理、分析、传递和运用效率。V
1范围
北斗部分时间码
本文件规定了北斗部分时间码的时间粒度选择和编码规则。GB/T42578—2023
本文件适用于北斗卫星导航系统终端时间信息的表示，以及以此为基础各类日期时间信息的表示。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/T39355—2020空间数据与信息传输系统时间码格式（ISO11104：2011MOD）3术语和定义
GB/T39355一2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1
time-point
长度认作为零的时间瞬间。
［来源：GB/T7408—2005，3.263.2
时间标度
timescale
无歧义进行事件排序的系统
选择一个时间的基本单位（秒），从一特定的起点累积而成。时标上的点代表时刻：年、月、日、时、分、秒、秒的小数表示。
［来源：GB/T39355—2020，3.2]3.3
时间间隔
time interval
同一时间标度的两个时刻间的持续时间。a)
b）时标上两点之差或者两个事件之间流逝的时间。［来源：GB/T39355—2020.3.3
时间粒度
timegranularity
时间分辨力timeresolution
时间轴上能够分辨的最小时间间隔3.5
单粒度时间编码
马single-granularitytime code仅采用最小时间粒度描述时间间隔信息的代码。1
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多粒度时间编码multi-granularitytimecode采用多种时间粒度描述时间间隔信息的代码。3.7
timeintervalcode
时间间隔编码
从起点时刻开始，按照时间轴的顺序方向，采用某种时间粒度循环多次表达的时间间隔的代码。3.8
北斗剖分时间码
BeiDou subdivision time code;BTC将有限范围内的时间信息剖分成多粒度时间，采用定长整数形式描述时间间隔的代码注：分为通用时间记录型BTC和精密时间记录型BTC两类，通用时间记录型BTC用于北斗应用型接收机、物联网、大数据等信息系统中的时间应用的记录方式：精密时间记录型BTC用于北斗系统及授时型接收机的高精度授时与精密计算应用的时间记录方式。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BTC：北斗剖分时间码（BeiDousubdivisiontimecode）CST：中国标准时间（Chinastandardtime）MTC：多粒度时间编码（multi-granularitytimecode）STC：单粒度时间编码（single-granularitytimecode）UTC：协调世界时（coordinateduniversaltime）一般要求
时间和历法系统
北斗部分时间码采用的时间和历法系统如下：历法系统采用公历（见GB/T29842-2013）表示法；a）
b）时间系统采用CST（见GB/T29842—一2013）表示法，使用UTC作为参考时间标度，考虑闰秒校正。
5.2北斗剖分时间码的分类与形式北斗剖分时间码按照类别可以分为通用时间记录型BTC和精密时间记录型BTC两种。北斗剖分时间码的形式为64位的二进制数。可采用二进制、十进制或十六进制来表示。5.3时间间隔的定位
按照时间轴先发生时间位置边界所对应的时刻。6北斗剖分时间码结构
位序号的约定
N位数据位序号的约定如图1所示。第一个位称之为位0（b。），紧接的位为位1（b,），这样依次到位N-1(bN-1)。
6.2结构组成
N位数域
位序号的约定
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北斗剖分时间码长度为64位，由标识域（P域）、多粒度时间域（T域）、时间间隔域（S域）组成，个64位北斗剖分时间码结构如图2所示。P域（1位）
T域（43位）
图264位北斗剖分时间码结构
北斗部分时间码结构中代码取值应满足下面要求：a）P域主要用作北斗部分时间码类型的标识，占1位：1）0———通用时间记录类型；2)1
精密时间记录类型。
S域（20位）
注1：北斗分时间码通过扩展P域，支持更多的日期时间记录类型，例如支持国际地层委员会（International Com-missiononStratigraphy）的地质纪年时间记录。b)
T域作为多粒度时间的二进制时间码，由43位二进制码组成，表示43种不同粒度的时间段信息，多粒度时间编码的定位位置同时也是S域中时间间隔记录的起点。注2：多粒度时间域（T域)编码在表达特定时间粒度的日期时间信息过程中，拆分出单独使用，扩展出更多的位数。S域作为时间间隔的二进制时间码，由20位二进制码组成，表示以T域中多粒度时间编码为起点时刻的时间间隔，记录了时间间隔中T域对应的时间粒度的计数。6.3时间范围
北斗分时间码表示的时间范围（时间区间），符合图3的要求。T域的定位位置～（T域的定位位置+S域×T域对应的时间粒度）1
时间段的粒度—
北斗网格位置码对应的时间范围（时间区间）T域时间粒度的计
数，从S域中获取
图3北斗部分时间码表达的时间范围（时间区间）7
日期时间信息的输入
通用时间记录的日期时间信息输入通用时间记录的北斗部分时间码的日期时间信息输入有两种方式，一种是特定时间粒度的输入，另3
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一种是时间间隔的输入，
特定时间粒度的输入：特定时间粒度的日期时间输人如图4所示。a)Www.bzxZ.net
公元A年B月C日
日D:E:F
年(gr)
负为公元前
月（mon）
日(d)
时(h)
图4通用时间记录型BTC的日期时间信息输入秒(s)
分（min）
字段说明：A代表年（yr）（可以用负数表示公元前），B代表月（mon），C代表日（d），D代表小时(h),E代表分钟（min）,F代表秒（s），A是整数，B～F都是非负整数；“：”代表时、分、秒的时间分隔符，该日期时间信息的最小粒度是秒。当输人只到F、EA截止，那么对应的日期时间粒度就分别是秒、分钟…·年。
b）时间间隔的输人：时间间隔的输入为前后两个时间位置边界f时刻和e时刻，f、e的输入形式分别如图4所示。
7.2精密时间记录的时间信息输入精密时间记录的北斗分时间码的时间信息输入有两种方式，一种是特定时间粒度，另一种是时间间隔。
特定时间粒度的输入：特定时间粒度的时间输入如图5所示。E:F.GHI
纳秒（ns）
微秒(μs）
亳秒（ims）
秒(s)
分（min）
图5精密时间记录型BTC的时间信息输入字段说明：E代表分钟（min），F代表秒（s），G代表毫秒（ms），H代表微秒（us），I代表纳秒（ns），E～1都是非负整数；“：”代表分、秒的时间分隔符，“”代表秒以下小数部分分隔符，该时间信息的最小粒度是纳秒。当输人只到I、H、G、F、E截止，那么对应的时间信息的粒度分别是纳秒、微秒、毫秒、秒、分钟。
b）时间间隔的输人：时间间隔的输人为前后两个时间位置边界f时刻和e时刻，f、e的输入形式分别如图5所示。
注：由于时间信息是无界的，当北斗剖分时间码扩展出更多类型的时候，日期时间信息的输人还支持更多的时间输入形式，例如支持地质纪年的时间信息输入。7.3北斗剖分时间码日期时间信息输入的说明GB/T42578—2023
日期时间信息输人可采用GB/T7408一2005第5章规定的输人形式或者用户自定义的其他输入形式，只要能提取出图4、图5中相关字段，则方法相同。输入日期时间是不定长的，其最高精度对应于时间信息的最小粒度。
其他历法、时间系统中的日期时间信息，可通过GB/T29842一2013中规定的方法，采用UTC参考时间标度（使用闰秒校正），转换成公历和CST时间后，再进行输入。8北斗剖分时间码的编码方法
8.1通用时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T通用时间记录型BTC标识域（P)的编码：P。0。通用时间记录型BTC的多粒度时间域（T)的编码MTC生成步骤如下。将图4中代表年（yr)十进制数A（可以用负数表示公元前）转成定长的二进制数（A）2，第一位a)
采用补码方式，0表示公元后，1表示公元前；代表月（mon）十进制数B转成定长的二进制数(B)2;代表日(d)十进制数C转成定长的二进制数（C)2；代表小时(h)十进制数D转成定长的二进制数（D）2：代表分钟（min）十进制数E转成定长的二进制数（E）：代表秒（s）十进制数F转成定长的二进制数（F)2，定长的位数如图6所示，A～F缺省的时候默认为0。b）
将A（17位）、B（4位）、C（5位）、D（5位）、E（6位）、F（6位）的不同长度的二进制整数在位域上直接连接，形成43位的整数时间段编码STC，STC只能表示最小1s粒度下的时间段信息。注1：如果时间信息是公元前，转换时先不考虑年计数为负的问题，统一按照公元后的方式进行转换；转换结束后，得到43位的正整数后，直接取负得到一个有符号的43位整数。该整数表示的定长整数范围为-22~22-1，如图7所示，表示的时间范围为公元前65536yr1mon1d0h0min0s~公元65535yr12mon31d23h59min59s
公元前65536yr1mon1d0h0min05公元65,535yr12mon31d23h59min59s时间范国，最小时间粒度18
0/1补码
43位定长整数
B（112）月
C（1～31）
1)（0~23）时
E（0~59）分
A（-65536~65535）年
（0~59）秒
图6通用时间记录型北斗分时间码生成过程中STC的位域分配情况1s粒度下形成的整型数编码（单位：5）242-22123-5-4-32-10123452-62-52-42-321122-222图7通用时间记录型北斗分时间码生成过程中STC表达的整数范围c
STC经过转换形成可以同时表达部分成43种时间粒度的定长时间段整数编码MTC。MTC最天的时间粒度为32768yr，最小的时间粒度为1S，具体包括42种不同的时间粒度，采用二进制编码的方式进行记录，如表11s、2s、4s32s、1min、2min、4min32min、1h(hour，小时）、2h、4h、8h、16h、1d（day，天）、2d、4d.16d、1mon（month，月）、2mon、4mon、8mon、1yr2yr、4yr.32768yr、65536yr。该类型多粒度时间域对应的时间粒度与5
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编码跨度见表1，形成MTC的时间部分概念见附录A。表1
层级N
通用时间记录型北斗剖分时间码的多粒度时间域所对应的时间粒度与编码跨度时间粒度
65536yr
32768yr
16384yr
8192yr
2048yr
(12mon)1yr
(28/29/30/31d)1mon
编码跨度
层级N
需要根据图4的输入形式，确定时间粒度的层级N：1)
当输人的时间最小单位为“年”，根据表1,N=16。当输人的时间最小单位为“月”，根据表1，N一20。当输人的时间最小单位为日”，根据表1，N=25。当输人的时间最小单位为“时”，根据表1N30。当输入的时间最小单位为\分”，根据表1，N=36。当输人的时间最小单位为“秒”，根据表1,N=42。根据表1，其他方式输人N还可以为0～42。从STC转换成MTC的方法如下：
将STCX2.得到中间值STCO按照公式（1)计算：STC0=STC<<1
式中：
变换后的单粒度时间编码中间值。时间粒度
(24h)1d
(60min)1h
32 min
(60 s)1min
(1000ms)1 s
编码跨度
2097152
1048576
524288
262144
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2）计算第N层级的编码中，0时刻对应的MTC(MTCO)按照公式（2)计算。MTC0=1<<(42-N)-1
式中：
一时间粒度的层级；
MTCO——O时刻对应的MTC。
计算多粒度时间域（T)对应的编码MTC按照公式（3)计算。3）
MTC=(STCO>>（43-N))<<(43-N)+MTCO式中：
时间粒度的层级；
-0时刻对应的MTC；
一变换后的单粒度时间编码中间值，注2：“<<”和“>>”表示二进制位操作中的左移（X2）、右移（/2)操作。(2)
..（3)
多粒度时间域（T)对应的编码MTC表示的定长整数范围为一242～2*2－1，表示的时间范围为公元前32768yr1mon1doh0min0s~公元32767yr12mon31d23h59min59s，可以表达表1中43种不同的时间粒度
8.2精密时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T精密时间记录型BTC标识域（P)的编码：P。=1。精密时间记录型BTC的多粒度时间域（T)的编码MTC生成步骤如下。将图5中代表分钟（min)十进制数E转成定长的二进制数（E)2，代表秒(s）十进制数F转成定a)
长的二进制数（F）2，代表毫秒（ms)的十进制数G转成定长的二进制数（G)2，代表微秒（μs）的十进制数H转成定长的二进制数（H)2，代表纳秒（ns）的十进制数I转成定长的二进制数（I)，，定长的位数如图8所示，E～I缺省的时候默认为0。将E(7位）、F（6位）、G(10位）、H(10位）、I(10位）的不同长度的二进制整数在位域上直接连b）
接，形成43位的整数时间段编码STCSTC只能表示最小1ns粒度下的时间段信息。注1：如图9所示，表示的定长整数范围为0~243-1.表示的时间范围为0ns~127m59s999ms999us999ns。0ns~127m59s999ms999μs999ns时间范围，最小时间粒度1nsE（0~127）分
13位定长整数
G(0~999)ms
II (0~999) μ5
F（0~59）秒
I(0~999) ns
精密时间记录型北斗剖分时间码生成过程中STC的位域分配情况图8
最小1ns粒度下形成的定长整数编码（单位：ns）0123452起-622522-422-32-222-12*3-2243
图9精密时间记录型北斗分时间码生成过程中STC表达的整数范围STC经过转换形成可以同时表达剖分成43种时间粒度的定长时间段整数编码MTC。MTCc
最大的时间粒度为64min，最小的时间粒度为1ns，具体包括43种不同的时间粒度，采用二进制编码的方式进行记录，如表3:1ns、2ns、4ns*512ns、1μs、2μs、4μs...512us、ms、2ms、7
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