GB∕T 39473-2020 北斗卫星导航系统公开服务性能规范

书书书犐犆犛４９．０２０犞０４中华人民共和国国家标准犌犅／犜３９４７３—２０２０北斗卫星导航系统公开服务性能规范犛狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀狊犳狅狉狅狆犲狀狊犲狉狏犻犮犲狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犅犲犻犇狅狌狀犪狏犻犵犪狋犻狅狀狊犪狋犲犾犾犻狋犲狊狔狊狋犲犿２０２０１１１９发布２０２１０３０１实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布目　　次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………引言Ⅱ…………………………………………………………………………………………………………１　范围１………………………………………………………………………………………………………２　规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３　术语和定义、缩略语１………………………………………………………………………………………　３．１　术语和定义１…………………………………………………………………………………………　３．２　符号和缩略语１………………………………………………………………………………………４　北斗系统概述２……………………………………………………………………………………………　４．１　系统构成２……………………………………………………………………………………………　４．２　服务区３………………………………………………………………………………………………　４．３　坐标系统３……………………………………………………………………………………………　４．４　时间系统３……………………………………………………………………………………………５　北斗系统空间信号特征３…………………………………………………………………………………　５．１　空间信号接口特征３…………………………………………………………………………………　５．２　空间信号性能特征５…………………………………………………………………………………６　北斗系统服务性能特征６…………………………………………………………………………………　６．１　用户使用条件６………………………………………………………………………………………　６．２　服务精度６……………………………………………………………………………………………　６．３　服务可用性６…………………………………………………………………………………………　６．４　兼容与互操作６………………………………………………………………………………………７　北斗系统公开服务空间信号性能指标７…………………………………………………………………　７．１　空间信号覆盖范围指标７……………………………………………………………………………　７．２　空间信号精度指标７…………………………………………………………………………………　７．３　空间信号连续性指标８………………………………………………………………………………　７．４　空间信号可用性指标８………………………………………………………………………………　７．５　验证方法９……………………………………………………………………………………………８　北斗系统公开服务性能指标９……………………………………………………………………………　８．１　服务精度指标９………………………………………………………………………………………　８．２　服务可用性指标１０……………………………………………………………………………………　８．３　验证方法１１……………………………………………………………………………………………犌犅／犜３９４７３—２０２０前　　言　　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。本标准起草单位：中国卫星导航工程中心、中国航天标准化研究所。本标准主要起草人：苏牡丹、龚佩佩、高为广、郑恒、王凯、贾小林、胡志刚、耿涛、冯来平、王晋婧、赵齐乐、李军正、周玉霞、王维嘉、曹坤梅。Ⅰ犌犅／犜３９４７３—２０２０引　　言　　北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）标称空间星座由３０颗卫星（３ＧＥＯ＋３ＩＧＳＯ＋２４ＭＥＯ）组成，并视情部署在轨备份卫星，可为全球用户提供导航定位和授时服务。北斗卫星导航系统公开服务是指利用北斗系统播发的公开服务信号，来确定用户位置、速度、时间的无线电导航服务。北斗系统于２０１８年１２月２７日开通全球导航定位服务，中国卫星导航系统管理办公室相继发布了系列北斗系统空间信号接口控制文件和公开服务性能指标的承诺性文件。本标准基于这些文件，对北斗系统标称星座的公开服务信号基本导航定位授时服务性能进行了规定。Ⅱ犌犅／犜３９４７３—２０２０北斗卫星导航系统公开服务性能规范１　范围本标准给出了北斗系统概述、北斗系统空间信号特征和北斗系统服务性能特征，规定了北斗系统公开服务空间信号性能指标、北斗系统公开服务性能指标及其验证方法。本标准适用于北斗系统公开服务性能的监测评估、北斗产品功能性能的测试验证等。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／Ｔ３９２６７　北斗卫星导航术语ＧＢ／Ｔ３９３９８—２０２０　全球连续监测评估系统（ｉＧＭＡＳ）监测评估参数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Ｂ１ＣＧＢ／Ｔ３９４１４．２—２０２０　北斗卫星导航系统空间信号接口规范　第２部分：公开服务信号Ｂ２ａＧＢ／Ｔ３９４１４．３—２０２０　北斗卫星导航系统空间信号接口规范　第３部分：公开服务信号Ｂ１ＩＧＢ／Ｔ３９４１４．４—２０２０　北斗卫星导航系统空间信号接口规范　第４部分：公开服务信号Ｂ３Ｉ３　术语和定义、缩略语３．１　术语和定义ＧＢ／Ｔ３９２６７界定的以及下列术语和定义适用于本文件。３．１．１信号中断　狊犻犵狀犪犾狅狌狋犪犵犲狊北斗卫星不能播发“健康”空间信号的事件。　　注：信号中断包括信号不播发、播发非标准码以及信号状态为“不健康”。３．１．２计划中断　狊犮犺犲犱狌犾犲犱狊狌狊狆犲狀狊犻狅狀狊在卫星信号预计将不符合本标准规定的性能时，提前发出通知的卫星信号中断。３．１．３非计划中断　狌狀狊犮犺犲犱狌犾犲犱狅狌狋犪犵犲狊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。３．２　符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。ＡＯＤ：数据龄期（ＡｇｅｏｆＤａｔａ）ＢＤＣＳ：北斗坐标系（ＢｅｉＤｏｕＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＳｙｓｔｅｍ）ＢＤＳ：北斗卫星导航系统（ＢｅｉＤｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）ＢＤＳ３：北斗三号（ＢＤＳＰｈａｓｅⅢ）１犌犅／犜３９４７３—２０２０ＢＤＳ３Ｇ：北斗三号ＧＥＯ卫星（ＢＤＳ３ＧＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅ）ＢＤＳ３Ｉ：北斗三号ＩＧＳＯ卫星（ＢＤＳ３ＩＧＳＯｓａｔｅｌｌｉｔｅ）ＢＤＳ３Ｍ：北斗三号ＭＥＯ卫星（ＢＤＳ３ＭＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅ）ＢＤＴ：北斗时（ＢｅｉＤｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍＴｉｍｅ）ＣＧＣＳ２０００：２０００中国大地坐标系（ＣｈｉｎａＧｅｏｄｅｔｉｃＣｏｏｒｄｉｎａｔｅＳｙｓｔｅｍ２０００）ＤＩＦ：电文完好性标识（ＤａｔａＩｎｔｅｇｒｉｔｙＦｌａｇ）ＧＥＯ：地球静止轨道（ＧｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙＥａｒｔｈＯｒｂｉｔ）ＧＮＳＳ：全球卫星导航系统（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）ＩＥＲＳ：国际地球自转服务（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥａｒｔｈＲｏｔａｔｉｏｎａｎｄＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｙｓｔｅｍｓ）ＩＧＳＯ：倾斜地球同步轨道（ＩｎｃｌｉｎｅｄＧｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＯｒｂｉｔ）ＩＴＲＦ：国际地球参考框架（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＦｒａｍｅ）ＭＥＯ：中圆地球轨道（ＭｅｄｉｕｍＥａｒｔｈＯｒｂｉｔ）ＮＡＶ：导航（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）ＮＴＳＣ：国家授时中心（ＮａｔｉｏｎａｌＴｉｍｅＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒ）ＰＤＯＰ：位置精度因子（ＰｏｓｉｔｉｏｎＤｉｌｕｔｉｏｎｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎ）ＲＦ：射频（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）ＲＭＳ：均方根（ＲｏｏｔＭｅａｎＳｑｕａｒｅ）ＳＩＦ：信号完好性标识（ＳｉｇｎａｌＩｎｔｅｇｒｉｔｙＦｌａｇ）ＳＩＳ：空间信号（ＳｉｇｎａｌＩｎＳｐａｃｅ）ＳＩＳＲＡＥ：空间信号测距二阶变化率误差（ＳＩＳＲａｎｇｅＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎＥｒｒｏｒ）ＳＩＳＲＥ：空间信号测距误差（ＳＩＳＲａｎｇｅＥｒｒｏｒ）ＳＩＳＲＲＥ：空间信号测距变化率误差（ＳＩＳＲａｎｇｅＲａｔｅＥｒｒｏｒ）ＴＧＤ：群延迟时间改正（ＴｉｍｅＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆＧｒｏｕｐＤｅｌａｙ）ＵＴＣ：协调世界时（ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｉｍｅ）ＵＴＣＯＥ：协调世界时偏差误差（ＵＴＣＯｆｆｓｅｔＥｒｒｏｒ）４　北斗系统概述４．１　系统构成４．１．１　概述北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。４．１．２　空间段北斗系统空间段由３颗ＧＥＯ卫星、３颗ＩＧＳＯ卫星和２４颗ＭＥＯ卫星的标称空间星座和不定数量的备份卫星组成。ＧＥＯ卫星轨道高度３５７８６ｋｍ；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°。４．１．３　地面段北斗系统地面段主要由主控站、时间同步／注入站和监测站等若干地面站，以及星间链路运行管理设施等组成。４．１．４　用户段北斗系统用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端设备、２犌犅／犜３９４７３—２０２０应用系统与应用服务等。４．２　服务区北斗系统具备为全球用户提供服务的能力，并可为亚太地区５５°Ｓ～５５°Ｎ、７０°Ｅ～１５０°Ｅ大部分区域（简称：亚太大部分地区）提供更优的服务。４．３　坐标系统北斗坐标系（ＢＤＣＳ）符合国际地球自转服务（ＩＥＲＳ）规范的定义，采用２０００中国大地坐标系（ＣＧＣＳ２０００）的参考椭球参数，对准于最新的国际地球参考框架（ＩＴＲＦ）。北斗坐标系的详细定义参见ＧＢ／Ｔ３９４１４．１—２０２０。４．４　时间系统北斗时（ＢＤＴ）采用国际单位制（ＳＩ）秒为基本单位连续累计，不闰秒，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ＵＴＣ建立联系，ＢＤＴ与ＵＴＣ的偏差保持在５０ｎｓ以内（模１ｓ）。ＢＤＴ与ＵＴＣ之间的偏差改正和闰秒信息在导航电文中播发。５　北斗系统空间信号特征５．１　空间信号接口特征５．１．１　空间信号射频特征北斗系统提供的四个公开服务信号：ａ）　Ｂ１Ｉ信号：中心频率为１５６１．０９８ＭＨｚ；ｂ）　Ｂ３Ｉ信号：中心频率为１２６８．５２ＭＨｚ；ｃ）　Ｂ１Ｃ信号：中心频率为１５７５．４２ＭＨｚ（包含数据分量Ｂ１Ｃ＿ｄａｔａ和导频分量Ｂ１Ｃ＿ｐｉｌｏｔ）；ｄ）　Ｂ２ａ信号：中心频率为１１７６．４５ＭＨｚ（包含数据分量Ｂ２ａ＿ｄａｔａ和导频分量Ｂ２ａ＿ｐｉｌｏｔ）。各信号的其他射频信息参见ＧＢ／Ｔ３９４１４．１—２０２０～ＧＢ／Ｔ３９４１４．４—２０２０的规定。５．１．２　导航电文特征５．１．２．１　导航电文类型北斗系统公开服务提供４种导航电文类型，导航电文正常更新周期为１ｈ。卫星类型、播发信号及导航电文类型的对应关系见表１。表１　北斗系统在轨工作卫星类型、播发信号及导航电文类型的对应关系卫星类型播发信号导航电文类型ＢＤＳ３ＧＢ１Ｉ、Ｂ３ＩＤ２ＢＤＳ３ＭＢＤＳ３ＩＢ１Ｉ、Ｂ３ＩＤ１Ｂ１ＣＢＣＮＡＶ１Ｂ２ａＢＣＮＡＶ２３犌犅／犜３９４７３—２０２０　　根据信息速率和结构不同，Ｂ１Ｉ和Ｂ３Ｉ信号的导航电文分为Ｄ１导航电文和Ｄ２导航电文。Ｄ１导航电文速率为５０ｂｐｓ，Ｄ２导航电文速率为５００ｂｐｓ。导航信息帧格式参见