60005沿海无线电指向标-差分全球定位系统播发标准 标准 JT 377-1998.pdf

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1、 厦了 中 华 人 民 共 和 国 交 通 行 业 标 准 J 1 3 7 7 一1 9 9 8 沿海无线电指向标一差分全球定位系统播发标准 B r o a d c a s t i n g s t a n d a r d s o f m a r i n e r a d i o b e a c o n 一d i f f e r e n t a l g l o b a l p o s i t i o n i n g s y s t e m 1 9 9 8 - 0 9 - 2 8 发布 1 9 9 9 - 0 3 - 0 1 实施 中华人民共和国交通部 5 - 星座健康状况; 7 一指向标参数; 9

2、 -3 一星组差分修正; 1 6 一专用电文。将来可适情调整信息类型。 本标准 自实施之日起， 所有 R B N-D G P S站均应符合标准的要求。 本标准的附录 A、 附录 B是标准的附录。 本标准由 交通部安全监督局提出并归口。 本标准由交通部夭津海上安全监督局负责起草。 本标准主要起草人: 孟庆忠、 李鲜枫、 苗猛。 本标准由交通部安全监督局负责解释。 中华 人 民 共 和 国 交 通 行 业 标 准 沿海无线电指向标一差分全球定位系统播发标准7 T 3 7 7 - 1 9 9 8 B r o a d c a s t i n g s t a n d a r d s o f ma r i

3、 n e r a d i o b e a c o n - d i f f e r e n t i a l g l o b a l p o s i t i o n i n g s y s t e m 1 范围 本标准规定了沿海无线电指向标一差分全球定位系统( 以下简称 R B N -D G P S ) 的台站组成、 信号 格式、 发射特性、 系统性能、 覆盖要求、 台站识别码的分配和信号使用的方法。 本标准适用于R B N -D G P S台 站的建议、 管理和使用等。 2 定义 本标准采用下列定义、 2 . 1 无线电指向标 R a d i o b e a c o n 一 种 工 作 在 低中

4、 频 段， 供 用户 测 向 的 陆 基 无 线电 发 射 台。 简 称R B N . 2 . 2 全 球定位系统 G l o b a l p o s i t i o n i n g - s y s t e m 一种由空间卫星、 地面控制台和用户设备组成的空间星基无线电定位、 导航和时间传递系统。简称 GP S. 2 . 3 差分D if f e r e n t i a l 一种减少定位误差的技术， 被用于提高无线电导航系统定位精度。 将已知点上的定位误差或改正值 连续播发给同区域中同一无线电系统的用户。 2 . 4 差分全球定位系统 D i f f e r e n t i a l g lo

5、b a l p o s i t i o n i n g s y s t e m 一种采用差分技术， 提高局部范围内G P S用户定位精度的系统。简称D GP S o 2 . 5 无线电指向标一 差 分全球定位系统R a d i o b e a c o n - d i f f e r e n t i a l g l o b a l p o s i t i o n i n g s y s t e m 一种利用无线电指向标播发伪距修正值的差分全球定位系统。简称R B N - DG P S , 2 . 6 WG S 8 4 坐标系WG S 8 4 c o o r d i n a t e s y s t

6、 e m 一种全球定位系统采用的坐标基准， 是 WG S 8 4 的组成部分。 2 . 7 发射可利用率 T r a n s m i t i n g a v a il a b il i t y 在一个月的时间内， 在额定输出 功率时， 发射良 好的伪 距修正值的时间 所占的百分比。 3 台站组成 每个台站由同台址的一个完善性监测站和与其相关的二个基准台、 一个发射台及其附属设备组成。 4 信号格式 4 . 1 通用电文类型与格式 如图 1 所示， 每帧电文由2 十N个 3 0 位字组成， N个字中包含着电文数据， N随电文类型变。前两 个字的含义， 见表 1 中华人民共和国交通部 1 9 9

7、8 - 0 9 - 2 8 批准1 9 9 9 - 0 3 - 0 1 实施 J T 3 7 7 -1 9 9 8 每个 电文的第 一 个字 1 43 0 位 序文 01 10 011 0 电文 类型 ( 帧识 别) M S B L S B 台 站 识别 标志 M S B L S B 奇 偶 性 每个电文的第二个字 13 163 0 位 改进 的 2 计 数帧长度 ( N + 3 2 ) M SB L SB 序号 M S B L S B 台站健康 状况奇偶性 图 1 所有电文的前两个字 表 1 电文前两个字内容 字内容位数比例因子和单位范围 字 1 序文 8 帧识别/ 电文类型 61 1 -

8、6 4* 台站识别 1 01 0 - 1 0 2 3 奇偶性 6 字 2 改 进 2计 数 1 3D . 6 s0 - 3 5 9 9 . 4 s 序号 31 07 帧长度( N+2 ) 5 1 个 字2 - 3 3 字 台站健康状态 一 8种情况 奇偶性 6 注*全零表示6 4 . 4 . 1 . 1 电文头 在RB N-D GP S的信息中， 应对类型 9 电文 9 -3 中电文头的“ 台站健康状况” 字段( 2 2 2 4 位) 进 行特别说明。 此字段中各种数值的含义， 见表 2 。 对类型9 -3电文， U D R E换算系数决定于具有最大U- D R E值的卫星。 表 2 台站健康

9、状况字段 真 值 一一真 值 真值意义 II I 一一。 1 工 UD R E换算系数=0 . 3 0 1 1 0 0 1 0 UD R E换算系数=0 . 5 0 1 0 1 1 0 0 1 UD R E换算系数=0 . 7 5 1 0 0 一 0 0 0 UD R E换算系数=1 . 0 0 4 . 1 . 2 类型 1电文 类型1电文的格式及内容， 见图 2 和表 3 , 比 例 因 子 卫 星 工 作 状 态 卫 星 识 另。一 伪 距 修 正 奇 偶 性 J T 3 7 7 一1 9 9 8 距 离变化 率修正数 据发布 时间 填 充字奇偶性 类型 工电文格式 类型 1电文内容 白n

10、J 图表 参数位数 比例因子和单位范围 比例因子1见 表 4 2 种状态 U DRE2 见 表 54种状态 卫星识别标志 51 1 - 3 2- ; ; P R C ( t o )1 6 0 . 0 2或0 . 3 2 . 士6 5 5 . 3 4或士1 0 4 8 5 . 4 4 m二二 P RC8 0 . 0 0 2 或 0 . 0 3 2 m/ s士0 . 2 5 4或士4 . 0 6 4 ./ .-* 数据发出时间 而 84 0 X N , 填充8 X C N . mo d 3 ) 0 . 8或 1 6 奇偶性 N X 6 注:，2的补码。 ，二进制数 1 0 0 0 0 0 0 0

11、0 0 0 0 0 0 0 0 表示有问题， 用户设备应立即停止使用该卫星。 甚长关二进制数 1 0 0 0 0 0 0 0表示有问题， 用户设备应立即停止使用该卫星 公资关苦全零表示 3 2 表 4 比例因子 代码数字含义 0( 0 ) 伪距修正的比例因子是 0 . 0 2 - 距离变率修正比 例因子是0 . 0 0 2 m/ s 1( 1 ) 伪距修正的比例因子是 。 . 3 2 . 距离变率修正比例因子是 。 . 0 3 2 ./ s 表 5 用户差分距离误差( UD R E ) 代码数字 差分误差( 8 ) ( m ) 0 0 ( 0 ) 8 4 . 1 . 3 类型 3 电文 J T

12、 3 7 7 一1 9 9 8 类型 3 电文的格式及内容， 见图 3 和表 6 0 8 16 E C E F X一坐标 M SR ( 高 3 字节 ) 奇偶性 E C E F X -坐 标 E C E F Y 一坐 标 ( 低字 节 ) L S R ( 高 2 字 节) 奇 偶性 E C E F Y -坐 标 E C E F Z -坐标 ( 低 2 字 节)LS B I M S R ( 高字节 ) 奇偶 性 E C E F Z 一坐标 低 3 字 节) 图 3 类型 3电文格式一基准台参数 表 6 类型 3电文内容 LSR 奇 偶 性 参数位数 比例因子和单位 C m ) 范围 ( m )

13、E C E F X一坐标 二 3 20 . 0 1 士 2 1 4 7 4 8 3 6 . 4 7 E C E F Y一坐标二 3 20 . 0 1 士2 1 4 7 4 8 3 6 . 4 7 E C EF Z 一坐标二 3 20 . 0 1士 2 1 4 7 4 8 3 6 . 4 7 奇偶性 2 4 注 长 2的补码 4 . 1 . 4 类型 5电文 类型 5 电文为用户提供在基准台所能观测到的卫星的工作状况， 还有即将进入基准台可见范围内 的卫星的估计状态。类型 5电文的格式及内容， 见图 4 和表 7 0 1 2 6 7 1 0 1 5 1 6 1 7 1 8 2 2 2 4 3 0

14、 S 94i I O D 链 R N O* 4k z C/ N. 黑W鬓o斋 S P 奇偶性 图4 类型 5电文一卫星健康状况 表 7 类型 5 电文内容 参数位数含义 R1 保留 1 位作未来超过 3 2 的卫星数的扩展 卫星识别标志2 - 6 标准格式， 位 6 是1 ,S B ， 见表3 I OD 7 。 位表示该信息带有 1 , 9 , 2 0和2 1 型电文 工 O D的导航数据 2 位表示该信息带有 2 型电文I OD的导航数据 数据健康状态8 - 1 0 有关于卫星导航数据健康状况的标准信息。这是GP S导航电文提供的8位星历健 康状况字的3位是最高有效位 C / N .1 11

15、 5 卫星信噪比在基准台测量.比例因子 1 d B - Ha , 范围为2 5 -5 5 d 8 - Hz , 1 5 位是 L S B, 0 0 0 0 0表示卫星没有被基准台跟踪, 0 0 0 0 1 =2 5 4 B - H z低端， 1 1 1 1 1 =5 5 d B - H z高端 启用健康状态1 6 1 表示卫星被 D G P S用户设备认为是健康的， 无论卫星导航数据指示卫星是否处于 健康状况 J T3 7 7 一1 9 9 8 续 L 表 4 15 类型7 电文 类型 7电文除包含该指向标本身的信 息 外， 还包括 2 个或 3个与相邻的属于 D G P S网络的指向标 信息

16、。 a)在一R B N 一 D G P s 服务区域， 如果一指向 标工作不正常或未被监测， 则包括该指向 标信息的类 型 7电文应被改变其内部的指向标参数; b) 当一指向标不能使用或未被监测时， 应通过通用电文头第二个字的台址状态说明立即通知给用 户设备; c ) 关于如何利用类型 7 电文选择适当的无线电指向标， 见附录 A( 标准的附录) ; d) 类型 7电文的格式及内容， 见图 5 和表 8 。 纬度 经 度 ( 高字 节) 奇偶性 经 度 ( 低字节 ) 无线 电指向 标 范围 频率 ( 高 6位 ) 奇偶性 颇 率 ( 低 6 位 )翼 繁嘿 位速率调制 同步代码奇 偶性 图

17、5 类型 7电文内容一每个指向标发射机用的三个字 表 8 类型7电文内容 参数 比特 数比例因子和单位范围 纬 度 釜l 60 0 0 2 7 4 7苦士9 0 。 并 哥 苦 经度补 l 60 . 0 0 5 4 9 3釜士 1 8 0 。 关 等 釜 指向标范围 1 0I k m0 一 1 0 2 3 k m 频率 1 21 0O H z1 9 0 ( 全。 ) 到 5 9 9 . s k H z ( 全 1 ) 指向标健康状况并苦 2参见下表4 种 状 态 发射站识别 1 0 l0 1 0 2 3 发射位速率并长芳赞 3参见下表8 种 状 态 调制码 1 ， ， 一 籑 M S K“”

18、一 籉 F sK 2 种 状 态 同步类型 l“ 0一 异步 “ 1 川司步2 种状态 发射编码 l“ 0 ” 一 未加编码 “ l一 F E C编码2种状 态 J T 3 7 7 -1 9 9 8 续 上 表 4 . 1 . 6 类型9 电 文 类型 9 电文具有较强的抗脉冲噪声功能、 较短的延迟时间和及时报警功能。 类型 9电文专用于发射 伪距校正值。类型 9电文格式与类型 1电文格式相同， 只是卫星数 N和 3 0 位字的字数变少。 4 . 1 . 7 类型1 6 电文 类型 1 6电文作为航海通告的及时补充信息， 每次发射应不超过 5 . I s 。字“ Q UI C K” 是如何在类

19、型 1 6 电文中实现的， 见图 6 , 一 “ Q 01 01 0001 一 “ u 0 01 010 101 一 勺” - 01001 0 0 1 奇偶性 一 “ c气 01 00 0011 一 “ K” 一 01 001 011 填 充 0000 00 00 奇偶 性 图6 类型 1 6电文一AS C I I ( “ QUI C K“ ) 4 . 1 . 8 电文编制 数据流主要由类型 3 , 5 , 7 , 9 , 1 6电文组成。 a )类型 3电文: 在整点以后的第 1 5 min和第 4 5 m i n发射; b ) 类型 5电文: 如果认为一个不能利用的卫星可用于R B N-D

20、 G P S ， 则在整点第 5 mi n 发射类型 5 电文， 以后每1 5 m i n 发射一次; 如果一个开始被认为可以使用， 后来又被认为不可使用， 则基准台将不 再发射该卫星的校正值; c )类型 7电文: 类型 7电文在整点以后 7 mi n开始发射， 每隔 l O mi n发射一次， 如果一指向标的状 态有变化， 则应在 2 m i n内对包含指向标状态的类型7电文进行修改并发射出去。 这将有助于用户设备 选择合适的指向标; d ) 类型9 电 文: 类型9 电 文只用来发射仰角大于或等于7 . 5 0 的卫星的校正值。 类型9 电文最多将 包含 9 颗卫星的校正值。如果是 s

21、颗( 含 a 颗) 以下时， 则按收到的卫星顺序按 9 -3 规则循环编制; e )类型 1 6电文: 类型 1 6 电文只在认为有必要时发射， 并有严格限制: 在类型 3 , 5 , 7电文之前或之 后至少 9 0 S内， 不应发射类型 1 6 电文。 J r 3 7 7 -1 9 9 8 5 发射特性 51 航海无线电指向标频带 R B N-D GP S使用分配给航海无线电指向标用的2 8 5 k Hz 至3 2 5 k H z的频带发射信息。 被选择用于 R B N - D G P S系统的航海无线电 指向 标应用一个整数频率播发差 分信息和辅助信息。 5 . 2 信号调制 R B N-

22、D G P S差分信号的调制方式为最小移频键控( MS K) a 5 . 3 发射类别 发射类别为调相单信道数据传递( GI D) o 5 . 4 数据传送速率 R B N-D G P S差分信息以类型 9 进行传送时， 速率应为2 0 0 b p s o 5 . 5 一般参数 5 . 5 . 1 频率误差范围: 载波的频率精度应保持在1 6 p p m之间 5 . 5 . 2 相位噪声: 偏移量为 I O Hz 时， 每一频段的单边带机相位噪声应小于一8 0 d B / H z , 5 . 5 . 3 寄生输出: 所有的寄生输出均应小于一6 0 d B c o 5 . 5 . 4 同步类型:

23、 同 步方 式。 5 . 5 . 5 P R C延迟时间: 校正值的平均延迟时间应小于 。 . 2 5 s . 5 . 6 保护比 列出 了在公布的R B N - D G P S 信号整个覆盖范围内， 接收信号的最小场强为7 5 p V / m时， R B N - D GP S发射的保护比， 见表 9 , 表9 D G P S保护比 频 率 间 隔 ( k H z ) 一 频 率 间 隔 ( k Hz ) 保护比( d B ) 有 用 信 号 D G P S一 有用信号 D G P S 干 扰 信 号 D G P S一 干扰信号 RG P S 0 . 0 一 1 . 5一 4 2 0 . 5

24、2 . 0- 4 7 1 . 0 一 5 . 7 信号场强 系统正常 运行时， 在规定的 覆盖区 域内， D G P S 信号的最小 场强应为7 5 v V / m , 5 . 8 信号的接收 见附录 A( 标准的附录) 6 系统性能 61精度 在 H D O P 2 . 3时R B N -D G P S系统在所有规定的 3 0 0 k m覆盖范围内的定位精度应小于 l o m ( 2 d r ms ) 62 坐标系 R B N二 D GP S的基准台采用 WGS -S 4坐标系或B J -5 4坐标系 6 . 3 台站识别码 R B N - D G P S 系统应提供基准台识别码和发射台 识

25、别码。 基准台识别码: 每个基准台仅有一个识别码， 并编入所有发射电文的电文头。 发射台识别码: 每个发射台仅有一个识别码， 并编入类型 7电文。 台站识别码的分配原则， 见附录B ( 标准的附录) 。 6 . 4 发射可利用率 在 H D O P 2 . 3时， 发射可利用率应大于 9 9 . 5 0 0 0 J T 3 7 7 一1 9 9 8 6 . 5 完善性 系统的完善性是以监测站为基础， 监测站能确保 R B N-D G P S系统播发的伪距校正值的完整性。 同时， 还能提供对定位差的附加校验。完善性监测的工作过程， 如图 7 所示。 图7 完善性监测过程 6 . 5 ， 1 保护

26、极限 监测站计算的超定结果的保护极限应为 1 2 . 6 m， 与发射台的 8 m ( 2 d r ms ) 性能水平对应。完善性监 测站在计算超定结果时， 将用发射的用户差分距离误差值对伪距进行加权。 计算的超定结果中不包括完 善性监测站的已知位置。 6 . 5 . 2 报警时间 在发射速率为2 0 0 6 p s 时， 报警时间应小于 2 s o 6 . 5 . 3 报警 a ) 故障报警 当基准台故障、 在播发的数据流中缺少校正值数据、 没有任何电文发布时， 在类型1 6电文中应告知 用户 ; b ) 停发报警 发射台停止发射时， 应由邻近 R B N-D G P S站在类型 1 6 电

27、文中告知用户; c )伪距校正值有误报警 当某颗卫星伪距校正值有 误差时， 应把类型1 电文的伪 距修正( 第9 - 2 4 位) 置为二进制电 文1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ; 或当距离变化率修正有误差时， 应把类型1 电 文中的距离变化率修正( 第1 7 - 2 4 位) 置 为二 进制电文1 0 0 0 0 0 0 0 , 6 . 6时 间 RB N-D G P S采用北京时间。 7 履盖范围要求 R B N-D G P S覆盖范围的设计应能用规定的信号强度覆盖全国港口及重要水道。对大多数地区中 的相当一部分沿海水域应进行多重覆盖， 对于重要水道应全部

28、多重覆盖。一座 R B N-D G P S 站播发的 信号应能覆盖一个以 仁 的港口。 J T 3 7 7 -1 9 9 8 附录A ( 标准的附录) 用户对R B N -D G P S的选择 A 1 在实际应用中， 用户在选择R B N -D G P S 台站时会遇到下列情况: 只有一个满足要求的台 站， 此时用户可直接使用其信息。 有两个或更多的满足要求的台 站。 这种情况在所有 覆盖区 域内都 会有不同程度的出现。用户 在这种 情况下应选择距离自己 最近的满足要求的台 站， 或选择信号最强的满足要求的台 站。 没有满足要求的台站。在这种情况下用户应特别注意。 A Z 对于定位精度要求较高

29、的用户， 应充分注意在所选择的满足要求的台站中的基准台切换时定位数 据的变化。在使用新的伪 距修正值前应舍去所 有以前的伪距修正 值。 A 3 如伪距修正值的发射超过 3 0 。 时， 则其就不能被用户导航所使用。 A 4 如果唯一选用的台站未被监测， 用户在使用该站信号时应特别小Lo A 5 当用户位置在距发射台接近 3 0 0 k m时要特别注意信号强度和信噪比数据， 这是由于信号传播中的 大幅度 衰减和可能的人为噪声， 用户收到的信号质量叮 能与监测系统收到的有很大差别。 J T 3 7 7 -1 9 9 8 附录B ( 标准 的附录) 台站识别码的分配 B l 交通部安全监督局负责 R B N-D G P S台站识别码的分配。 B 2 分配原则。 B 2 . 1 沿海岸线由 北向 南顺序分配， 遇海岛 则由 北起顺时 针分配。 B 2 . 2 未分配的识别码在将来增设台 站时 分配。 B 2 . 3 每个R B N-D G P S台站的识别码参见 中国沿海无线电指向标一差分定位系统规划 。