BD 440017-2017 北斗地基增强系统基准站数据存储与输出要求.pdf

2017-05-09 发布 2017-06-01 实施 北斗地基增强系统基准站数据 存储和输出要求 Data storing and exporting requirements for reference station of BDS ground-based augmentation system BD 4400172017BD 440017-2017 I 目 次 前言.III1 范围.12 规范性引用文件.13 术语及定义.14 缩略语.15 数据分类.25.1 存储数据.25.2 输出数据.26 数据存储.26.1 数据存储内容.26.2 数据存储配置.36.3 数据存储格式.37 数据输出.47.1 通信协议.47.2 输出内容.47.3 输出频度.57.4 输出格式.5附录 A（资料性附录）基准站数据存储及传输 BINEX 文件格式.7BD 440017-2017 III 前 言 为适应我国卫星导航发展对标准的需要，全国北斗卫星导航标准化技术委员会组织制定北斗专项标准，推荐有关方面参考采用。本标准附录A为资料性附录。本标准由中国卫星导航系统管理办公室提出。本标准由全国北斗卫星导航标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：北方信息控制集团有限公司、中国兵器工业标准化研究所、中国兵器工业信息中心、武汉大学。本标准主要起草人：王清太、麦绿波、张国林、张勤熙、徐晓飞、高文昀、张家宏、汪 灏、胡献景、楼益栋。BD 440017-2017 1 北斗地基增强系统基准站数据存储和输出要求 1 范围 本标准规定了北斗地基增强系统基准站的数据分类、数据存储、数据输出等要求。本标准适用于北斗地基增强系统基准站（以下简称基准站）与北斗地基增强系统国家数据综合处理系统之间的数据传输。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，仅所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。BD 110001-2015 北斗卫星导航术语 BD 410001-2015 北斗/全球卫星导航系统（GNSS）接收机数据自主交换格式 BD 410003-2015 北斗全球卫星导航系统（GNSS）接收机差分数据格式（二）BD 440018-2017 北斗地基增强系统基于中国移动通信网数据播发接口规范 3 术语及定义 BD 1100012015界定的术语和定义适用于本文件。4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。ASCIIAmerican Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码 BDSBeiDou Navigation Satellite System，北斗卫星导航系统 BDTBeiDou Navigation Satellite System Time，北斗时 BINEXBinary Exchange Format，一种考虑兼容不同导航系统而设计的二进制标准格式文件 ECEFEarth-Centered Earth-Fixed，地心地固坐标系 GALILEOEuropean Global Navigation Satellite System，伽利略卫星导航系统 GLONASSGlobal Navigation Satellite System，格洛纳斯卫星导航系统 GPSGlobal Positioning System，全球定位系统 IDIdentification，记录标识 RINEXReceiver INdependent EXchange format，与接收机无关的交换格式 RTCMRadio Technical Commission for Maritime Service，海事无线电技术委员会 BD 440017-2017 2 TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制/网络通信协议 TOWTime of Week，历元时刻 UDPUser Datagram Protocol，用户数据报协议 5 数据分类 5.1 存储数据 基准站的存储数据一般包括：接收卫星信号的原始观测数据、站点信息、气象数据等。5.2 输出数据 基准站的输出数据一般包括：接收卫星信号的原始观测数据及接收机状态信息、站点信息、气象仪输出的数据、机柜监控单元的状态信息等。6 数据存储 6.1 数据存储内容 6.1.1 框架基准站 框架基准站的存储数据主要为：BDS（B1/B2/B3）、GPS（L1/L2/L5）、GLONASS（L1/L2）等导航系统的原始观测数据、站点信息、气象数据。这些数据分别包括：a)原始观测数据：包括码伪距、信噪比、载波相位值、多普勒频移、卫星广播星历等；b)站点信息：包括站名、坐标、天线信息等；c)气象数据：包括气象仪的温度、湿度、气压数据、采集时间等。6.1.2 监测站 框架基准站的存储数据主要为：BDS（B1/B2/B3）、GPS（L1/L2/L5）、GLONASS（L1/L2）等导航系统的原始观测数据、站点信息、定位结果、差分数据产品。这些数据分别包括：a)原始观测数据：包括码伪距、信噪比、载波相位值、多普勒频移、卫星广播星历等；b)站点信息：包括站名、坐标、天线信息等；c)定位结果：包括单频伪距差分、双频载波相位差分、单频载波相位差分定位结果等；d)差分数据产品：包括广域增强数据产品、区域差分数据产品等。6.1.3 区域基准站 框架基准站的存储数据主要为：BDS（B1/B2/B3）、GPS（L1/L2/L5）、GLONASS（L1/L2）等导航系统的原始观测数据、站点信息。这些数据分别包括：a)原始观测数据：包括码伪距、信噪比、载波相位值、多普勒频移、卫星广播星历等；b)站点信息：包括站名、坐标、天线信息等。BD 440017-2017 3 6.2 数据存储配置 6.2.1 框架基准站 6.2.1.1 按天存储文件，文件的起止时间为：北斗时（BDT）0 时 0 分 0 秒23 时 59 分 59 秒。6.2.1.2 数据采样率见表 1。6.2.1.3 数据存储能力应大于 30 天。6.2.1.4 数据存储的卫星截止高度角应不大于 10。表 1 框架基准站数据采样率 数据类型 采样率 原始观测数据 1s 站点信息 一次性记录，变更时更新 气象数据 10s 6.2.2 监测站 6.2.2.1 24 小时数据文件的起止时间为：北斗时（BDT）0 时 0 分 0 秒23 时 59 分 59 秒。6.2.2.2 数据采样率见表 2。6.2.2.3 数据存储能力应大于 30 天。表 2 监测站数据采样率 数据类型 采样率 原始观测数据 1s 站点信息 一次性记录，变更时更新 定位结果 1s 差分数据产品 按接收的差分数据产品频率存储 6.2.3 区域基准站 6.2.3.1 按天存储文件，文件的起止时间为：北斗时（BDT）0 时 0 分 0 秒23 时 59 分 59 秒。6.2.3.2 数据采样率见表 3。6.2.3.3 数据存储能力应大于 30 天。6.2.3.4 数据存储的卫星截止高度角应不大于 10。表 3 区域基准站数据采样率 数据类型 采样率 原始观测数据 1s 站点信息 一次性记录，变更时更新 6.3 数据存储格式 BD 440017-2017 4 6.3.1 文件格式 6.3.1.1 框架基准站中数据文件应按照原始二进制数据或 RINEX、BINEX 格式等进行存储，数据交换采用 RINEX 或 BINEX 格式。6.3.1.2 监测站中数据文件宜按照原始二进制数据流进行存储。6.3.1.3 区域基准站数据文件应与框架基准站保持一致。6.3.2 RINEX 格式 数据存储格式应按BD 410001-2015执行，包括3种文件类型：a)观测数据文件；b)导航数据文件；c)气象数据文件。RINEX的应用要求见表4。表 4 RINEX 应用要求 文件类型 记录类型 要求 观测数据文件 RINEX VERSION/TYPE 版本号/M PGM/RUN BY/DATE 生成当前文件的程序名/北斗地基增强系统/使用北斗时 MARKER NAME 选用八字符表示，其中第一位表示属性，“K”为框架基准站，“Q”为区域基准站，第二、三位为基准站所在省（直辖市）份区域码，第四、五、六、七位为基准站所在县区域码，最后一位数字为同一区域建站顺序号，如海南琼中框架 1 号站代码为 K4690301 MARKER TYPE JIYANDUN：基岩墩 WUDINGDUN：屋顶墩 TUCENGDUN：土层墩 SYS/#/OBS TYPES 应至少包含以下 4 种类型：C=伪距；L=载波相位；D=多普勒；S=信号强度 TIME OF FIRST OBS 观测值中包含北斗观测值时，使用北斗时；不包含北斗观测值时，使用UTC 或其他 导航数据文件 PGM/RUN BY/DATE 生成当前文件的程序名/北斗地基增强系统/使用北斗时 气象数据文件 PGM/RUN BY/DATE 生成当前文件的程序名/北斗地基增强系统/使用北斗时 6.3.3 BINEX 格式 记录标识及其内容参见附录A。7 数据输出 7.1 通信协议 框架基准站、监测站及区域基准站实时数据流应采用TCP/IP、UDP协议等。7.2 输出内容 BD 440017-2017 5 数据输出内容与数据存储内容相同，见6.1。7.3 输出频度 7.3.1 框架基准站 框架基准站数据输出频度见表5。表 5 框架基准站数据输出频度 数据类型 输出频度 观测数据 1s 卫星广播星历 15s 站点信息 15s 气象数据 10s 7.3.2 监测站 监测站数据输出频度见表6。表 6 监测站数据输出频度 数据类型 输出频度 原始观测数据 1s 站点信息 15s 定位结果 1s 差分数据产品 按接收的差分数据产品频度输出 7.3.3 区域基准站 区域基准站数据输出频度见表7。表 7 区域基准站数据输出频度 数据类型 输出频度 观测数据 1s 卫星广播星历 15s 站点信息 15s 7.4 输出格式 7.4.1 框架基准站 7.4.1.1 格式类别 框架基准站数据输出格式一般包括以下三种，但至少应包含a）或b）中的一种：a)RTCM 格式；b)BINEX 格式；c)自定义格式。BD 440017-2017 6 7.4.1.2 RTCM 格式 7.4.1.2.1 电文类型 RTCM电文按照BD 410003-2015执行，其中气象观测数据输出格式按本标准定义。7.4.1.2.2 气象数据字段 气象数据字段见表8。表 8 气象数据字段 数据字段 数据字段名称数据字段表示范围 比例因子 数据类型 备注 DF550 温度（-70180）0.1 int16-DF551 湿度 0100 0.1 百分比 uint16-DF552 气压（5001100）Hpa 0.1Hpa uint16-7.4.1.2.3 气象电文 气象电文见表9。表 9 气象电文 数据字段 数据字段号 数据类型 比特数 备注 电文编号 DF002 uint12 12 电文编号 4021 参考站 ID DF003 uint12 12-BDS 历元时刻（TOW）DF533 uint23 23-温度 DF550 int16 16-湿度 DF551 uint16 16-气压 DF552 uint16 16-预留 DF001 bit(4)4-总计-99-7.4.1.3 BINEX 格式 数据输出格式与数据存储格式相同，见6.3.3。7.4.2 监测站 监测站差分数据产品输出格式按照BD 440018-2017执行，原始观测数据、站点信息、定位结果输出格式自定义。7.4.3 区域基准站 区域基准站数据输出格式同框架基准站数据输出格式，见7.4.1。BD 440017-2017 7 附 录 A（资料性附录）基准站数据存储及传输 BINEX 文件格式 A.1 记录标识 记录标识（ID）见表A.1 表 A.1 记录标识 记录标识 子记录标识 说明 备注 0 x00-站点、观测墩、设备等多元数据 对应站点信息 0 x01 0 x01 GPS 星历 对应导航信息 0 x02 GLONASS 星历 0 x04 GALILEO 星历 0 x05 BDS 星历 0 x7d 0 x00 接收机内部状态-0 x7e 0 x00 气象及地球物理数据等 0 x7e 为站点辅助信息 子记录 0 x00 对应气象数据等0 x7f 0 x05 GPS、GLONASS 和 BDS 的伪距、载波相位等原始观测值 0 x7f 为 GNSS 观测值 A.2 记录 0 x00 记录0 x00包含了站点、观测墩、参考点、设备及其他站点相关的数据字段，其中的字段标识及说明见表A.2。表 A.2 记录 0 x00 的字段标识及说明 字段标识 说明 0 x00 注释；可重复使用；需说明字段长度 0 x7f 额外信息；一个记录可有多条；可重复；需说明字段长度 0 x01a 产生该记录的程序（即 RINEX 的 PGM 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x02 程序操作者（即 RINEX 的 RUN BY 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x03 保留字段，站点等级（国家、省、市、县）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x04 a 站名（即 RINEX 的 MARKER NAME 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x05 站点代号；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x06 观测墩名；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x07 观测墩号（可为 RINEX 的 MARKER NUMBER 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x08 标记名；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x09 标记号（可为 RINEX 的 MARKER NUMBER 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x0a 基准站名；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 BD 440017-2017 8 表 A.2 (续)字段标识 说明 0 x0b 基准站号（即 RINEX 的 MARKER NUMBER 字段，如 IERS DOMES 号）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x0c 站点建立日期，日期按格里高利历北斗时；第一个子字段是 ASCII 码日期描述的字节数；第二个子字段是 ASCII 码日期描述，通常格式是“年-月-日时:分”，年是 4 个数字表示，时：分是可选，如果使用，则是 24 小时制；如果第一个子字段为 0，第二个子字段不存在；第三个子字段是带符号 2 字节的年，如 1999A.D.=1999=0 x07cf；（保留负数）；0 x0000 说明仅第二个子字段的日期有效；第四个子字段是无符号 4 字节的年内分钟数；如果第三个子字段为 0，这个子字段无效；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x0d 保留字段，站点的逻辑关系或等级 0 x0e 保留字段，站点的气候特性 0 x0f 与操作者相关的数据及元数据，4 字符 ID；一个记录仅允许一条；需说明字段长度，字段长度恒为 4；接下来的 ASCII 字符必须可打印，如果长度不够，用 0 x20（空格）填充 0 x10 项目名；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x11 项目调查员（可为 RINEX 的 OBSERVER 字段）；一个记录可有多条；需说明字段长度 0 x12 项目调查员的组织（可为 RINEX 的 AGENCY 字段）；一个记录可有多条，但需和项目调查员的顺序一致；需说明字段长度 0 x13 项目调查员的联系方式；一个记录可有多条，但需和项目调查员的顺序一致；需说明字段长度 0 x14 站点操作员（可为 RINEX 的 OBSERVER 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x15 站点操作员的组织（可为 RINEX 的 AGENCY 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x16 站点操作员的联系方式（可为 RINEX 的 AGENCY 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x17 a 天线类型（即 RINEX 的 antenna TYPE 字段）；需和现有的 IGS 表吻合；可以写完整的天线和天线罩名，或者只写天线名，而把天线罩名放在字段 0 x20；一个记录仅允许一条；需说明字段长度0 x18 a 天线序列号（即 RINEX 的 antenna#字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x19 a 接收机类型（即 RINEX 的 receiver TYPE 字段）；需和现有的 IGS 表吻合；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x1a a 接收机序列号（即 RINEX 的 receiver#字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x1b a 接收机固件号（即 RINEX 的 receiver VERS 字段）；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x1c 天线安装描述；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x1d a 天线 xyz 位置按照地心地固坐标系（ECEF）下的坐标（部分=RINEX 的 APPROX POSITION XYZ 字段）；第一个子字段是椭球模型的描述的字符数(ubnXi 型)；第二个子字段是椭球模型描述（如果不存在，例如第一个子字段=0，则假设是 WGS84 模型）；第三个子字段是 8 字节的 real8 型 x 坐标，单位是米；第四个子字段是 8 字节的 real8 型 y 坐标，单位是米；第五个子字段是 8 字节的 real8 型 z 坐标，单位是米；一个记录仅允许一条；椭球模型描述需说明字段长度 BD 440017-2017 9 表 A.2 (续)字段标识 说明 0 x1e 天线地理位置；第一个子字段是椭球模型的描述的字符数(ubnXi 型)；第二个子字段是椭球模型描述（如果不存在，例如第一个子字段=0，则假设是 WGS84 模型）；第三个子字段是 8 字节的 real8 型经度，单位是度（0 是东经，0 是西经）；第四个子字段是 8 字节的 real8 型纬度，单位是度（0 是北纬，0 是南纬）；第五个子字段是 8 字节的 real8 型高度，单位是米；一个记录仅允许一条；椭球模型描述需说明字段长度 0 x1f a 天线到参考点的偏移（即 RINEX 的 ANTENNA:DELTA H/E/N 字段）；有 3 个 8 字符的子字段；第一个 8 字符(real8)是高度偏移，单位是米；第一个 8 字符(real8)是东西偏移，单位是米（0 是东，0 是西）；第一个 8 字符(real8)是南北偏移，单位是米（0 是北，0 是南）；一个记录仅允许一条；椭球模型描述需说明字段长度 0 x20 天线罩类型（即 RINEX 的 antenna radome TYPE 字段）；需和现有的 IGS 表吻合；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x21 天线罩号；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 0 x22 公开的 GHAM geocode；一个记录仅允许一条；需说明字段长度 a 必备字段。A.3 记录 0 x01 记录0 x01包含三条子记录，分别为0 x01 GPS星历、0 x02 GLONASS星历、0 x05北斗星历。A.4 记录 0 x7d 记录0 x7d包含一条子记录，为0 x00接收机内部状态（温度、电源电压等参数）。A.5 记录 0 x7e 记录0 x7e包含一条子记录，为0 x00气象及地球物理数据（气温、气压、相对湿度等参数）。A.6 记录 0 x7f 记录0 x7f包含一条子记录，为0 x05GPS、GLONASS和BDS的伪距、载波相位等原始观测值。_