PDF《北斗卫星导航系统》

北斗卫星导航系统 空间信号接口控制文件 公开服务信号 B1C(1.

0 版) 中国卫星导航系统管理办公室 二一七年十二月?2017 中国卫星导航系统管理办公室 I BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 目录1声明

1 2 文件范畴

1 3 北斗系统概述

1 3.1 空间星座

1 3.2 坐标系统

2 3.3 时间系统

3 4 信号特性

3 4.1 信号结构

3 4.2 信号调制

3 4.2.1 调制方式.3 4.2.2 B1C 信号.4 4.3 逻辑电平

6 4.4 极化方式

6 4.5 载波相位噪声

6 4.6 杂散

7 4.7 相关损耗

7 4.8 数据/码一致性.7 4.9 信号一致性

7 4.10 地面接收功率电平

7 5 测距码特性

8 5.1 测距码结构

8 5.2 B1C 信号测距码.8 ?2017 中国卫星导航系统管理办公室 II BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 5.2.1 B1C 信号主码.8 5.2.2 B1C 信号子码.13 5.3 非标准码

14 6 导航电文结构

15 6.1 导航电文概述

15 6.1.1 导航电文类型.15 6.1.2 校验码.15 6.2 B-CNAV1 导航电文

16 6.2.1 基本描述.16 6.2.2 编码方案和编码参数.17 6.2.3 编排格式.22

7 导航电文参数和算法

28 7.1 测距码编号

28 7.2 页面类型

28 7.3 系统时间参数

28 7.4 电文数据版本号

29 7.4.1 星历参数版本号(IODE)29 7.4.2 钟差参数版本号(IODC)30 7.4.3 IODE 与IODC 使用约束.31 7.5 钟差参数

31 7.5.1 参数说明.31 7.5.2 用户算法.32 7.6 群延迟修正参数

33 7.6.1 参数说明.33 ?2017 中国卫星导航系统管理办公室 III BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 7.6.2 用户算法.33 7.7 星历参数

34 7.7.1 参数说明.34 7.7.2 用户算法.36 7.8 电离层延迟改正模型参数

37 7.8.1 参数说明.37 7.8.2 单频用户算法.38 7.8.3 双频用户算法.44 7.9 中等精度历书

45 7.9.1 参数说明.45 7.9.2 用户算法.47 7.10 简约历书

48 7.10.1 参数说明.48 7.10.2 用户算法.49 7.11 地球定向参数

49 7.11.1 参数说明.49 7.11.2 用户算法.50 7.12 BDT-UTC 时间同步参数

51 7.12.1 参数说明.51 7.12.2 用户算法.51 7.13 BDT-GNSS 时间同步参数.52 7.13.1 参数说明.52 7.13.2 用户算法.53 7.14 卫星健康状态

54 ?2017 中国卫星导航系统管理办公室 IV BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 7.15 卫星完好性状态标识

54 7.16 空间信号精度指数

55 7.17 空间信号监测精度指数

55 8 缩略语

56 附录 多进制 LDPC 编译码方法及示例.58 ?2017 中国卫星导航系统管理办公室

1 BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12

1 声明 中国卫星导航系统管理办公室负责北斗卫星导航系统空间信号 接口控制文件(以下简称 ICD)的编制、修订、发布和维护等工作, 并保留本文件的最终解释权.

2 文件范畴 北斗卫星导航系统简称北斗系统,英文缩写为 BDS.北斗系统 分为北斗一号、北斗二号和北斗三号三个建设发展阶段. 本文件定义了北斗卫星导航系统空间星座和用户终端之间公开 服务信号 B1C 的相关内容.B1C 信号只在北斗三号中圆地球轨道 (MEO)卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星上播发,提供公开 服务,地球静止轨道(GEO)卫星不播发 B1C 信号.

3 北斗系统概述 3.1空间星座 北斗三号基本空间星座由

3 颗GEO 卫星、3 颗IGSO 卫星和

24 颗MEO 卫星组成,并视情部署在轨备份卫星.GEO 卫星轨道高度

35786 千米,分别定点于东经

80 度、110.5 度和

140 度;

IGSO 卫星 轨道高度

35786 千米,轨道倾角

55 度;

MEO 卫星轨道高度

21528 千米,轨道倾角

55 度. ?2017 中国卫星导航系统管理办公室

2 BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 3.2坐标系统 北斗系统采用北斗坐标系(BeiDou Coordinate System,简称 BDCS) .北斗坐标系的定义符合国际地球自转服务组织(IERS)规范,与2000 中国大地坐标系(CGCS2000)定义一致(具有完全相同 的参考椭球参数) ,具体定义如下: (1)原点、轴向及尺度定义 原点位于地球质心;

Z 轴指向 IERS 定义的参考极(IRP)方向;

X 轴为 IERS 定义的参考子午面(IRM)与通过原点且同 Z 轴正 交的赤道面的交线;

Y 轴与 Z、X 轴构成右手直角坐标系;

长度单位是国际单位制(SI)米. (2)参考椭球定义 BDCS 参考椭球的几何中心与地球质心重合, 参考椭球的旋转轴 与Z轴重合.BDCS 参考椭球定义的基本常数见表 3-1. 表3-1 BDCS 参考椭球的基本常数 序号 参数定义1长半轴 m

2 地心引力常数(包含大气层) m3 /s2

3 扁率

4 地球自转角速度 rad/s ?2017 中国卫星导航系统管理办公室

3 BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 3.3时间系统 北斗系统的时间基准为北斗时 (BDT) . 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)与国际 UTC 建立联系,BDT 与国际 UTC 的偏差保持在

50 纳秒以内(模1秒) .BDT 与UTC 之间的闰秒信息在导航电文中播报.

4 信号特性 本章所描述的信号特性, 是针对以载波频率 1575.42 MHz 为中心 的32.736 MHz 带宽内的 B1C 信号. 4.1信号结构 B1C 信号的载波频率、调制方式及符号速率见表 4-1. 表4-1 B1C 信号结构 信号 信号分量 载波频率(MHz) 调制方式 符号速率 (sps) B1C 数据分量 B1C_data 1575.42 BOC(1,1)

100 导频分量 B1C_pilot QMBOC(6,1,4/33)

0 4.2信号调制 4.2.1 调制方式 本节采用功率归一化的复包络形式来描述信号调制方式. 假设一个调制信号的复包络表达式为: (4-1) 其中,j 是虚数单位;

是复包络的实部,代表信号的同相分量;

?2017 中国卫星导航系统管理办公室

4 BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 是复包络的虚部, 代表信号的正交分量. 是基带信号形式, 描述了调制信号在载波调制之前所真正包含的信号结构与信息内容. 该调制信号也可以表示为带通信号形式: (4-2) 其中, 为信号载波频率, 为信号功率. 完整地表达了一个 经载波调制后的带通信号. 因此,基带信号 和带通信号 是同一个信号的两种表达 方式,二者可以相互转换. 4.2.2 B1C 信号 B1C 信号的复包络可以表示为: (4-3) 其中, 为数据分量,由导航电文数据 和测距码 经子载波 调制产生,采用正弦 BOC(1,1)调制方式;

为导频分量,由测距码 经子载波 调制产 生,采用 QMBOC(6,1,4/33)调制方式;

数据分量与导频分量的功率比 为1:3.两个分量的数学表达式如下: (4-4) (4-5) 数据分量 中 的数学表达式如下: (4-6) ?2017 中国卫星导航系统管理办公室

5 BDS-SIS-ICD-B1C-1.0 2017-12 其中, 为B1C 信号的导航电文数据码, 为相应的数据码 片宽度. ,是宽度为 的矩形脉冲函数. 和 测距码的数学表........