GB/T 42428-2023 交通運輸衛(wèi)星導航增強服務性能指標及監(jiān)測技術規(guī)范（正式版）

ICS03.220.20交通運輸衛(wèi)星導航增強服務性能指標及監(jiān)測技術規(guī)范國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T42428—2023 I 25系統概述和總體要求 35.1增強服務框架 3 35.3服務內容 35.4服務等級劃分 35.5服務使用方要求 35.6服務接入要求 45.7播發(fā)性能要求 45.8坐標系與時間系統 46性能指標 46.1指標組成 4 46.3完好性 56.4連續(xù)性 66.5可用性 6 7.1一般要求 7.2環(huán)境要求 7.3監(jiān)測設備 7.4監(jiān)測方法 7 IGB/T42428—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國交通運輸部提出并歸口。理工大學。1GB/T42428—2023交通運輸衛(wèi)星導航增強服務性能指標及監(jiān)測技術規(guī)范1范圍2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T39267北斗衛(wèi)星導航術語JT/T1160.1交通運輸衛(wèi)星導航增強應用系統第1部分：信息數據元3術語和定義GB/T19391、GB/T39267及JT/T1160.1界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1用來表征導航系統確定的用戶觀測值與其真實值接近或一致的程度。3.2當無線電導航系統不應當用于導航時向用戶及時發(fā)出警告(信息)的能力。3.3連續(xù)性continuity特定時間段內(在無中斷的條件下),系統能夠提供滿足規(guī)定服務(精度和完好性)要求的時間百分比。3.4可用性availability3.52GB/T42428—20233.63.73.8增強服務數據產品dataproductsofaugmentationservice3.9靜態(tài)服務staticservice在交通運輸衛(wèi)星導航增強服務應用場景中，為處3.10下列縮略語適用于本文件。BDCS:北斗坐標系(BeiDouCoordinateSystem)BDS:北斗衛(wèi)星導航系統(BeiDouNavigationSatelliteSystem)BDT:北斗時(BeiDouTime)BIPM:國際計量局(BureauInternationaldesPoidsetMesures)CGCS2000:2000國家大地坐標系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)DQM:數據質量監(jiān)測(DataQualityMonitoring)GNSS:全球衛(wèi)星導航系統(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPST:GPS時(GlobalPositioningSystemTime)MQM:測量質量監(jiān)測(MeasureQualityMonitoring)NTRIP:基于互聯網的RTCM數據傳輸協議(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol)PDOP:位置精度因子(PositionDilutionOfPrecision)SQM:信號質量監(jiān)測(SignalQualityMonitoring)TCP/IP:傳輸控制協議/網際協議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)UDP:用戶數據報協議(UserDatagramProtocol)UTC:協調世界時(CoordinatedUniversalTime)WGS84:1984世界大地系(WorldGeodeticSystem1984)3GB/T42428—20235.1增強服務框架務需求。增強服務框架示意圖見圖1。導航衛(wèi)星3導航衛(wèi)星3增強數據產品移動通信基站接收設備衛(wèi)星導航增強服務系統服務巾請服務提供方載運工具服務使用方用戶注冊用戶認證增強數據產品接收設備無線發(fā)送設備①②③導航衛(wèi)星N運營服務基礎設施在服務提供方發(fā)布的服務范圍內提供靜態(tài)服務和動態(tài)服務。接收增強服務的服務使用方應滿足以下要求：b)具備通過無線通信網絡實時接收服務提供方播發(fā)的增強服務數據產品功能；c)網絡通信采用TCP/IP、UDP協議；d)差分數據播發(fā)服務采用NTRIP等協議。4GB/T42428—2023為用戶認證的輸入信息。密碼等信息，服務提供方收到后對用戶信息進行判別，并將認證結果響應信息發(fā)往服務使用增強服務播發(fā)性能要求如下：a)增強服務信息播發(fā)間隔：靜態(tài)定位服務不應大于8s,動態(tài)定位服務不應大于1s,授時服務不c)信息播發(fā)速率不應小于6kb/s。坐標系宜采用CGCS2000,兼容BDCS、時間系統宜采用BDT,兼容GPST。6性能指標和可用性等指標分別對應的服務等級中最低級服務確定。增強服務在典型服務場景的最低服務等級應符合表1的規(guī)定，不同服務類型可達到的精度等級應符合表2的規(guī)定。表1典型服務場景的最低服務等級序號交通運輸方式服務對象典型服務場景最低服務等級l公路基礎設施建設S1(水平)、S1(垂直)2養(yǎng)護S3(水平)、S3(垂直)3載運工具自動駕駛K2(水平)、K1(垂直)4非自動駕駛K5(水平)、K5(垂直)5運營服務客流、物流管理K5(水平)、K5(垂直)5GB/T42428—2023表1典型服務場景的最低服務等級(續(xù))序號交通運輸方式服務對象典型服務場景最低服務等級6水路基礎設施建設S1(水平)、SI(垂直)7養(yǎng)護S3(水平)、S3(垂直)8載運工具自動駕駛K3(水平)、K3(垂直)9非自動駕駛K5(水平)、K5(垂直)運營服務客流、物流管理K5(水平)、K5(垂直)其他基礎設施、載運工具、運營服務其他功能場景靜態(tài)：S3(水平)、S3(垂直)動態(tài)：K5(水平)、K5(垂直)表2不同服務類型的精度等級服務類型精度(95%置信度)水平精度m垂直精度m授時精度靜態(tài)服務等級S1等級S2等級S3—動態(tài)服務等級K1等級K2等級K3等級K4等級K5c)告警時間：對超過警報閾值的誤導信息播報能力，從警報條件出現到向用戶發(fā)出告警信息的不同服務類型可達到的完好性指標應符合表3的規(guī)定。表3不同服務類型的完好性指標服務類型完好性完好性風險警報閾值m告警時間s靜態(tài)服務等級S18等級S28等級S386GB/T42428—2023表3不同服務類型的完好性指標(續(xù))服務類型完好性完好性風險警報閾值m告警時間s動態(tài)服務等級K1等級K3等級K4等級K5連續(xù)24h內，交通運輸衛(wèi)星導航增強應用系統不同服務類型可達到的連續(xù)性指標應符合表4的服務類型連續(xù)性(連續(xù)24h無故障概率)靜態(tài)服務等級S1等級S2等級S3動態(tài)服務等級K1等級K2等級K3等級K4等級K5連續(xù)24h內，交通運輸衛(wèi)星導航增強應用系統不同服務類型可達到的可用性指標應符合表5的服務類型可用性(連續(xù)24h)PDOP可用性定位服務可用性靜態(tài)服務等級S1等級S2等級S37GB/T42428—2023表5不同服務類型的可用性指標(續(xù))服務類型可用性(連續(xù)24h)PDOP可用性定位服務可用性動態(tài)服務等級K1等級K2等級K3等級K4等級K57指標監(jiān)測要求b)相對濕度：不超過90%。d)電磁環(huán)境：測試場地遠離大功率無線電發(fā)射源，其距離不小于200m;遠離高壓輸電線路和微f)接收天線：天線安裝高度高于地面1m以上，從天頂到水平面以上10°的仰角空間范圍內對衛(wèi)強服務性能指標監(jiān)測評估。通過準則：所有監(jiān)測點上的增強服務性能應符合表1對應的指標要求。87.4.2服務精度監(jiān)測7.4.2.1定位精度監(jiān)測方法：服務使用方使用增強服務確定的位置與其真實位置之差的統計值，包括水平定位精度和垂直定位精度。按公式(1)和公式(2)計算得到站心坐標系的誤差序列，統計評估時段內的誤差得到定位精度(按95%置信度計)。 (1) (2)pOScl——笛卡爾直角坐標系下的服務使用方實際計算的定位結果；pOSpre——笛卡爾直角坐標系下的服務使用方精確坐標；dxy——服務使用方實際計算的定位結果與精確坐標之差(笛卡爾直角坐標系);denu——服務使用方實際計算的定位結果與精確坐標之差(站心坐標系);笛卡爾直角坐標系到站心坐標系的轉換矩陣。通過準則：監(jiān)測點上的定位精度應滿足表2對應的定位服務精度指標要求。7.4.2.2授時精度監(jiān)測方法：服務使用方使用增強服務確定的時間與UTC之間的偏差統計值。按公式(3)和公式(4)計算授時誤差序列，統計評估時段內的差值得到授時精度(按95%置信度計)。 (3) (4)Ts.ute(i)——衛(wèi)星廣播時間與UTC時間之差；Tc.R——計數器測量標準主鐘時間與接收機本地時間之差；Ts,R()——通過觀測值計算得到的導航衛(wèi)星廣播時間與接收機時間之差；TBIPM——-BIPM公報提供的國際協調時與本地協調時數據之差[UTC-UTC(K)];Trace—導航電文廣播的溯源數據。通過準則：監(jiān)測點上的授時精度應滿足表2對應的授時服務精度指標要求。7.4.3服務完好性監(jiān)測監(jiān)測方法：表征增強服務數據產品電文中完好性相關參數在規(guī)定時間內實現風險告警能力，以服務提供方播放狀態(tài)為“健康”的空間信號為判據，評估時段通常不少于一年。通過比較計算出的完好性參數值與“已知真值”,當差值大于閾值時，表示系統故障，并對完好性風險、警報閾值、告警時間進行監(jiān)測記錄。完好性監(jiān)測步驟如下。a)通過SQM、MQM、DQM三個方面對數據觀測量進行質量約束，計算出完好性參數。b)通過EXM-I和EXM-II排除邏輯，保證參考站的B值通過多參考一致性監(jiān)測、σ-μ監(jiān)測和信息域范圍監(jiān)測，確?；静グl(fā)的改正數符合統計理論，具有要求的內符合性。c)完好性參數值與AL作比較。當完好性參數超過AL時，系統判斷出現故障，從而向服務使用方發(fā)出告警信息。通過準則：監(jiān)測點上的服務完好性應滿足表2對應的服務完好性指標要求。9GB/T42428—20237.4.4服務連續(xù)性監(jiān)測監(jiān)測方法：表征交通運輸衛(wèi)星導航增強應用系統在規(guī)定的時間長度內不發(fā)生非計劃中斷，為服務使用方提供持續(xù)滿足定位、導航、授時精度閾值的概率(按95%置信度計)。以評估起始時刻可定位、導航、授時并滿足精度閾值為判據，通常采用服務區(qū)域內多個監(jiān)測點的平均值表示。任意監(jiān)測點的服務連續(xù)性按公式(5)計算。式中：Nwin——滑動窗口的長度(通常取1h)內包含的歷元數；k——監(jiān)測期內畫的窗口序號，k=1,2,…,Ntotal一Nwin;j——滑動窗口內的監(jiān)測歷元序號，j=1,2,…,Nwin;bool{}——布爾函數，當滿足判斷條件時，取為1,否則取0;HV(k,j)——滑動窗口序號為k,滑動窗口內歷元序號為j時刻的水平定位誤差或垂直定位誤差；水位定位精度或垂直精度定位精度閾值。通過準則：監(jiān)測點上的服務連續(xù)性應滿足表2對應的服務連續(xù)性指標要求。7.4.5服務可用性監(jiān)測監(jiān)測方法：表征交通運輸衛(wèi)星導航增強應用系統在規(guī)定時間內、規(guī)定服務區(qū)域