GB/T 42428-2023 交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)及監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（正式版）

ICS03.220.20交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)及監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T42428—2023 I 25系統(tǒng)概述和總體要求 35.1增強(qiáng)服務(wù)框架 3 35.3服務(wù)內(nèi)容 35.4服務(wù)等級(jí)劃分 35.5服務(wù)使用方要求 35.6服務(wù)接入要求 45.7播發(fā)性能要求 45.8坐標(biāo)系與時(shí)間系統(tǒng) 46性能指標(biāo) 46.1指標(biāo)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(cè)設(shè)備 7.4監(jiān)測(cè)方法 7 IGB/T42428—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國交通運(yùn)輸部提出并歸口。理工大學(xué)。1GB/T42428—2023交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)及監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范1范圍2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(dǎo)航術(shù)語JT/T1160.1交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)第1部分：信息數(shù)據(jù)元3術(shù)語和定義GB/T19391、GB/T39267及JT/T1160.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1用來表征導(dǎo)航系統(tǒng)確定的用戶觀測(cè)值與其真實(shí)值接近或一致的程度。3.2當(dāng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)不應(yīng)當(dāng)用于導(dǎo)航時(shí)向用戶及時(shí)發(fā)出警告(信息)的能力。3.3連續(xù)性continuity特定時(shí)間段內(nèi)(在無中斷的條件下),系統(tǒng)能夠提供滿足規(guī)定服務(wù)(精度和完好性)要求的時(shí)間百分比。3.4可用性availability3.52GB/T42428—20233.63.73.8增強(qiáng)服務(wù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品dataproductsofaugmentationservice3.9靜態(tài)服務(wù)staticservice在交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中，為處3.10下列縮略語適用于本文件。BDCS:北斗坐標(biāo)系(BeiDouCoordinateSystem)BDS:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem)BDT:北斗時(shí)(BeiDouTime)BIPM:國際計(jì)量局(BureauInternationaldesPoidsetMesures)CGCS2000:2000國家大地坐標(biāo)系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000)DQM:數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)(DataQualityMonitoring)GNSS:全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem)GPST:GPS時(shí)(GlobalPositioningSystemTime)MQM:測(cè)量質(zhì)量監(jiān)測(cè)(MeasureQualityMonitoring)NTRIP:基于互聯(lián)網(wǎng)的RTCM數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol)PDOP:位置精度因子(PositionDilutionOfPrecision)SQM:信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)(SignalQualityMonitoring)TCP/IP:傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)UDP:用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UserDatagramProtocol)UTC:協(xié)調(diào)世界時(shí)(CoordinatedUniversalTime)WGS84:1984世界大地系(WorldGeodeticSystem1984)3GB/T42428—20235.1增強(qiáng)服務(wù)框架務(wù)需求。增強(qiáng)服務(wù)框架示意圖見圖1。導(dǎo)航衛(wèi)星3導(dǎo)航衛(wèi)星3增強(qiáng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品移動(dòng)通信基站接收設(shè)備衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)巾請(qǐng)服務(wù)提供方載運(yùn)工具服務(wù)使用方用戶注冊(cè)用戶認(rèn)證增強(qiáng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品接收設(shè)備無線發(fā)送設(shè)備①②③導(dǎo)航衛(wèi)星N運(yùn)營服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施在服務(wù)提供方發(fā)布的服務(wù)范圍內(nèi)提供靜態(tài)服務(wù)和動(dòng)態(tài)服務(wù)。接收增強(qiáng)服務(wù)的服務(wù)使用方應(yīng)滿足以下要求：b)具備通過無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接收服務(wù)提供方播發(fā)的增強(qiáng)服務(wù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品功能；c)網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP/IP、UDP協(xié)議；d)差分?jǐn)?shù)據(jù)播發(fā)服務(wù)采用NTRIP等協(xié)議。4GB/T42428—2023為用戶認(rèn)證的輸入信息。密碼等信息，服務(wù)提供方收到后對(duì)用戶信息進(jìn)行判別，并將認(rèn)證結(jié)果響應(yīng)信息發(fā)往服務(wù)使用增強(qiáng)服務(wù)播發(fā)性能要求如下：a)增強(qiáng)服務(wù)信息播發(fā)間隔：靜態(tài)定位服務(wù)不應(yīng)大于8s,動(dòng)態(tài)定位服務(wù)不應(yīng)大于1s,授時(shí)服務(wù)不c)信息播發(fā)速率不應(yīng)小于6kb/s。坐標(biāo)系宜采用CGCS2000,兼容BDCS、時(shí)間系統(tǒng)宜采用BDT,兼容GPST。6性能指標(biāo)和可用性等指標(biāo)分別對(duì)應(yīng)的服務(wù)等級(jí)中最低級(jí)服務(wù)確定。增強(qiáng)服務(wù)在典型服務(wù)場(chǎng)景的最低服務(wù)等級(jí)應(yīng)符合表1的規(guī)定，不同服務(wù)類型可達(dá)到的精度等級(jí)應(yīng)符合表2的規(guī)定。表1典型服務(wù)場(chǎng)景的最低服務(wù)等級(jí)序號(hào)交通運(yùn)輸方式服務(wù)對(duì)象典型服務(wù)場(chǎng)景最低服務(wù)等級(jí)l公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)S1(水平)、S1(垂直)2養(yǎng)護(hù)S3(水平)、S3(垂直)3載運(yùn)工具自動(dòng)駕駛K2(水平)、K1(垂直)4非自動(dòng)駕駛K5(水平)、K5(垂直)5運(yùn)營服務(wù)客流、物流管理K5(水平)、K5(垂直)5GB/T42428—2023表1典型服務(wù)場(chǎng)景的最低服務(wù)等級(jí)(續(xù))序號(hào)交通運(yùn)輸方式服務(wù)對(duì)象典型服務(wù)場(chǎng)景最低服務(wù)等級(jí)6水路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)S1(水平)、SI(垂直)7養(yǎng)護(hù)S3(水平)、S3(垂直)8載運(yùn)工具自動(dòng)駕駛K3(水平)、K3(垂直)9非自動(dòng)駕駛K5(水平)、K5(垂直)運(yùn)營服務(wù)客流、物流管理K5(水平)、K5(垂直)其他基礎(chǔ)設(shè)施、載運(yùn)工具、運(yùn)營服務(wù)其他功能場(chǎng)景靜態(tài)：S3(水平)、S3(垂直)動(dòng)態(tài)：K5(水平)、K5(垂直)表2不同服務(wù)類型的精度等級(jí)服務(wù)類型精度(95%置信度)水平精度m垂直精度m授時(shí)精度靜態(tài)服務(wù)等級(jí)S1等級(jí)S2等級(jí)S3—?jiǎng)討B(tài)服務(wù)等級(jí)K1等級(jí)K2等級(jí)K3等級(jí)K4等級(jí)K5c)告警時(shí)間：對(duì)超過警報(bào)閾值的誤導(dǎo)信息播報(bào)能力，從警報(bào)條件出現(xiàn)到向用戶發(fā)出告警信息的不同服務(wù)類型可達(dá)到的完好性指標(biāo)應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3不同服務(wù)類型的完好性指標(biāo)服務(wù)類型完好性完好性風(fēng)險(xiǎn)警報(bào)閾值m告警時(shí)間s靜態(tài)服務(wù)等級(jí)S18等級(jí)S28等級(jí)S386GB/T42428—2023表3不同服務(wù)類型的完好性指標(biāo)(續(xù))服務(wù)類型完好性完好性風(fēng)險(xiǎn)警報(bào)閾值m告警時(shí)間s動(dòng)態(tài)服務(wù)等級(jí)K1等級(jí)K3等級(jí)K4等級(jí)K5連續(xù)24h內(nèi)，交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)不同服務(wù)類型可達(dá)到的連續(xù)性指標(biāo)應(yīng)符合表4的服務(wù)類型連續(xù)性(連續(xù)24h無故障概率)靜態(tài)服務(wù)等級(jí)S1等級(jí)S2等級(jí)S3動(dòng)態(tài)服務(wù)等級(jí)K1等級(jí)K2等級(jí)K3等級(jí)K4等級(jí)K5連續(xù)24h內(nèi)，交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)不同服務(wù)類型可達(dá)到的可用性指標(biāo)應(yīng)符合表5的服務(wù)類型可用性(連續(xù)24h)PDOP可用性定位服務(wù)可用性靜態(tài)服務(wù)等級(jí)S1等級(jí)S2等級(jí)S37GB/T42428—2023表5不同服務(wù)類型的可用性指標(biāo)(續(xù))服務(wù)類型可用性(連續(xù)24h)PDOP可用性定位服務(wù)可用性動(dòng)態(tài)服務(wù)等級(jí)K1等級(jí)K2等級(jí)K3等級(jí)K4等級(jí)K57指標(biāo)監(jiān)測(cè)要求b)相對(duì)濕度：不超過90%。d)電磁環(huán)境：測(cè)試場(chǎng)地遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源，其距離不小于200m;遠(yuǎn)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?shù)剿矫嬉陨?0°的仰角空間范圍內(nèi)對(duì)衛(wèi)強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)監(jiān)測(cè)評(píng)估。通過準(zhǔn)則：所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的增強(qiáng)服務(wù)性能應(yīng)符合表1對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求。87.4.2服務(wù)精度監(jiān)測(cè)7.4.2.1定位精度監(jiān)測(cè)方法：服務(wù)使用方使用增強(qiáng)服務(wù)確定的位置與其真實(shí)位置之差的統(tǒng)計(jì)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(jì)算得到站心坐標(biāo)系的誤差序列，統(tǒng)計(jì)評(píng)估時(shí)段內(nèi)的誤差得到定位精度(按95%置信度計(jì))。 (1) (2)pOScl——笛卡爾直角坐標(biāo)系下的服務(wù)使用方實(shí)際計(jì)算的定位結(jié)果；pOSpre——笛卡爾直角坐標(biāo)系下的服務(wù)使用方精確坐標(biāo)；dxy——服務(wù)使用方實(shí)際計(jì)算的定位結(jié)果與精確坐標(biāo)之差(笛卡爾直角坐標(biāo)系);denu——服務(wù)使用方實(shí)際計(jì)算的定位結(jié)果與精確坐標(biāo)之差(站心坐標(biāo)系);笛卡爾直角坐標(biāo)系到站心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣。通過準(zhǔn)則：監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的定位精度應(yīng)滿足表2對(duì)應(yīng)的定位服務(wù)精度指標(biāo)要求。7.4.2.2授時(shí)精度監(jiān)測(cè)方法：服務(wù)使用方使用增強(qiáng)服務(wù)確定的時(shí)間與UTC之間的偏差統(tǒng)計(jì)值。按公式(3)和公式(4)計(jì)算授時(shí)誤差序列，統(tǒng)計(jì)評(píng)估時(shí)段內(nèi)的差值得到授時(shí)精度(按95%置信度計(jì))。 (3) (4)Ts.ute(i)——衛(wèi)星廣播時(shí)間與UTC時(shí)間之差；Tc.R——計(jì)數(shù)器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)主鐘時(shí)間與接收機(jī)本地時(shí)間之差；Ts,R()——通過觀測(cè)值計(jì)算得到的導(dǎo)航衛(wèi)星廣播時(shí)間與接收機(jī)時(shí)間之差；TBIPM——-BIPM公報(bào)提供的國際協(xié)調(diào)時(shí)與本地協(xié)調(diào)時(shí)數(shù)據(jù)之差[UTC-UTC(K)];Trace—導(dǎo)航電文廣播的溯源數(shù)據(jù)。通過準(zhǔn)則：監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的授時(shí)精度應(yīng)滿足表2對(duì)應(yīng)的授時(shí)服務(wù)精度指標(biāo)要求。7.4.3服務(wù)完好性監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法：表征增強(qiáng)服務(wù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品電文中完好性相關(guān)參數(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)告警能力，以服務(wù)提供方播放狀態(tài)為“健康”的空間信號(hào)為判據(jù)，評(píng)估時(shí)段通常不少于一年。通過比較計(jì)算出的完好性參數(shù)值與“已知真值”,當(dāng)差值大于閾值時(shí)，表示系統(tǒng)故障，并對(duì)完好性風(fēng)險(xiǎn)、警報(bào)閾值、告警時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄。完好性監(jiān)測(cè)步驟如下。a)通過SQM、MQM、DQM三個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)觀測(cè)量進(jìn)行質(zhì)量約束，計(jì)算出完好性參數(shù)。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(cè)、σ-μ監(jiān)測(cè)和信息域范圍監(jiān)測(cè)，確?；静グl(fā)的改正數(shù)符合統(tǒng)計(jì)理論，具有要求的內(nèi)符合性。c)完好性參數(shù)值與AL作比較。當(dāng)完好性參數(shù)超過AL時(shí)，系統(tǒng)判斷出現(xiàn)故障，從而向服務(wù)使用方發(fā)出告警信息。通過準(zhǔn)則：監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的服務(wù)完好性應(yīng)滿足表2對(duì)應(yīng)的服務(wù)完好性指標(biāo)要求。9GB/T42428—20237.4.4服務(wù)連續(xù)性監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法：表征交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)不發(fā)生非計(jì)劃中斷，為服務(wù)使用方提供持續(xù)滿足定位、導(dǎo)航、授時(shí)精度閾值的概率(按95%置信度計(jì))。以評(píng)估起始時(shí)刻可定位、導(dǎo)航、授時(shí)并滿足精度閾值為判據(jù)，通常采用服務(wù)區(qū)域內(nèi)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均值表示。任意監(jiān)測(cè)點(diǎn)的服務(wù)連續(xù)性按公式(5)計(jì)算。式中：Nwin——滑動(dòng)窗口的長(zhǎng)度(通常取1h)內(nèi)包含的歷元數(shù)；k——監(jiān)測(cè)期內(nèi)畫的窗口序號(hào)，k=1,2,…,Ntotal一Nwin;j——滑動(dòng)窗口內(nèi)的監(jiān)測(cè)歷元序號(hào)，j=1,2,…,Nwin;bool{}——布爾函數(shù)，當(dāng)滿足判斷條件時(shí)，取為1,否則取0;HV(k,j)——滑動(dòng)窗口序號(hào)為k,滑動(dòng)窗口內(nèi)歷元序號(hào)為j時(shí)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(zhǔn)則：監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的服務(wù)連續(xù)性應(yīng)滿足表2對(duì)應(yīng)的服務(wù)連續(xù)性指標(biāo)要求。7.4.5服務(wù)可用性監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)方法：表征交通運(yùn)輸衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、規(guī)定服務(wù)區(qū)域