ICS49.020 V04 中华人民共和国国家标准 GB/T39414.4—2020 北斗卫星导航系统空间信号接口规范 第4部分：公开服务信号B3I Interface specification for signal in space of BeiDou navigation satellite system- Part 4: Open service signal B31 2020-11-19发布 2021-06-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39414.4—2020 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 3术语和定义、缩略语· 3.1 术语和定义 3.2 缩略语 4北斗系统概述 4.1 空间星座 4.2 坐标系统 4.3 时间系统 5信号规范 5.1 信号结构 5.2 信号特性 5.3 测距码特性 6导航电文 6.1 导航电文概述 6.2D1导航电文 6.3 D2导航电文 30 7符合性验证方法 7.1 概述 57 7.2 信号特性验证方法 58 7.3 测距码特性验证方法 7.4 导航电文结构验证方法 58 7.5 导航电文参数算法验证方法 58 GB/T39414.4—2020 前言 GB/T39414《北斗卫星导航系统空间信号接口规范》分为4个部分： 第1部分：公开服务信号B1C； 第2部分：公开服务信号B2a； 一第3部分：公开服务信号B1I； 第4部分：公开服务信号B31。 本部分为GB/T39414的第4部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中央军委装备发展部提出。 本部分由全国北斗卫星导航标准化技术委员会（SAC/TC544）归口。 本部分起草单位：中国卫星导航工程中心、中国航天标准化研究所、北京卫星导航中心、中国航天科 技集团公司第五研究院、中国科学院微小卫星创新研究院、中国航天电子技术研究院。 本部分主要起草人：宿晨庚、阮航、高为广、卢整、吴海玲、王维嘉、高扬、刘旭楠、康登榜、曹坤梅 麻智超、董海青、戴永珊。 1 GB/T39414.42020 引言 北斗卫星导航系统分为北斗一号、北斗二号和北斗三号三个建设发展阶段。北斗卫星导航系统现 已发布的公开服务信号包括B1I、B2I、B3I、B1C和B2a。其中，B1I、B3I信号在北斗二号和北斗三号的 中圆地球轨道（MEO)卫星、倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和地球静止轨道（GEO）卫星上播发，提供公 开服务；B2I信号在北斗二号所有卫星上播发，提供公开服务，在北斗三号卫星上将被B2a信号取代； B1C、B2a信号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。 GB/T39414的本部分主要定义了北斗系统空间星座和用户终端之间公开服务信号B3I的相关内 容，包括空间信号射频特性、测距码、导航电文结构、导航电文参数和用户算法等，可作为北斗卫星导航 产品设计、研制及应用的重要依据 Ⅱ GB/T39414.4—2020 北斗卫星导航系统空间信号接口规范 第4部分：公开服务信号B3I 1范围 GB/T39414的本部分规定了北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）空间星座和用户终端之间公 开服务信号B3I的信号特性及导航电文结构 本部分适用于使用B3I信号的卫星导航产品的研制、生产和检验。 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（包括所有修改单）适用于本文件。 GB/T39267北斗卫星导航术语 3 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T39267界定的术语和定义适用于本文件。 3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AODC：时钟数据龄期（AgeofData，Clock） AODE：星历数据龄期（AgeofData，Ephemeris） BDCS：北斗坐标系（BeiDouCoordinateSystem） BDS：北斗卫星导航系统（BeiDouNavigation Satellite System) BPSK：二进制相移键控（BinaryPhaseShiftKeying) CDMA：码分多址（CodeDivisionMultipleAccess） CGCS2000：2000中国大地坐标系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000） GEO：地球静止轨道（GeostationaryEarthOrbit) GIVE：格网点电离层垂直延迟改正数误差（GridpointIonosphericVerticaldelayError） GIVEI：格网点电离层垂直延迟改正数误差指数（GridpointIonosphericVerticaldelayErrorIndex） GLONASS：格洛纳斯卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem） GPS：全球定位系统（GlobalPositioningSystem） IERS：国际地球自转参考系服务（InternationalEarthRotationandReferenceSystemsService） IGP：电离层格网点（IonosphericGridPoint) IGSO：倾斜地球同步轨道（InclinedGeoSynchronousOrbit） IPP：电离层穿刺点（lonosphericPiercePoint） IRM：IERS参考子午面（IERSReferenceMeridian） 1 GB/T39414.4—2020 IRP：IERS参考极（IERSReferencePole） LSB：最低有效位（LeastSignificantBit) MEO：中圆地球轨道（MediumEarthOrbit） MSB：最高有效位（MostSignificantBit） NTSC：国家授时中心（NationalTimeServiceCenter) RHCP：右旋圆极化（Right-HandCircularPolarization） RURA：区域用户距离精度（RegionalUserRangeAccuracy） RURAI：区域用户距离精度指数（RegionalUserRangeAccuracyIndex） SOW：周内秒计数（Secondsof Week) UDRE：用户差分距离误差（UserDifferentialRangeError） UDREIl：用户差分距离误差指数（UserDifferentialRangeErrorIndex） URA：用户距离精度（UserRangeAccuracy） URAI：用户距离精度指数（UserRangeAccuracyIndex） WN：整周计数（WeekNumber) 4北斗系统概述 4.1 空间星座 北斗全球系统标称空间星座由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35786km，分别定点于东经80%110.5°和140；IGSO卫星轨道 高度35786km，轨道倾角55；MEO卫星轨道高度21528km，轨道倾角55 4.2 坐标系统 北斗系统采用北斗坐标系（BDCS）。北斗坐标系的定义符合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： a）原点、轴向及尺度定义 原点位于地球质心； 一Z轴指向IERS定义的参考极（IRP)方向； 一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； 一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。 b）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1。 表1BDCS参考椭球定义的基本常数 序号 参数 定义 长半轴 1. a=6378137.0m 2 地心引力常数（包含大气层） μ=3.986 004 418X10l4 m /s2 3 扁率 f=1/298.257222101 4 地球自转角速度 2.=7.2921150X10-rad/s 2 GB/T39414.4—2020 4.3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 导航电文中播报。 5信号规范 5.1信号结构 B3I信号由“测距码十导航电文”调制在载波上构成，其信号表达式见公式（1）： SBl(t)=AB3iCl(t)Dhl(t)cos(2元f:t+bal) ..(1) 式中： j 卫星编号； AB31———B3I信号振幅； -B3I信号测距码； DBs1——B3I信号数据码； f3 B3I信号载波频率； B3I信号载波初相。 5.2 信号特性 5.2.1 载波频率 同一颗卫星发射的导航信号的载波频率在卫星上由共同的基准时钟源产生。B3I信号的载波频率 为1268.520MHz。 5.2.2 调制方式 B3I信号采用二进制相移键控（BPSK)调制。 5.2.3极化方式 卫星发射信号为右旋圆极化（RHCP）。 5.2.4载波相位噪声 未调制载波的相位噪声谱密度应满足单边噪声带宽为10Hz的三阶锁相环的载波跟踪精度达到 0.1 rad(RMS)。 5.2.5用户接收信号电平 当卫星仰角大于5°，在地球表面附近的接收机右旋圆极化天线为0dBi增益时，卫星发射的B3I信 号到达接收机天线输出端的最小功率电平为一163dBW。 5.2.6信号复用方式 信号复用方式为码分多址（CDMA）。 3 SIG