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船载BDS接收机设备性能标准

新闻中心

船载BDS接收机设备性能标准

作者:
湖南中航星
发布时间:
2015/06/29
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        1  引言
 
       1.1 北斗卫星导航系统(BDS)是中国自主建设、独立运行,并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成。空间星座部分由5颗地球静止轨道(GEO)卫星、27颗中圆地球轨道(MEO)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星组成。其中,GEO卫星分别定点于东经58.75度、80度、110.5度、140度和160度;MEO卫星轨道高度21500千米,轨道倾角55度,均匀分布在3个轨道面上;IGSO卫星轨道高度36000千米,均匀分布在3个倾斜同步轨道面上,轨道倾角55度,3颗IGSO卫星星下点轨迹重合,交叉点经度为东经118度。这种星座空间几何构型可确保全球用户至少可见4颗卫星,用户定位精度因子(PDOP)≤6。每颗BDS卫星在L波段发射公开服务信号B1I,载波频率为1561.098 MHz。B1I信号发送能提供公开服务的测距码,导航电文信息加载在测距码上。BDS采用CDMA识别卫星。
       1.2 BDS提供定位、导航和授时服务,对直接使用者免费。BDS接收机能够接收和处理BDS的公开服务信号。
       1.3 在航速不超过70节的船上用于航行目的的BDS接收机设备除应满足IMO A.694(17)决议规定的一般要求外1,还应符合下文“BDS接收机设备的性能标准”规定的最低性能要求。
       1.4 本标准仅包括定位、确定对地航向(COG)、对地航速(SOG)和授时的基本要求,用于导航目的或作为其他功能的输入。本标准不包括设备中可能有的其他计算工具,也不包括可从BDS接收机获得输入的任何其他系统的要求。
 
 
1  参见IEC出版物60945。
 
       2 BDS接收机设备
 
       2.1 本性能标准中使用的术语“BDS接收机设备”包括接收机正确使用正常功能所必需的所有部件和元件。BDS接收机设备至少应包括下列部件:
              .1 能接收BDS信号的天线;
              .2 BDS接收机与处理器;
              .3 计算并输出纬度/经度位置数据的软件工具;
              .4 数据输出控制接口;
              .5 位置显示,以及在需要时的其他输出形式。
注:如果BDS作为被认可的组合导航系统(INS)的一部分,可在INS内提供2.1.3、2.1.4和2.1.5的要求。
       2.2 考虑到船上可能存在的任何遮挡物,天线的设计应适合安装在船上一个确保卫星星座可视的位置。
 
3 BDS接收机设备的性能标准
 
       3.1BDS接收机设备应:
              .1 能接收和处理BDS定位、测速和授时信号,应使用由卫星向接收机播发的电离层模型参数修正电离层延迟;
              .2 提供基于中国2000大地坐标系统(CGCS 2000)( CGCS 2000坐标系与WGS-84坐标系两者一致性在5cm以内,对导航用户可以不考虑相互转换问题。)的位置信息,并符合相应的国际标准(IEC出版物61162);
             .3 提供基于协调世界时UTC(NTSC)(中国科学院国家授时中心)的时间信息;
             .4 至少设有2个输出端口,从这2个输出端口可向其他设备提供位置、UTC、对地航向(COG)、对地航速(SOG)和报警等信息。UTC、对地航向(COG)、对地航速(SOG)和报警的输出应与3.16和3.18的要求一致;
             .5 确保接收机天线的静态定位精度在水平25 m(95%)和垂直30 m(95%)之内;
             .6 在正常的海况和船舶运动条件下,接收机天线的动态定位精度等同于上述.5规定的静态精度(参见A.694(17)决议、IEC出版物6721-3-6和60945。);
             .7 输出的位置信息用纬度和经度(以度、分和分的千分之一)表示,位置分辨率不低于纬度和经度的0.001分;
             .8 提供UTC时间的精度为100ns;
             .9 能自动选择合适的卫星信号以确定船舶的位置、速度和时间,并满足要求的精度和更新速率;
             .10 能够捕获输入信号载波电平在-130 dBm至-120 dBm范围内的卫星信号。一旦捕获了卫星信号,且卫星信号的载波电平降至-133 dBm时,接收机应继续正常运行;
             .11  在正常的干扰条件下,能够正常工作并应符合A.694(17)号决议的要求;
             .12  在无有效的卫星历书数据的情况下,能在12 min内获得满足要求精度的位置、速度和时间信息;
             .13  在有有效的卫星历书数据的情况下,能在1 min内获得满足要求精度的位置、速度和时间信息;
            .14在服务中断60s或更少时间的情况下,能在1 min内获得满足要求精度的位置、速度和时间信息;
            .15 对于常规船舶,每秒至少生成一个新的位置结果,并输出至显示器和数字接口(符合IEC 61162系列);对于高速船,每秒至少生成两个新的位置结果,并输出至显示器和数字接口;
            .16 提供COG、SOG和UTC输出,有效性标记与位置输出上的标记一致。COG和SOG的精度要求不应低于航向(常规船舶见A.424(XI)决议,高速船见A.821(19)决议。)、航速和距离测量设备(SDME)的相关性能标准,应在船舶可能会遇到的各种不同动态情况下满足精度要求;
            .17 至少提供一个常闭触头,该触头应指示BDS接收机设备的故障;
            .18 具有便于通信的双向接口,使报警能传输至外部系统,并使来自BDS接收机的听觉报警能从外部系统确认;该接口应符合相关国际标准(IEC出版的61162。);和
            .19 有设施按ITU-R标准( ITU-R建议案M.823-x)和适当的RTCM(RTCM 1040x)标准处理差分BDS(DBDS)数据,并指示收到DBDS信号及其是否正被用于船舶定位。
 
      4 完好性检测、故障告警和状态指示
 
      4.1 BDS接收机设备也应指示BDS的性能是否超出远洋、沿海、近港、限制水域和内陆航道。这些情况在A.1046(27)决议或A.915(22)决议附录2及其后续相应修正案所规定航程的一般航行要求的范围。
      4.2  BDS接收机设备应至少:
            .1 在位置信息丢失后的5s内,或超过1s后还没有为常规船舶、超过0.5s后还没有为高速船基于BDS卫星星座信息计算出新的位置时,应该发出告警。这种情况
下,应输出最后确定的位置和最后有效定位的时间,并清楚地指示状态,以避免混淆,直到恢复正常操作;
            .2 能够使用接收机自主完好性监测(RAIM)功能确保正在提供的服务信息的完好性;
            .3 提供接收机自测功能。
 
5 保护
        应采取预防措施,确保偶发的电路短路、天线接地、其输入和输出连接或BDS接收机的任何输入输出持续时间不超过5min的故障时,不会造成设备的永久损坏。