北斗-全球卫星导航系统(GNSS)接收机数据导航定位数据输出格式.pdf

北斗 全球卫星导航系统 GNSS 接收机 导航定位数据输出格式 Navigation and positioning data output format for BeiDou Global Navigation Satellite System GNSS receiver 2015 10 19 发布发布 2015 11 01 实施实施 BD 410004 2015 410004 2015 BD 410004 2015 I 目 次 前言 II 引言 III 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 缩略语 1 3 1 术语和定义 1 3 2 缩略语 2 4 要求 2 4 1 数据传输格式 2 4 2 数据格式 3 4 3 数据内容 16 4 4 通用语句格式 19 附录 A 规范性附录 GNSS 标识符 41 参考文献 42 BD 410004 2015 III 前 言 为适应我国北斗卫星导航发展对标准的需要 全国北斗卫星导航标准化技术委员会组织制定 北斗 专项标准 推荐有关方面参考采用 本标准由中国卫星导航系统管理办公室提出 本标准由全国北斗卫星导航标准化技术委员会归口 本标准起草单位 清华大学 北京安华北斗信息技术有限公司 中国卫星导航工程中心 中国航天 标准化研究所 本标准主要起草人 崔晓伟 陆明泉 张嘉怡 李冬航 李洪 姚铮 吴海玲 李作虎 周玉霞 BD 410004 2015 V 引 言 随着卫星导航技术的发展 全球卫星导航系统建设以及服务性能不断改善 GNSS兼容接收机的应 用范围也越来越广 由美国国家海事电子协会 NMEA 编制的 NMEA 0183标准 已统一成的国家海 事无线电技术委员会 Radio Technical Commission for Maritime services RTCM 标准协议 由于其格 式的通用性和灵活性的特点得到了广泛的应用 本标准是根据GNSS接收机应用的需要 结合我国实际的应用情况 在编制中保持了与NMEA 0183 最新版本V4 10的兼容性 对部分语句或字段进行了扩充 以支持北斗卫星导航系统 该标准在编制过 程中与北斗国际标准化工作共同推进 确保在扩充的北斗卫星导航系统相关内容与国际标准的修订保持 一致 BD 410004 2015 1 北斗 全球卫星导航系统 GNSS 接收机导航定位数据输出格式 1 范围 本标准规定了能够兼容多种全球卫星导航系统及其星基增强系统 如BDS GPS GLONASS Galileo SBAS等 的GNSS兼容接收机导航定位数据输出的格式和内容 本标准适用于GNSS兼容接收机或单系统接收机的研制 生产 检测和使用 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 包括所有的修改单 适用于本文件 BD 110001 2015 北斗卫星导航术语 3 术语和定义 缩略语 3 1 术语和定义 BD 110001 2015 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3 1 1 发送设备 talker 向其他装置发送数据的任何一种装置 3 1 2 接收设备 listener 接收其他装置所发出数据的任何一种装置 3 1 3 信噪比 Signal to Noise Ratio SNR 导航信号功率与噪声功率的比值 通常都以对数的方式进行计算 单位为 dB 3 1 4 载噪比 carrier to noise density C N0 导航信号载波功率与噪声功率谱密度之比 即 1Hz 带宽上的信噪比 通常都以对数的方式进行计 算 单位为 dB Hz BD 410004 2015 2 3 1 5 水平保护级 horizontal protection level HPL 在一定误警率和漏检率的条件下 RAIM 算法能够检测到的最小水平定位误差 这一指标反映了 RAIM 算法的告警能力 3 1 6 垂直保护级 vertical protection level VPL 在一定误警率和漏检率的条件下 RAIM 算法能够检测到的最小垂直定位误差 这一指标反映了 RAIM 算法的告警能力 3 2 缩略语 下列缩略语适用于本文件 ASCII American Standard Code for Information Interchange 美国信息交换标准码 BDS BeiDou Satellite Navigation System 北斗卫星导航系统 DGNSS Differential Global Navigation Satellite System 差分全球卫星导航系统 DGPS Differential Global Positioning System 差分全球定位系统 GDOP Geometric Dilution Of Precision 几何精度因子 GLONASS GLObal NAvigation Satellite System 格洛纳斯卫星导航系统 GNSS Global Navigation Satellite System 全球卫星导航系统 GPS Global Positioning System 全球定位系统 HDOP Horizontal Dilution Of Precision 水平精度因子 MSK Minimum Shift Keying 最小频移键控 PDOP Position Dilution Of Precision 位置精度因子 SBAS Satellite Based Augmentation System 星基增强系统 UTC Coordinated Universal Time 协调世界时 VDOP Vertical Dilution Of Precision 垂直精度因子 4 要求 4 1 数据传输格式 数据采用通用串行异步方式进行传输 数据传输格式如图 1 所示 第 1 位为起始位 其后是 8 位数 据 最低有效位在前 最后是停止位 所用参数如下 a 波特率 不低于 4800bps 发送设备使用的波特率应与接收设备一致并且能按照接收设备的能 力进行调整 b 数据位 8 位 BD 410004 2015 3 c 校验位 无 d 停止位 1 位 图 1 数据传输格式 4 2 数据格式 4 2 1 字符 4 2 1 1 说明 GNSS 兼容接收机输出的导航定位数据应按照 ASCII 字符进行解释 每个 8 比特字符的最高有效位 都为 0 D7 0 4 2 1 2 预留字符 预留字符集由表 1 所示的 ASCII 字符组成 这些字符用于语句和字段定界 不应用于数据字段中 表 1 预留字符 预留字符 16 进制 10 进制 说明 0D 13 回车 语句结束定界符 0A 10 换行 24 36 参数语句开始定界符 2A 42 校验和字段定界符 2C 44 字段定界符 21 33 封装语句开始定界符 5C 92 保留 在 NMEA 0183 V4 00 中定义为 TAG 块定界符 5E 94 用十六进制表示的编码定界符 7E 126 保留 7F 127 保留 4 2 1 3 有效字符 有效字符集是指从 HEX 20 到 HEX 7F 除预留字符外的所有 ASCII 字符 有效字符集见表 2 表 2 有效字符 字符 16 进制 10 进制 字符 16 进制 10 进制 空格 20 32 P 50 80 保留 21 33 Q 51 81 22 34 R 52 82 BD 410004 2015 4 表 2 续 字符 16 进制 10 进制 字符 16 进制 10 进制 23 35 S 53 83 保留 24 36 T 54 84 25 37 U 55 85 3B 59 k 6B 107 3E 62 n 6E 110 3F 63 o 6F 111 40 64 p 70 112 A 41 65 q 71 113 B 42 66 r 72 114 C 43 67 s 73 115 D 44 68 t 74 116 E 45 69 u 75 117 F 46 70 v 76 118 G 47 71 w 77 119 H 48 72 x 78 120 I 49 73 y 79 121 J 4A 74 z 7A 122 K 4B 75 7B 123 L 4C 76 7C 124 M 4D 77 7D 125 N 4E 78 保留 7E 126 O 4F 79 保留 7F 127 4 2 1 4 未定义字符 未定义字符是指除预留字符和有效字符以外的 ASCII 字符 在数据传输中不允许使用 如果必须在数据中传输预留字符或未定义字符 则应使用三个有效字符对其进行表示 第一个字符 是预留字符 HEX 5E 其后用两个 ASCII 字符 0 9 A F 表示未定义字符的十六进制数值 示例 为了传输数据 127 5 应表示为 127 5 F8 为了传输字符 应表示为 5E 4 2 1 5 字符符号 当用个别字符定义测量单位 说明数据字段类型和语句类型等内容时 应依照表 3 中的字符符号对 这些字符进行解释 BD 410004 2015 6 表 3 字符符号表 符号 含义 A 状态符号 是 数据有效 告警标志清除 自动 ASCII a 代表字母字符变量 即 A 到 Z 或 a 到 z B 巴 压力 1000Mb 1 标准大气压 100kPa C 摄氏 度 c 有效字符 时钟 D 弧 度 d 目的标识 E 误差 东 F 英浔 水深单位 1 英浔 6 英尺 1 828766m f 英尺 1 英尺等于 0 30479m G 大圆 g 语句组 H 高度 大地高 罗盘航向 平面 赫兹 h 高程 小时 16 进制数 I 英寸 1 英寸等于 0 0254m J 完成输入操作 K 千米 千米 小时 L 左 本地 l 纬度 M 米 米 秒 手动 m 分钟 消息 N 海里 节 北 北向 n 数字 地址 P 专用 只当跟在 之后时 位置传感器 百分比 帕斯卡 压力 Q 询问 R 右 参照 Rev min RPM r 相对时间 S 南 轴 英里 s 秒 六位二进制数 T 时差 真 轨迹 被跟踪目标 t 测试 U 航位推算估算 u 符号 如果是负号 16 进制 2D BD 410004 2015 7 表 3 续 符号 含义 V 数据无效 否 报警标志设置 手动 W 西 x 数字字符变量 Y 经度 Z 时间 4 2 2 字段 4 2 2 1 字段说明 字段是指位于两个临近的定界符之间的一串有效字符 如果这串有效字符个数为 0 即没有有效字 符 则称为空字段 4 2 2 2 地址字段 4 2 2 2 1 地址字段说明 地址字段是一条语句中的第一个字段 它跟在定界符 或 之后 用于定义该语句的功能 定 界符 用于标识符合常规参数和定界字段组成规则的语句 定界符 用于识别符合专用压缩和非定界 字段组成规则的语句 地址字段中的字符限于数字和大写字母 地址字段不能是空字段 只有带有通用 地址字段 询问地址字段或专用地址字段的语句才能在接口上传输 4 2 2 2 2 通用地址字段 通用地址字段由 5 个字符 数字和大写字母 组成 通用地址字段前两个字母是发送设备标识符 见表 4 用于定义所传输数据的定位模式 对于能传 输多种定位模式数据的语句 应给出恰当的发送设备标识符 例如一个具备 GPS 和 BDS 接收和处理能 力的 GNSS 兼容接收机 传输 GPS 定位信息时应以 GP 作为发送设备标识符 传输 BDS 定位信息时应 以 BD 作为发送设备标识符 传输 GPS BDS 组合定位信息时应以 GN 作为发送设备标识符 通用地址字段的后三个字符为通用语句标识符 见表 5 用于定义语句中其它数据的格式和类型 表 4 发送设备标识符助记码 定位模式 发送设备标识符 北斗卫星导航系统 BDS 单系统定位模式 BD 伽利略系统 Galileo 单系统定位模式 GA 全球。