北斗接口文件.pdf

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北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件公开服务信号（2.1版）中国卫星导航系统管理办公室二一六年十一月2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-11I目录1声明.12文件范畴.13北斗系统概述.13.1空间星座.13.2坐标系统.23.3时间系统.24信号规范.34.1信号结构.34.2信号特性.44.2.1载波频率.44.2.2调制方式.44.2.3极化方式.44.2.4载波相位噪声.54.2.5用户接收信号电平.54.2.6信号复用方式.54.2.7卫星信号工作带宽及带外抑制.54.2.8杂散.64.2.9信号相关性.64.2.10星上设备时延差.64.3测距码特性.62016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-11II5导航电文.95.1导航电文概述.95.1.1导航电文划分.95.1.2导航电文信息类别及播发特点.95.1.3导航电文数据码纠错编码方式.125.2D1导航电文.155.2.1D1导航电文上调制的二次编码.155.2.2D1导航电文帧结构.165.2.3D1导航电文详细结构编排.175.2.4D1导航电文内容和算法.215.3D2导航电文.405.3.1D2导航电文帧结构.405.3.2D2导航电文详细结构编排.415.3.3D2导航电文内容和算法.646缩略语.732016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-1111声明声明北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件（以下简称ICD）由中国卫星导航系统管理办公室发布，中国卫星导航系统管理办公室对本文件保留最终解释权。

2文件范畴文件范畴本ICD定义了北斗卫星导航系统空间星座和用户终端之间公开服务信号B1I和B2I的相关内容。

其中，B2I信号将随着全球系统建设逐步被性能更优的信号取代。

3北斗系统概述北斗系统概述3.1空间星座空间星座北斗卫星导航系统简称北斗系统，英文缩写为BDS，其空间星座由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。

GEO卫星轨道高度35786千米，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21528千米，轨道倾角55度；IGSO卫星轨道高度35786千米，轨道倾角55度。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-1123.2坐标系统坐标系统北斗系统采用2000中国大地坐标系（CGCS2000）。

CGCS2000大地坐标系的定义如下：

原点位于地球质心；Z轴指向国际地球自转服务组织（IERS）定义的参考极（IRP）方向；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；Y轴与Z、X轴构成右手直角坐标系。

CGCS2000原点也用作CGCS2000椭球的几何中心，Z轴用作该旋转椭球的旋转轴。

CGCS2000参考椭球定义的基本常数为：

长半轴：

a=6378137.0m地球（包含大气层）引力常数：

=3.9860044181014m3/s2扁率：

f=1/298.257222101地球自转角速度：

e=7.292115010-5rad/s3.3时间系统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，采用周和周内秒计数。

BDT通过UTC（NTSC）与国际UTC建立联系，BDT与UTC的偏差保持在100纳秒以内（模1秒）。

BDT与UTC之间的闰秒信息在导航电文中播报。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-1134信号规范信号规范4.1信号结构信号结构B1、B2信号由I、Q两个支路的“测距码+导航电文”正交调制在载波上构成。

B1、B2信号表达式分别如下：

）tfsin（2（t）D（t）CA）tf2cos（t）D（t）CAtSjQB11jQB1jQB1QB1jB1I1jB1IjB1IB1Ij1B（）（）tfsin（2（t）D（t）CA）tf2cos（t）D（t）CAtSjQB22jQB2jQB2QB2jB2I2jB2IjB2IB2Ij2B（）（式中：

上角标j：

表示卫星编号；AB1I：

表示B1I信号振幅；AB2I：

表示B2I信号振幅；AB1Q：

表示B1Q信号振幅；AB2Q：

表示B2Q信号振幅；CB1I：

表示B1I信号测距码；CB2I：

表示B2I信号测距码；CB1Q：

表示B1Q信号测距码；CB2Q：

表示B2Q信号测距码；DB1I：

表示调制在B1I测距码上的数据码；DB2I：

表示调制在B2I测距码上的数据码；DB1Q：

表示调制在B1Q测距码上的数据码；DB2Q：

表示调制在B2Q测距码上的数据码；f1：

表示B1信号载波频率；2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-114f2：

表示B2信号载波频率；B1I：

表示B1I信号载波初相；B2I：

表示B2I信号载波初相；B1Q：

表示B1Q信号载波初相；B2Q：

表示B2Q信号载波初相。

4.2信号特性信号特性4.2.1载波频率载波频率B1I信号和B2I信号的载波频率在卫星上由共同的基准时钟源产生。

其中，B1I信号的标称载波频率为1561.098MHz，B2I信号的标称载波频率为1207.140MHz。

4.2.2调制方式调制方式卫星发射信号采用正交相移键控（QPSK）调制。

4.2.3极化方式极化方式卫星发射信号为右旋圆极化（RHCP）。

天线轴比如表4-1所示。

表4-1卫星天线轴比卫星类型天线轴比GEO天线轴比小于2.9dB，范围：

10。

MEO天线轴比小于2.9dB，范围：

15。

IGSO天线轴比小于2.9dB，范围：

10。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-1154.2.4载波相位噪声载波相位噪声未调制载波的相位噪声功率谱密度指标（单边带）如下：

-60dBc/Hzf010Hz-75dBc/Hzf0100Hz-80dBc/Hzf01kHz-85dBc/Hzf010kHz-95dBc/Hzf0100kHz其中，f0指B1I信号或B2I信号的载波频率。

4.2.5用户接收信号电平用户接收信号电平当卫星仰角大于5度，在地球表面附近的接收机右旋圆极化天线为0dB增益时，卫星发射的导航信号到达接收机天线输出端的I支路最小保证电平为-163dBW。

4.2.6信号复用方式信号复用方式信号复用方式为码分多址（CDMA）。

4.2.7卫星信号工作带宽及带外抑制卫星信号工作带宽及带外抑制

（1）工作带宽（1dB）：

4.092MHz（以B1I信号载波频率为中心）；20.46MHz（以B2I信号载波频率为中心）。

工作带宽（3dB）：

16MHz（以B1I信号载波频率为中心）；36MHz（以B2I信号载波频率为中心）。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-116

（2）带外抑制：

15dB，f030MHz。

f0指B1I信号或B2I信号的载波频率。

4.2.8杂散杂散卫星信号工作带宽（1dB）内，带内杂波与未调制载波相比至少抑制50dB。

4.2.9信号相关性信号相关性

（1）B1、B2信号I、Q支路的4路测距码相位差（包含发射通道时延差）随机抖动小于1纳秒

（1）。

（2）B1I、B2I信号载波与其载波上所调制的测距码间起始相位差随机抖动小于3

（1）（相对于载波）。

（3）I、Q支路载波相位调制正交性小于5

（1）。

4.2.10星上设备时延差星上设备时延差星上设备时延指从卫星的时间基准到发射天线相位中心的时延。

基准设备时延含在导航电文的钟差参数a0中，不确定度小于0.5纳秒

（1）。

B1I、B2I信号的设备时延与基准设备时延的差值分别由导航电文中的TGD1和TGD2表示，其不确定度小于1纳秒

（1）。

4.3测距码特性测距码特性B1I和B2I信号测距码（以下简称CB1I码和CB2I码）的码速率为2.046Mcps，码长为2046。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-117CB1I码和CB2I码均由两个线性序列G1和G2模二加产生平衡Gold码后截短1码片生成。

G1和G2序列分别由两个11级线性移位寄存器生成，其生成多项式为：

G1（X）=1+X+X7+X8+X9+X10+X11G2（X）=1+X+X2+X3+X4+X5+X8+X9+X11G1和G2的初始相位为：

G1序列初始相位：

01010101010G2序列初始相位：

01010101010CB1I码和CB2I码发生器如图4-1所示。

图4-1CB1I码和CB2I码发生器示意图通过对产生G2序列的移位寄存器不同抽头的模二加可以实现G2序列相位的不同偏移，与G1序列模二加后可生成不同卫星的测距码。

G2序列相位分配如表4-2所示。

2016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-118表4-2G2序列相位分配编号卫星类型测距码编号G2序列相位分配1GEO卫星1132GEO卫星2143GEO卫星3154GEO卫星4165GEO卫星5186MEO/IGSO卫星6197MEO/IGSO卫星71108MEO/IGSO卫星81119MEO/IGSO卫星92710MEO/IGSO卫星103411MEO/IGSO卫星113512MEO/IGSO卫星123613MEO/IGSO卫星133814MEO/IGSO卫星143915MEO/IGSO卫星1531016MEO/IGSO卫星1631117MEO/IGSO卫星174518MEO/IGSO卫星184619MEO/IGSO卫星194820MEO/IGSO卫星204921MEO/IGSO卫星2141022MEO/IGSO卫星2241123MEO/IGSO卫星235624MEO/IGSO卫星245825MEO/IGSO卫星255926MEO/IGSO卫星2651027MEO/IGSO卫星2751128MEO/IGSO卫星286829MEO/IGSO卫星296930MEO/IGSO卫星306102016中国卫星导航系统管理办公室BDS-SIS-ICD-2.12016-119续表4-2G2序列相位分配编号卫星类型测距码编号G2序列相位分配31MEO/IGSO卫星3161132MEO/IGSO卫星328933MEO/IGSO卫星3381034MEO/IGSO卫星3481135MEO/IGSO卫星3591036M