北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(ICD 2.1)
基于MWORKS_的GNSS_导航电文建模与仿真
第 22卷第 10期2023年 10月Vol.22 No.10Oct.2023软件导刊Software Guide基于MWORKS的GNSS导航电文建模与仿真刘正东，夏斐然，许承东（北京理工大学宇航学院，北京 100081）摘要：导航卫星信号的仿真系统可以模拟实际条件下多个卫星的信息，在接收机各项特性的测量方面起到了关键作用，降低了接收机的研制成本，提高了研制效率。
导航电文是导航卫星定位系统的重要基础信息，其精度直接关系到定位系统的准确性。
在此背景下，对4个GNSS导航电文的基本结构与内容进行研究，先后构建4个GNSS导航电文系统仿真模块，并通过国产软件MWORKS对各个系统的导航电文进行模拟，获取某一时段内播发的二进制电文信息，并将其译码得出的数据与原始参数进行比较，发现其误差数量级远小于原始参数，验证了电文编译的准确性。
关键词：全球导航卫星系统；导航电文；编码模型；计算机仿真；MWORKSDOI：10.11907/rjdk.231612开放科学（资源服务）标识码（OSID）：中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1672-7800（2023）010-0011-08Modeling and Simulation of GNSS Navigation Messages Based on MWORKSLIU Zhengdong， XIA Feiran， XU Chengdong（School of Aerospace Engineering， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）Abstract：The simulation system for navigation satellite signals can simulate the information of multiple satellites under actual conditions，playing a key role in measuring various characteristics of the receiver， reducing the development cost of the receiver， and improving develop⁃ment efficiency. Navigation messages are important basic information for navigation satellite positioning systems， and their accuracy directly af⁃fects the accuracy of the positioning system. In this context， the basic structure and content of four GNSS navigation messages were studied，and four GNSS navigation message system simulation modules were constructed successively. The navigation messages of each system were simulated using domestic software MWORKS to obtain binary message information broadcasted during a certain period of time.The decoded da⁃ta was compared with the original parameters， and the error order of magnitude was much smaller than the original parameters， verified the ac⁃curacy of message compilation.Key Words：global navigation satellite system； navigation message； coding model； computer simulation； MWORKS0 引言20世纪70年代后期，全球定位系统（Global Position⁃ing System， GPS）开始建设，自此全球主要国家都在不断发展和完善导航卫星系统。
智慧树答案卫星导航系统知到课后答案章节测试2022年
第一章1.北斗三号系统空间星座由（）颗GEO、（）颗IGSO和（）颗MEO卫星组成，并视情部署在轨备份卫星。
答案:3、3、242.北斗二号卫星导航系统服务的范围是：答案:亚太3.全球四大卫星导航系统中，可以实现通讯功能的是：答案:BDS4.全球四大卫星导航系统中，在空间段同时使用MEO、IGSO和GEO三种轨道类型的卫星导航系统是：答案:BDS5.1994年国家批准建设“北斗一号”卫星导航定位系统并确定“三步走”战略，“三步走”的顺序为：答案:区域有源、区域无源、全球无源6.以下属于卫星导航的特点的有：答案:全天候;精度高;覆盖范围广;实时性7.卫星导航系统地面控制段包括哪几部分。
答案:注入站;监测站;主控站8.卫星导航系统就是指GPS。
答案:错9.星基增强系统是可以独立运行的GNSS。
答案:错10.卫星导航信号主要由载波、测距码和导航电文组成。
答案:对第二章1.为满足在全球范围内使用的需求，全球导航卫星系统采用的坐标系通常是一种：答案:地心坐标系2.以下卫星导航时间系统表现形式为周和周内秒的有：答案:GPS时;北斗时;Galileo时3.北斗D1导航电文每个主帧包含多少个子帧：答案:54.码分多址的特点有：答案:频带利用率高;抗频率选择性衰落;灵活性;抗干扰5.伪随机噪声码是一种可以预先确定并可以重复地产生和复制，具有白噪声随机统计特性的二进制码序列，简称为伪随机码或伪噪声码或伪码。
答案:对6.在扩频通信中，直接序列扩频是指用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱。
答案:对7.用于详细描述卫星导航系统信号体制的文件一般称为接口控制文件，它的英文简称是。
答案:ICD8.播发D2导航电文的北斗卫星是：答案:GEO卫星9.信噪比的大小通常与噪声带宽无关。
答案:错10.北斗B1I测距码由G1线性序列和G2线性序列产生的Gold码截短1个码元后生成，G1和G2序列分别由两个11级线性移位寄存器生成。
开题报告书 北斗卫星导航系统(BDS)数据质量分析及定位精度评价
学科、专业
研究方向
指导教师
姓名、职称
培养学院
开题报告时间
**大学研究生院制表
重点针对重点针对重点针对现阶段基本星座下现阶段基本星座下现阶段基本星座下33颗地球同步轨道卫星颗地球同步轨道卫星颗地球同步轨道卫星geogeogeo33颗倾斜地球同步轨道卫星颗倾斜地球同步轨道卫星颗倾斜地球同步轨道卫星igsoigsoigso的北斗的北斗的北斗卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统卫星导航系统服务性能进行了仿真分析对比了北斗卫星导航系统compasscompasscompass与与与gpsgpsgps兼容兼容兼容后在中国地区测量精度的变化后在中国地区测量精度的变化后在中国地区测量精度的变化20112011分析了北斗卫星导航系统分析了北斗卫星导航系统分析了北斗卫星导航系统的组成结构在仿真的组成结构在仿真的组成结构在仿真compasscompasscompass系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星系统星座结构的基础上分析该系统在中国大陆区域内卫星的可见性的可见性的可见性pdoppdoppdop值和定位精度
北斗卫星导航系统建设和应用现状_张辉
MEO 卫星轨道高度为 21528km，轨道倾
角 为 55 度， 回 归 周 期 为 7 天 13 圈， 相 位 从 Walker24/3/1 星座中选择，第一轨道面升交点 赤经为 0 度。四颗 MEO 卫星位于第一轨道面 7、 8 相位、第二轨道面 3、4 相位。
第 5 颗导航卫星
2010.08.01
IGSO
正常
第 6 颗导航卫星
2010.11.01
GEO
正常
第 7 颗导航卫星
2010.12.18
IGSO
正常
第 8 颗导航卫星
2011.04.10
IGSO
正常
第 9 颗导航卫星
2011.07.27
IGSO
正常
第 10 颗导航卫星
2011.12.02
IGSO
正常
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自 主发展、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，致力于为全 球用户提供稳定、可靠、优质的卫星导航服务， 服务全球、造福人类。北斗系统按照“先试验、 后区域、再全球”的三步走战略稳定推进系统 建设。2012 年 12 月 27 日，北斗系统向亚太 大部分地区正式提供区域服务，标志着“三步 走”战略第二步圆满完成。
4.4 大众应用全面展开
北斗卫星导航系统正在不断加快向大众 市场应用迈进的步伐。截止 2014 年 5 月，具 备北斗定位功能的近 4000 万部智能手机已投 放 市 场； 国 内 20 余 个 品 牌 200 余 款 车 型 的 BDS/GNSS 车载导航仪已走向市场，目前，前 装、后装市场已完成 20 余万台的安装和销售； 随着芯片小型化、低功耗、低成本的发展，北 斗将全面走向大众应用，服务大众生活 [12]。
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
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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
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。
吹响“北斗”应用产业化的进军号角“北斗”卫星导航系统空间信号接口控制文件(测试版)解读
吹响“北斗”应用产业化的进军号角“北斗”卫星导航系统空
间信号接口控制文件(测试版)解读
曹冲
【期刊名称】《国际太空》
【年(卷),期】2012(000)004
【总页数】3页(P46-48)
【作者】曹冲
【作者单位】中国全球定位系统技术应用协会
【正文语种】中文
【相关文献】
1.“北斗”卫星导航系统空间信号接口控制文件解读 [J],
2.夯实深圳北斗应用产业化基础,推动行业应用和产业发展——《深圳市北斗卫星导航系统应用产业化实施方案》出台 [J], 贠敏
3.吹响加速北斗应用产业化号角——首届中国卫星导航与位置服务年会及展览会在京举行 [J], 贠敏
4.中国卫星导航与位置服务第八届年会暨中国北斗应用大会在郑州开幕深入推动北斗卫星导航系统融合创新应用 [J], 乔思伟
5.说北斗,看北斗,问北斗,用北斗——全方位体验北斗卫星导航系统活动方案 [J], 王英
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北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(ICD 2.1)
5.2 D1 导航电文 ............................................................................................... 15 5.2.1 D1 导航电文上调制的二次编码......................................................... 15 5.2.2 D1 导航电文帧结构 ............................................................................. 16 5.2.3 D1 导航电文详细结构编排................................................................. 17 5.2.4 D1 导航电文内容和算法 ..................................................................... 21
北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(精密单点定位服务信号PPP-B2b测试版)
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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
二〇一六年十一月
2016 中国卫星导航系统管理办公室
目录
1 声明 ................................................................................................. 1
5.2 D1 导航电文 ............................................................................................... 15 5.2.1 D1 导航电文上调制的二次编码......................................................... 15 5.2.2 D1 导航电文帧结构 ............................................................................. 16 5.2.3 D1 导航电文详细结构编排................................................................. 17 5.2.4 D1 导航电文内容和算法 ..................................................................... 21
4.2.4 载波相位噪声 ...................................................................................... 5
4.2.5 用户接收信号电平 .............................................................................. 5
4 信号规范 ......................................................................................... 3
4.1 信号结构 .................................................................................................... 3
5.3 D2 导航电文 ............................................................................................... 40 5.3.1 D2 导航电文帧结构 ............................................................................. 40 5.3.2 D2 导航电文详细结构编排................................................................. 41 5.3.3 D2 导航电文内容和算法 ..................................................................... 64
2
BDS-SIS-ICD-2.1
2016-11
2016 中国卫星导航系统管理办公室
4 信号规范
4.1 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：
SBj 1（t）
A
Cj
B1I B1I
(t)
D
j B1I
(t)
cos（2
扁率： 地球自转角速度：
f = 1/298.257222101 e = 7.292115010-5 rad/s
3.3 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，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。
4.2.10 星上设备时延差 .................................................................................. 6
4.3 测距码特性 ................................................................................................... 6
1
BDS-SIS-ICD-2.1
2016-11
2016 中国卫星导航系统管理办公室
3.2 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
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；
4.2.2 调制方式 .............................................................................................. 4
4.2.3 极化方式 .............................................................................................. 4
2 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
3.1 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。
3.1 空间星座 .................................................................................................... 1 3.2 坐标系统 .................................................................................................... 2 3.3 时间系统 .................................................................................................... 2
6 缩略语 ........................................................................................... 73
II
BDS-SIS-ICD-2.1
2016-11
2016 中国卫星导航系统管理办公室
1 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。
4.2 信号特性 .................................................................................................... 4
4.2.1 载波频率 .............................................................................................. 4
I
BDS-SIS-ICD-2.1
2016-11
2016 中国卫星导航系统管理办公室
5 导航电文 ......................................................................................... 9
5.1 导航电文概述 ............................................................................................ 9 5.1.1 导航电文划分 ...................................................................................... 9 5.1.2 导航电文信息类别及播发特点.......................................................... 9 5.1.3 导航电文数据码纠错编码方式........................................................ 12