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1、北斗卫星导航系统 空间信号接口控制文件 公开服务信号 B1I（1.0 版） 中国卫星导航系统管理办公室 二一二年十二月 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 I 目录 1声明. 1 2文件范畴. 1 3北斗系统概述.1 3.1空间星座.1 3.2坐标系统.2 3.3时间系统.2 4信号规范. 3 4.1信号结构.3 4.2信号特性.3 4.2.1载波频率. 3 4.2.2调制方式. 3 4.2.3极化方式. 4 4.2.4载波相位噪声4 4.2.5用户接收信号电平4 4.2.6信号复用方式4 4.2.7卫星信号工作带宽及带外抑制 5 4.
2、2.8杂散.5 4.2.9信号相关性. 5 4.2.10星上设备时延差5 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 II 4.3B1I 信号测距码特性5 5导航电文. 8 5.1导航电文概述. 8 5.1.1导航电文划分8 5.1.2导航电文信息类别及播发特点 8 5.1.3导航电文数据码纠错编码方式 10 5.2D1 导航电文 14 5.2.1D1 导航电文上调制的二次编码14 5.2.2D1 导航电文帧结构.14 5.2.3D1 导航电文详细结构编排. 15 5.2.4D1 导航电文内容和算法.20 5.3D2 导航电文 36 5.3.1
3、D2 导航电文帧结构.36 5.3.2D2 导航电文详细结构编排. 37 5.3.3D2 导航电文内容和算法.61 6缩略语. 70 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 1 1 1 1 1 声明声明声明声明 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 2 2 2 文件范畴文件范畴文件范畴文件范畴 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 的相关内容。 3 3 3 3 北斗系统概述北斗系统概述北斗
4、系统概述北斗系统概述 3.1空间星座空间星座空间星座空间星座 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。 截止到 2012 年底，在轨工作卫星有 5 颗地球静止轨道（GEO）卫星、 4 颗中圆地球轨道（MEO
5、）卫星和 5 颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星。 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 2 3.2坐标系统坐标系统坐标系统坐标系统 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
6、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 = 6378137.0 m 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 工作带宽（3 dB） ：16 MHz（以 B1I 信号载波频率为中心） 。 （2）带外抑制：15dB，f030 MHz， 0 f指 B1I 信号的载波频率。 4.2.84.2.84.2.84.2.8 杂散杂散杂散杂散 卫星信号工作带宽（1 dB）内，带内杂波与未调制载波相比至少抑制 50 dB。 4.2.94.2.94.2.94.2.9 信号相关性
7、信号相关性信号相关性信号相关性 （1）B1I 信号载波与其载波上所调制的伪码间起始相位差随机抖动小 于 3（1） （相对于载波） 。 （2）I、Q 支路载波相位调制正交性小于 5（1） 。 4.2.104.2.104.2.104.2.10 星上设备时延差星上设备时延差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。B1I 信号的设备时延差由电文中的 TGD1表示，不确定度小于 1 纳秒（1） 。 4.3B1IB1IB1IB1I 信号测距码特性信号测距码特性信号测距码特性信号测距码特性 B1I 信号测距码 （以下简称 CB1I码） 码速率为 2.046 Mc
8、ps， 码长为 2046。 CB1I码由两个线性序列 G1 和 G2 模二和产生平衡 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 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 6 式为： G1(X)=1+X+X7+X8+X9+X10+X11 G2(X)=1+X+X2+X3+X4+X5+X8+X9+X11 G1 和 G2 的初始相位为： G1 序列初始相位：01010101010 G2 序列初始相位：01010101010 CB1I码发生器如图 4-1 所示。 复 位 控 制 时
9、钟 1234567891 01 1 1234567891 01 1 测 距 码 G1序 列 置 初 始 相 位 移 位 控 制 时 钟 相 位 选 择 器 G2 序 列 图 4-1CB1I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和可以实现 G2序列 相位的不同偏移，与 G1 序列模二和后可生成不同卫星的 CB1I码。G2 序列 相位分配如表 4-2 所示。 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 7 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113 2GEO 卫星214 3G
10、EO 卫星315 4GEO 卫星416 5GEO 卫星518 6MEO/IGSO 卫星619 7MEO/IGSO 卫星7110 8MEO/IGSO 卫星8111 9MEO/IGSO 卫星927 10MEO/IGSO 卫星1034 11MEO/IGSO 卫星1135 12MEO/IGSO 卫星1236 13MEO/IGSO 卫星1338 14MEO/IGSO 卫星1439 15MEO/IGSO 卫星15310 16MEO/IGSO 卫星16311 17MEO/IGSO 卫星1745 18MEO/IGSO 卫星1846 19MEO/IGSO 卫星1948 20MEO/IGSO 卫星2049 21M
11、EO/IGSO 卫星21410 22MEO/IGSO 卫星22411 23MEO/IGSO 卫星2356 24MEO/IGSO 卫星2458 25MEO/IGSO 卫星2559 26MEO/IGSO 卫星26510 27MEO/IGSO 卫星27511 28MEO/IGSO 卫星2868 29MEO/IGSO 卫星2969 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 8 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 30MEO/IGSO 卫星30610 31MEO/IGSO 卫星31611 32MEO/IGSO 卫星
12、3289 33MEO/IGSO 卫星33810 34MEO/IGSO 卫星34811 35MEO/IGSO 卫星35910 36MEO/IGSO 卫星36911 37MEO/IGSO 卫星371011 5 5 5 5 导航电文导航电文导航电文导航电文 5.1导航电文概述导航电文概述导航电文概述导航电文概述 5.1.15.1.15.1.15.1.1 导航电文划分导航电文划分导航电文划分导航电文划分 根据速率和结构不同， 导航电文分为 D1 导航电文和 D2 导航电文。 D1 导航电文速率为 50 bps，并调制有速率为 1 kbps 的二次编码，内容包含基 本导航信息（本卫星基本导航信息、全部卫
13、星历书信息、与其它系统时间 同步信息） ；D2 导航电文速率为 500 bps，内容包含基本导航信息和增强服 务信息（北斗系统的差分及完好性信息和格网点电离层信息） 。 MEO/IGSO 卫星的 B1I 信号播发 D1 导航电文，GEO 卫星的 B1I 信号 播发 D2 导航电文。 5.1.25.1.25.1.25.1.2 导航电文信息类别及播发特点导航电文信息类别及播发特点导航电文信息类别及播发特点导航电文信息类别及播发特点 导航电文中基本导航信息和增强服务信息的类别及播发特点见表5-1， 其中电文的具体格式编排、详细内容及算法说明见后续章节内容。 2012 中国卫星导航系统管理办公室 BD
14、S-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 9 表 5-1D1、D2 导航电文信息类别及播发特点 电文信息类别比特数播发特点 帧同步码（Pre）11 每子帧重复一次。 基 本 导 航 信 息 ， 所 有 卫 星 都 播 发 子帧计数（FraID）3 周内秒计数（SOW）20 本 卫 星 基 本 导 航 信 息 整周计数（WN） 13 D1:在子帧 1、2、3 中播发，30 秒重复周期； D2:在子帧 1 页面 110 的前 5 个字中播发，30 秒重复周期。 更新周期:1 小时。 用户距离精度指数（URAI） 4 卫星自主健康标识（SatH1） 1 星上设备时延差（TGD1）10 时钟
15、数据龄期（IODC） 5 钟差参数（toc, a0, a1, a2） 74 星历数据龄期（IODE） 5 星历参数（toe,A, e, , n, M0, 0, 当 6 N 15 时，X = 2N-2; 当 N = 15 时，表示卫星轨道机动或者没有精度预报。 如 N=1、3、5 时，X 经四舍五入后分别为 2.8、5.7、11.3。 5.2.4.6卫星自主健康标识（卫星自主健康标识（卫星自主健康标识（卫星自主健康标识（SatH1SatH1SatH1SatH1） 卫星自主健康标识（SatH1）共 1 比特，其中“0”表示卫星可用， “1” 表示卫星不可用。 2012 中国卫星导航系统管理办公室
16、BDS-SIS-ICD-B1I-1.0 2012-12 22 5.2.4.7电离层延迟改正模型参数（电离层延迟改正模型参数（电离层延迟改正模型参数（电离层延迟改正模型参数（ n n n n, , , , n n n n） 电离层延迟改正预报模型包括 8 个参数，共 64 比特，8 个参数都是 2 进制补码。见表 5-5。 表 5-5电离层延迟改正模型参数 参数比特数比例因子（LSB）单位 08*2-30s 18*2-27s/ 28*2-24s/2 38*2-24s/3 08*211s 18*214s/ 28*216s/2 38*216s/3 *为 2 进制补码，最高有效位（MSB）是符号位（或） 。 用户利用8参数和Klobuchar模型可计算B1I信号的电离层垂直延迟改 正) t (I z ，单位为秒，具体如下： + =
