基本的帧结构包含一个固定的前缀,一个电文长度定义,一个电文,和为了保证高的数据传输完整性的一个24比特周期冗余校验(CRC)。帧格式的结构如表1所示。
表1 帧结构
文件头 |
保留 |
电文长度 |
可变长度数据电文 |
CRC |
8bits |
6bits |
10bits |
可变长度,字节的整数个数 |
24bits |
11010011 |
没有定义-设置为000000 |
按字节算的电文长度 |
0-1023字节 |
CRC-24 |
文件头是一个固定的8比特序列。填充比特(0)必须在循环冗余校验之前填充数据电文的最后一个字节,从而保证最后一个字节完整。因此总字节数是大于原有字节数的最小整数。
数据格式根据RTCM 10403.1对GPS和北斗数据进行了修改,具体的电文组如表格2所示。
表2 电文组
组名称 |
次组名称 |
发播间隔 |
电文类型 |
观测值 |
北斗B1和GPS L1 |
1秒 |
3001 |
坐标和速度 |
流动站的坐标和速度 |
1秒 |
3002 |
卫星星历 |
GPS和北斗星历 |
120秒 |
3003 |
表3. 观测值电文头
数据域 |
数据域编号 |
数据类型 |
比特数 |
数据说明 |
电文序号( “3001”) |
|
uint12 |
12 |
不同电文的标志 |
测站ID |
|
uint12 |
12 |
测站编号 |
历元时刻(TOW) |
|
uint30 |
30 |
提供的观测历元时刻从当前周的开始起算, 精确到毫秒(以GPS观测时刻为准,北斗在此基础上减去14秒) |
卫星数 |
|
uint5 |
5 |
电文中的卫星数 |
零散度平滑标志 |
|
bit(1) |
1 |
0=没有用到零散度平滑 1=用到了零散度平滑 |
平滑间隔 |
|
bit(3) |
3 |
平滑间隔是指使用载波平滑伪距的时段长度 |
总计 |
|
|
63 |
|
表4. 每个卫星观测值电文内容
数据域 |
数据域精度 |
数据类型 |
比特数 |
数据说明 |
卫星ID |
|
uint6 |
6 |
卫星的PRN号,GPS使用原始编号,北斗在原始 PRN号基础上增加160 |
L1/B1码标志 |
|
bit(1) |
1 |
L1/B1码标志用于识别跟踪到的测距码类型 |
L1/B1伪距 |
0.02m |
uint24 |
24 |
伪距的数据域以米级精度提供参考站的原始伪距测量值, 它是原始伪距观测值以与毫光秒(299,792.458米)进行模运算后的结果。 伪距测量值是在用户接收机中根据B1伪距数据域按以下方法重建: B1伪距观测值=( B1伪距数据域)mod(299,792.458m)+根据用户 接收机估计 的参考站值域所得的整数*(299,792.458m),或由扩展数据设 置提供的整数。 |
L1/B1载波相位-L1/B1伪距 |
0.0005m |
int20 |
20 |
载波相位-伪距数据域提供载波相位测量必需的信息。 注意这里定义的载波相位与伪距有着同样的标记。 载波相位测量比伪距测量精度高很多,所以提供这个 数据域的方法仅仅是一个压缩电文长度的数字技术。 在刚开始和每个周跳发生后,初始模糊度将会复位 并重新选择以尽可能使载波相位和伪距相匹配(比如, 在1/2周内),同时不破坏载波相位观测值的整周特性。 完整的载波相位可以按一下方法重建(所有物理量以米为单位): (完整的载波相位)=(由伪距数据域重建的伪距)+( 载波相位-伪距数据域)。 某些电离层环境可能引起载波相位-伪距数据域溢出所定义的数据域范围。 在这些情况下, 计算所得值需要相当于经过1500周的校正以使其值回到定义的范围内。 |
L1/B1伪距整数模糊度 |
299,792.458 |
uint8 |
8 |
伪距整周模糊度系数数据域代表了原始伪距测量值 对299,792.458m进行求余运算中所得的整数部分。 |
L1/B1载噪比 |
0.25 |
uint8 |
8 |
载躁比数据域提供了估计出的卫星信号载躁比, 以dB-Hz为单位。“0”表示载躁比没有进行 |
L1/B1多普勒值 |
0.0001 |
Int38 |
38 |
多普勒原始观测值 |
L1/B1锁定时间标志 |
|
uint7 |
7 |
锁定时间标志数据域提供接收机连续 锁定某颗卫星信号的时间长度。如果在先前的周跳探测 中发现一次周跳,锁定标志将复位为0. |
总计 |
|
|
112 |
|
表5. 坐标和速度电文信息
数据域 |
数据域编号 |
|
数据类型 |
比特数 |
数据说明 |
电文序号(“3002”) |
DF002 |
|
uint12 |
12 |
电文编号 |
测站ID |
DF003 |
|
uint12 |
12 |
测站编号 |
Beidou标志 |
DF165 |
|
bit(1) |
1 |
北斗是否参与计算 |
GPS标志 |
DF022 |
|
bit(1) |
1 |
GPS是否参与计算 |
GLONASS标志 |
DF023 |
|
bit(1) |
1 |
GLONASS是否参与计算 |
Galileo标志 |
DF024 |
|
bit(1) |
1 |
Galileo是否参与计算 |
地心地固坐标X |
DF166 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固坐标X |
地心地固坐标Y |
DF167 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固坐标Y |
地心地固坐标Z |
DF168 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固坐标Z |
坐标精度Rms |
|
0.01 |
unt20 |
20 |
坐标精度 |
地心地固速度Vx |
DF166 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固速度Vx |
地心地固速度Vy |
DF167 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固速度Vy |
地心地固速度Vz |
DF168 |
0.0001 |
int38 |
38 |
地心地固速度Vz |
速度精度Rms |
|
0.01 |
unt20 |
20 |
速度精度 |
总计 |
|
|
|
296 |
|
表6 卫星星历数据内容,电文类型3003
数据域 |
数据域编号 |
数据类型 |
比特数 |
备注 |
电文序号 |
|
unit12 |
12 |
3003 |
卫星ID |
|
uint6 |
6 |
卫星的PRN号,GPS使用原始编号,北斗在原始 PRN号基础上增加160 |
周数 |
|
uint10 |
10 |
0-1023 |
SV ACCURACY.(URA) |
|
uint4 |
4 |
|
IDOT(di/dt) |
|
int14 |
14 |
|
IODE(数据、星历发布时间) |
|
uint8 |
8 |
|
toc |
|
int16 |
16 |
|
af2 |
|
int8 |
8 |
|
af1 |
|
int16 |
16 |
|
af0 |
|
int22 |
22 |
|
IODC(钟的数据龄期) |
|
uint10 |
10 |
|
Crs |
|
int16 |
16 |
|
Δn (DELTA n) |
|
int16 |
16 |
|
M0 |
|
int32 |
32 |
|
Cuc |
|
int16 |
16 |
|
Eccentricity(e)异常 |
|
uint32 |
32 |
|
Cus |
|
int16 |
16 |
|
(A)1/2 |
|
uint32 |
32 |
|
toe |
|
uint16 |
16 |
|
Cic |
|
int16 |
16 |
|
Ω0(OMEGA)0 |
|
int32 |
32 |
|
Cis |
|
int16 |
16 |
|
i0 |
|
int32 |
32 |
|
Crc |
|
int16 |
16 |
|
ω (近地点参数) |
|
int32 |
32 |
|
OMEGADOT (升交点赤经变化率) |
|
int24 |
24 |
|
tGD |
|
int8 |
8 |
|
SV HEALTH |
|
bit(1) |
6 |
|
总计 |
|
|
484 |
|
|
|
|
|