1、SJICS 33.200M 53備案號:中華人民共和國電子行業標準SJ /T GLONASS 接口控制文件Interface control document of GLONASS(報批稿)-發布-實施中華人民共和國信息產業部 發布SJ /T I目目 次次前言.II1范圍.12術語、定義和縮略語.12.1術語和定義.12.2縮略語.23要求.23.1接口定義.23.2導航信號結構.33.3接口描述.44導航電文.114.1導航電文的目的.114.2導航電文的內容.114.3導航電文的結構.124.4即時信息和星歷參數.164.5非即時信息和歷書.204.6保留位.234.7數據驗證算法.235

2、GLONASS 空間段 .255.1星座結構.255.2軌道參數.255.3完好性監測.26附錄 A（資料性附錄）GLONASS 系統.28附錄 B（規范性附錄）接收的功率電平.29附錄 C（資料性附錄）在 UTC 跳秒修正期間對用戶接收機的操作建議.30 附錄 D（資料性附錄）坐標和速度的計算以及 GLONASSM 當前數據信息變換為一般形式的算法示例31SJ /T II前前 言言請注意本標準的某些內容可能涉及專利。本標準的發布機構不應承擔識別這些專利的責任。本標準的附錄 A、C、D 為資料性附錄，附錄 B 為規范性附錄。本標準由中國電子技術標準化研究所歸口。本標準起草單位：中國電波傳播研究

3、所青島分所、北京安華北斗信息技術有限公司。本標準主要起草人：曹沖、李冬航、李振瀛、甄衛民、袁亞平。 SJ /T 1GLONASS 接口控制文件接口控制文件1范圍本標準規定了 GLONASS 空間段和用戶段間的接口參數。本標準適用于 GLONASS 系統1)研究與應用。2術語、定義和縮略語下列術語、定義和縮略語適用于本標準。2.1術語和定義2.1.1 發送器talker向其它裝置發送數據的任何一種裝置。2.1.2 接收器listener接收其它裝置所發出數據的任何一種裝置。2.1.3 到達告警arrival alarm導航設備發出的一種告警信號，它指示已到達航路點或處在距航路點預定的距離上。2.

4、1.4 到達圈arrival circle在當前航段中，目的地航路點周圍人為設定的邊界，一旦進入該范圍，就發出到達告警信號。2.1.5 航向course over groundCOG運載體相對地面的航跡向。2.1.6 偏航距cross track errorXTE運載體的當前位置到原航路點與目的航路點間航線的垂直距離。2.1.7 航位推算dead reckoning根據當前的位置、速度和航向，推算運載體在此后某時刻的位置的導航方式。2.1.8 目的地航路點destination waypoint運載體航行中要到達的地點。它可以是整個航程諸航路點中的下一個航路點，也可以是航程的終點。1) 關于

5、GLONASS 系統的簡要介紹參見附錄 A。SJ /T 22.1.9 導航航段navigation leg運載體正在行進中的航程部分，它包括起始航路點、目的地航路點以及兩航路點之間的連線。2.1.10 起始航路點origin waypoint現行導航段的出發點。2.1.11 選定航路點selected waypoint運載體正要駛往的航路點。 2.1.12 地速speed over groundSOG運載體相對于地面的速度。2.1.13 真航向true heading相對于真北的航向角。2.2縮略語BIH 國際時間局（Bureau International de lHeure）CCIR國際無

6、線電咨詢委員會（Consultative Committee for International Radio）CS 中央同步器（Central Synchronizer）FDMA 頻分多址（Frequency Division Multiple Access）GLONASS 全球導航衛星系統（GLObal Navigation Satellite System）GMT 格林威治時（Greenwich Mean Time）GPS 全球定位系統（Global Positioning System） ICD 接口控制文件（Interface Control Document）KX 漢明碼（Hammi

7、ng Code）LSB 最低有效位（Least Significant Bit）MT 莫斯科時間（Moscow Time）MSB 最高有效位（Most Significant Bit）Msd 平太陽日（mean-solar day）PR 偽隨機（Pseudo Random）RF 射頻（Radio Frequency）RMS 均方根誤差（Root Mean Square）ROM 只讀存儲器（Read Only Memory）UTC 協調世界時（Universal Time Coordinated） UT世界時（Universal Time）3要求3.1接口定義空間段和用戶段間的接口由 L 波段上

8、的無線電鏈路組成(見圖 1)。每顆 GLONASS 衛星在 L 波段兩個子帶上發射導航信號(L1：1.6 GHz 和 L2：1.2 GHz)。SJ /T 3GLONASS 在 L1 和 L2 子帶上使用的是頻分多址(FDMA)技術。這意味著每一顆衛星在其 L1 和 L2 子帶上均以其自身載波頻率發射導航信號。在同一軌道面內位于地球不同側面(對極)兩顆 GLONASS 衛星可能在同樣的載波頻率上發射導航信號。 GLONASS 衛星在 L1 和 L2 子帶上提供兩種類型的導航信號：標準精度信號和高精度信號。標準精度信號測距碼的時鐘速率是 0.511 MHz，為全球民用用戶應用設計。高精度碼用專用碼

9、調制，其碼時鐘率為 5.11 MHz，未經俄羅斯國防部允許，其非授權用戶無法使用。本標準提供 L1 和 L22）子帶上的標準精度信號的結構和特性。接收機用戶在地平線以上見到 GLONASS 衛星時，便可以應用標準精度信號。標準精度信號不采用人為惡化措施。 GLONASS 空間段 L1, L2 子帶 控制段 用戶段 星載軟件 衛星 圖 1空間段/用戶段接口3.2導航信號結構在特定載波頻率 L1 和 L2 子帶上發送的導航信號是一個多分量二進制序列，由二進制相移鍵控(BPSK)調制而成。載波相移鍵控在-radians(弧度)上實現，最大誤差為0.2 rad。下列二進制信號模二和后調制在 L1 子帶

10、上：偽隨機(PR)測距碼，導航電文數字數據，以及輔助的明德(meander)碼序列。下列二進制信號模二和后調制在 L2 子帶上：偽隨機(PR)碼，以及輔助的明德(meander)碼序列。上述所有的分量均由同一個星載時間/頻率振蕩器(標準)產生。3.2.1測距碼PR 測距碼是周期為 1 ms，比特率為 511 kbps 的移位寄存器最大長度序列。3.2.2導航電文的數據導航電文包括即時和非即時數據。 2） GLONASS-M 衛星在 L1 子帶上發射的信號與 GLONASS 衛星相同，在 L2 子帶上為用戶提供具有標準精度碼的附加信號。SJ /T 4即時數據與發送導航信號的衛星直接相關。非即時數

11、據(GLONASS 歷書)與 GLONASS 星座中所有衛星有關。導航數據速率為 50 bit/s。導航電文的內容和特征見第 4 章。3.3接口描述3.3.1RF 導航信號特性3.3.1.1頻率規劃L1 和 L2 載波頻率的標稱值由如下表達式確定： fK1 = f01 + Kf1, (1)fK2 = f02 + Kf2, (2)式中：K GLONASS 衛星發送信號的頻道號，在 L1 和 L2 子帶內對應為：f01 = 1 602 MHz; f 1 = 562.5 kHz, 對于 L1 子帶；f02 = 1 246 MHz; f 2 = 437.5 kHz, 對于 L2 子帶。頻道號 K 的載

12、波頻率fK1和fK2的標稱值見表 1。對于任何特定的 GLONASS 衛星，頻道號 K 在歷書(導航電文中的非即時數據，見 4.5)中提供。對于每個衛星，L1 和 L2 子帶的載波頻率是相干的，來自于同一個公共的星載時間/頻率標準。在地面上觀測到的頻率標稱值為 5.0 MHz。為了補償相對論效應，衛星上觀測到的頻率的標稱值會偏離 5.0 MHz，相對值為f/f = -4.3610-10 或f = -2.1810 -3 Hz，因此它等于 4.999 999 997 82 MHz (適用于標稱軌道高度為 19100 km 時)。L1 和 L2 子帶的載波頻率的比率fK2/fK1 = 7/9。衛星的

13、載波頻率相對其標稱值fk的偏差值優于210-11。表 1 GLONASS 在 L1 和 L2 子帶上的載波頻率頻道號L1 子帶上的頻率的標稱值 MHz頻道號L2 子帶上的頻率的標稱值 MHz131609.3125131251.6875121608.75121251.25111608.1875111250.8125101607.625101250.375091607.0625091249.9375081606.5081249.5071605.9375071249.0625061605.375061248.625051604.8125051248.1875041604.25041247.75031

14、603.6875031247.3125021603.125021246.875SJ /T 5011602.5625011246.4375001602.0001246.0-011601.4375-011245.5625表 1(續） GLONASS 在 L1 和 L2 子帶上的載波頻率頻道號L1 子帶上的頻率的標稱值 MHz頻道號L2 子帶上的頻率的標稱值 MHz-021600.8750-021245.1250-031600.3125-031244.6875-041599.7500-041244.2500-051599.1875-051243.8125-061598.6250-061243.375

15、0-071598.0625-071242.9375GLONASS 頻率規劃，規定作如下的階段性變更：a） 1998 年2005 年GLONASS 衛星所用的頻道號 K=012，不受任何限制。頻道號 K=0 和 13 將用于技術目的。b） 2005 年之后 GLONASS 衛星所用的頻道號 K=-7+6。按 CCIR769 號建議書對(1 610.61 613.8) MHz 和(16601670) MHz 頻帶的規定，2005 年后發射的 GLONASS 衛星將采用濾波器限制其帶外輻射，對有害干擾加以限制 。3.3.1.2相關損耗相關損耗是指在(1 598.062 51 605.375) MHz

16、0.511 MHz 與(1 242.937 51 248.625) MHz0.511MHz 頻帶上發射信號的功率與理想的相關型接收機在相同頻帶上接收到的信號功率間的差值。在接收頻道號為 K=-7 或 K=12 的 RF 信號時，相關損耗會出現最差的情況。這是由于衛星調制不佳造成的，此時相關損耗為-0.6 dB。對于其它頻帶，由于波形失真引起的相關損耗隨著遠離 GLONASS L1 和 L2 子帶的邊緣而有所減少。3.3.1.3載波相位噪聲未調制載波的相位噪聲譜密度通過 10Hz 單邊噪聲帶寬的鎖相環跟蹤，載波相位跟蹤精度應不低于0.1 rad (1)。3.3.1.4雜散抑制當 RF 信號超越如

17、下 GLONASS 分配到的頻帶時：(1 598.062 51 605.375) MHz 0.511 MHz,(1 242.937 51 248.625) MHz 0.511 MHz則所發射的 RF 信號功率(見 3.3.1.1)相對于未調制載波應不大于-40 dB。3.3.1.5系統內干擾由于 PR 測距碼互相關特性和 GLONASS 所用的 FDMA 技術會引起系統內干擾。當接收頻道號 K=n 的導航信號時，如果用戶同時可見在相鄰頻道上發射信號的衛星，在頻道 K=n-1 或 K=n+1 的導航信號所產生干擾應不大于-48 dB。SJ /T 63.3.1.6接收到的功率電平當衛星的仰角為 5

18、或 5以上時，在 3dBi 線極化天線輸出端接收到的 GLONASS 衛星的 RF 信號功率電平不低于-161 dBW(對于 L1 子帶)。當衛星的仰角為 5或 5以上時，在 3dBi 線極化天線輸出端接收到的 GLONASS-M 衛星的 RF 信號功率電平對于 L1 子帶不低于-161 dBW；對于 L2 子帶不低于-167 dBW。接收到的功率電平的詳細信息見附錄 B。3.3.1.7設備群延遲設備群延遲是指所發射的 RF 信號（在發射天線相位中心處測量到的）和在星載時間/頻率標準輸出端的信號間的時延。時延的構成包括可確定成分和不可確定成分。可確定成分是用戶毋需關心的，它并不影響 GLONA

19、SS 時間的計算。不可確定成分對于 GLONASS 衛星不超出8 ns，對于 GLONASS-M 衛星則不超出2 ns。3.3.1.8信號的相干性由于星載的時間和頻率標準是唯一的，故由載波頻率導出的 RF 發射信號所有分量是相干的。3.3.1.9極化由每個 GLONASS 衛星的 L1 和 L2 子帶發射的 RF 導航信號為右旋圓極化波。軸比對于 L1 和 L2 子帶均不大于 0.7(對于視軸線的角度范圍在19之內)。 3.3.2調制當生成標準精度信號時，用來調制載波頻率子帶(對于 GLONASS 衛星是 L1，對于 GLONASS-M 衛星是L1 和 L2)的調制序列由以下三種二進制信號的模

20、二和生成：a) 發送速率為 511 kbps 的 PR 測距碼；b) 發送速率為 50 bps 的導航電文；c) 100 Hz 輔助的明德碼序列。在生成標準精度信號時，用給定的序列去調制 L1 和 L2 的載波。3.3.2.1測距碼的生成PR 測距碼是一種周期為 1 ms，比特率為 511 kbps 的移位寄存器最大長度序列。PR 測距碼由 9 級移位寄存器的第七級輸出。生成該序列的初始化矢量為 (111111111)。PR 測距碼第一個字符為 111111100 字符組中的第一個字符，其重復率是每毫秒一次。對應于 9 階移位寄存器所生成的多項式為(見圖 2)：G(X) = 1 + X5 +

21、X9 (3)SJ /T 7 1 1 2 1 3 1 5 1 4 1 9 1 7 1 6 1 8 1 輸入 寄存器 單元號 多項式 G(x)=1+x5+x9 移位方向 本地輸出號 輸出 寄存器單元狀態 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖 2 用于測距碼生成的移位寄存器的結構圖PR 測距碼和時鐘脈沖生成的簡化框圖見圖 3 。至處理器 時鐘脈沖 T=10 ms 全置 “1” 置 “0” 移位寄存器 時鐘脈沖 f =5.0 MHz ( =200 ns) : 10 :10 : 50 + + 1 2 3 4 5 6 7 8 9 選通脈沖 Tc=1s + 至調節器 時鐘脈沖 T=1s 同步觸發器 來

22、自星載頻率基準 : 50 000 同步觸發器 至處理器 fT =0.511 MHz 時鐘脈沖 發生器 (f = 5.0 MHz) 參考頻率 5.0 MHz 圖 3 PR 測距碼和時鐘脈沖生成簡化框圖 3.3.2.2導航電文生成導航電文由周期為 2 s 的字符串構成。每周期的頭 1.7 s(每個字符串的開頭)發送 85 bit 的導航數據，最后 0.3s(每個字符串的末尾)發送時間標記。導航電文二進制序列為如下二進制分量的模二和：SJ /T 8a)每比特持續時間為 20 ms 的導航電文數據；b)每比特持續時間為 10 ms 的明德碼序列。時間標記的二進制代碼是一個縮短了的 30 bit 的偽隨

23、機序列，每比特的持續時間為 10 ms。該序列由如下生成多項式來描述： g(x) = 1 + x3 + x5 (4)也可以寫作： 111110001101110101000010010110。每個字符串的數據的第一個比特總是為“0” 。它用來補充前面時間標記字符串的截短了的偽隨機序列，形成一個完整的(非截短的)字符串。數據序列生成的簡化框圖見圖 4。 至調節器 PR 測距碼 (Tc 2 s) 編碼器 一位延遲 時間標記 轉換為相對碼 (0.3 s ) (1.7 s ) 明德碼: d1 . d m (Tc = 10 ms) 數據序列 a1 . aK (Tc = 20 ms) 數據和校驗位序列 b

24、1 . bn (Tc = 20 ms) C1 . Cn (Tc = 20 ms) 圖 4 數據序列生成的簡化框圖2 s 字符串的邊界、數據、明德碼、時間標記和測距碼在發送的導航信號中彼此是同步的。明德碼和數據與測距碼起始位的前沿重合。時間標記最后比特的后沿對應于當日起始時間的整數差的瞬刻，且對應于星載時間基準。調制導航電文的二進制序列的同步脈沖與 PR 測距碼之間的時間關系見圖 5。導航電文生成過程見圖6。導航電文內容和格式見第 4 章。SJ /T 9 1s 10 ms 1 ms PR 測距碼 (511 bits) L=511 bits; T =1 ms =1.9569 s 時間 時間 時間

25、時間 時鐘脈沖 T =1s 時鐘脈沖 T =10 ms 測距碼周期的時鐘脈沖 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 圖 5 時鐘脈沖和 PR 測距碼間的時間關系 星載時間度量的平均秒 時間標記的 30bit 二進制碼的 85bit 數據 1.7 s 0.3 s 時鐘脈沖 (T =10 ms) 明德碼 (Tc =10 ms) 相對碼的數據位 (Tc =20 ms) 二進制碼的數據位 (Tc =10 ms) 時間標記位 (Tc =10 ms) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

26、 0 0 0 0 0 0 0 圖 6 星載處理器中的數據序列的生成3.3.3GLONASS 時間GLONASS 衛星裝備的時鐘(時間/頻率標準)的日穩定性優于 510-13和 110-13 (對于 GLONASS-M 衛星)。 衛星時間基準的互同步精度對于 GLONASS 衛星優于 20 ns(1)，對于 GLONASS-M 衛星優于 8 ns (1)。 GLONASS 時間基于 GLONASS 中央同步器(CS) 時間生成。中央同步器的氫鐘日穩定性優于 1510-14。GLONASS 時間和俄羅斯國家參考時 UTC(SU)之間的偏差在 1 ms 之內。導航電文中包含有說明 GLONASS時間

27、與 UTC(SU)間偏差小于 1 ms 的必要信息。SJ /T 10GLONASS 衛星的時間基準與 CS 時間基準之間進行周期性的比對。每個星載時間基準相對于 GLONASS時間和 UTC(SU)的修正(見第 4 章)通過計算得到，且通過控制段每日兩次上傳給衛星。星載時間基準和 CS 時間之間的比對精度在測量歷元中不超過 10 ns。GLONASS 時間基準周期性地修正到整數秒，同時利用 UTC 修正，后者是遵照國際時間局 (BIH) 的跳秒修正公告完成。通常，這些修正(1 s) 每 1 年或每 1.5 年實施一次，從 12 月 31 日至 1 月 1 日的子夜00 時 00 分 00 秒

28、UTC(第一季度)，或者是從 3 月 31 月至 4 月 1 日的子夜(第二季度)，或者是從 6 月 30日至 7 月 1 日子夜(第三季度)，或者是從 9 月 30 日至 10 月 1 日的子夜(第四季度)，由所有的 UTC 用戶來實施。 GLONASS 用戶通過相關的公告和通知等被提前告知(至少提前三個月)這些預先規劃好的修正。在 GLONASS 衛星的導航電文中并沒有任何關于 UTC 跳秒修正的數據3）。在跳秒修正期間，GLONASS 時間也通過改變所有 GLONASS 衛星的星鐘的秒脈沖數來修正。此處，導航電文中的時間標記改變其位置(在連續的時間基準中)，變成與被修正的 UTC 時間基

29、準的 2 秒歷元同步。這一變化發生在 00 時 00 分 00 秒 UTC4）。對于跳秒修正應該指出，GLONASS 時間和 UTC(SU)之間的差并不是整數秒。由于 GLONASS 控制段的特性，導致在時間基準間有一個 3 h 的恒定差，因此，tGLONASS為： tGLONASS = UTC(SU)+03h00min (5)為重新計算 UTC(SU)測量時刻的衛星星歷，應利用如下方程：tUTC(SU) + 03h00min= t+c + n ( tb) - n (tb) (t - tb) (6)式中：t 以星載時間為基準的導航信號傳輸時間（參量c，n，n和tb見 4.4 和 4.5） 。G

30、LONASS-M 衛星發送 B1 和 B2 系數以確定 UT1 和 UTC 之間的差。GLONASS-M 衛星發送 tGPS，相對于 GLONASS 時間來修正 GPS 時間(或這些時間基準之間的差)，其值不大于 30 ns ()。3.3.4坐標系GLONASS 廣播星歷描述的是某個衛星的發射天線相位中心在 PZ-90 地心地固坐標系下的位置，坐標系定義為：原點( ORIGIN)位于地球的中心；Z 軸指向國際地球自轉服務局(IERS)所推薦的平天極；X 軸指向地球赤道面和 BIH 規定的零子午線的交點；Y 軸形成右手坐標系；PZ-90 坐標系下某一點的相應位置參考橢球模型，其長半軸長和扁率見表

31、 2。M 點的大地緯度 B 定義為橢球體表面的法線與赤道面間的夾角。M 點的大地經度 L 定義為本初（零）子午面和通過 M 點的子午面間的夾角。本初子午面經度向東為正。M 點的大地高 H 定義為沿法線方向從橢球體表面至 M 點的距離。PZ-90 橢球體的基本的大地常數和其它參數見表 2。3） GLONASS-M 衛星的導航電文規定，在 UTC 跳秒修正來到之前應提前向用戶發公告，包括其數值和符號(見 4.5 中歷書內的字 KP)。4）關于 GLONASS 接收機對于 UTC 跳秒修正的操作的一般建議參見附錄 C。SJ /T 11表 2 PZ-90 橢球體的大地常數和參數名稱常數和參數地球旋轉率

32、7.292 11510-5 rad/s引力常數3.986 441014 m3/s2大氣的引力常數( fMa )0.35109 m3/s2光速299 792 458 m/s長半軸6 378 136 m扁率1/298.257 839 303赤道重力加速度978 032.8 mgal由于大氣造成的海平面處的重力加速度的修正-0.9 mgal重力位的二階諧波系數 (J20 )1 082 625.710-9重力位的四階諧波系數(J40 )- 2.370910-6橢球體表面的正常重力位(U0 )62 636 861.074 M2/s2為計算軌道參數，同時可用以下的正向重力位的歸一化諧波系數(PZ-90)：

33、=-4.841 6510-9； =7.90310-7 。020C040C這些參數與 ICD 相關參數的關系：=1.082 625 710-9； =-2.370 910-6。020025CJ040043CJ參數正常和非正常重力位間的關系：； =-2.46810-7。00202020 CCC0404040CCC4導航電文4.1導航電文的目的GLONASS 和 GLONASS-M 衛星通過導航信號發送導航電文，其目的是為用戶提供定位和定時，以及規劃觀測所要的數據。4.2導航電文的內容導航電文包括即時數據和非即時數據。a) 即時數據與廣播 RF 導航信號的 GLONASS 衛星有關，包括：1)衛星時間

34、標記的枚舉；2)衛星星載時間基準與 GLONASS 時間之間的差； 3)衛星載波頻率與其標稱值之間的相對差；4)星歷參數和其它參數(見 4.4)。b) 非即時數據包括：1)空間段內所有衛星的狀態數據(狀態歷書)；2)相對于 GLONASS 時間對每顆衛星的星載時間基準進行粗略的修正(相位歷書)；3)空間段內所有衛星的軌道參數(軌道歷書)； 4)相對于 UTC(SU)修正 GLONASS 時間和其它參數(見 4.5)。SJ /T 124.3導航電文的結構以數據形式發送的導航電文用漢明碼方式進行編碼，并變換成相對碼。在結構上來說，數據以不斷重復的超幀形式生成。每個超幀由多個幀組成，每個幀又由字符串

35、組成。來自不同的 GLONASS 衛星的導航電文的字符串、幀和超幀的邊界均同步在 2 ms 之內。4.3.1超幀結構超幀的周期為 2.5 min，由 5 個幀組成。幀周期為 30 s，由 15 個字符串組成。字符串的周期為 2 s。在每幀中，發送非即時數據的全部內容(GLONASS 24 顆衛星的歷書)。超幀結構以每幀在超幀中的編號及每個字符串在幀中的編號來描述，見圖 7。 SJ /T 13 30s 5 = 2.5 min 30 s 幀編號 字符串編號 1 0 * 2 0 * 3 0 * I 4 0 * * 15 0 * 1 0 * 2 0 * 3 0 * II 4 0 * * 15 0 *

36、1 0 * 2 0 * 3 0 * III 4 0 * * 15 0 * 1 0 * 2 0 * 3 0 * IV 4 0 * * 15 0 * 1 0 * 2 0 * 3 0 * 4 0 * V * 14 0 保留位 15 0 保留位 1.7 s 0.3 s 2 s 二進制相對碼的漢明碼位 二進制相對碼的數據位 字符串中的比特數 85 84.9 . 8. .1 *代表衛星發送的即時數據。*代表五顆衛星發送的非即時數據（歷書） 。*代表四顆衛星發送的非即時數據（歷書） 。圖 7 超幀結構SJ /T 144.3.2幀結構超幀的周期為 2.5 min，由 5 幀組成。幀周期為 30 s，由 15

37、個字符串組成。字符串的周期為 2 s。每幀應發送指定衛星的即時數據的全部內容和非即時數據的部分內容。超幀中的幀結構見圖 8。第 1 幀至第 4 幀幀結構相同。圖 8 中的陰影區表示保留位，用于未來導航電文結構的現代化。每幀的第一至第四字符串中所含數據與發送指定導航電文(即時數據)的衛星相關。在一個超幀內即時數據相同。 每幀的第六至十五字符串包含 24 顆衛星的非即時數據(歷書)。第 1 幀到第 4 幀包含 20 顆衛星的歷書(每幀含 5 顆衛星)。第 5 幀包含余下 4 顆衛星的歷書。一顆衛星的非即時數據(歷書)占 2 個字符串。在一個超幀中，每幀的第 5 個字符串所含數據是相同的，與非即時數

38、據有關。 超幀中歷書的排列見表 3。 表 3在超幀中 GLONASS 歷書的排列超幀中的幀號超幀歷書的衛星編號11 526 10311 15416 20521 24 GPS bn2 N m 4 c KX MB 32 22 8 11 ln An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4

39、An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Mna 2 Mna 2 Mna

40、 2 Mna 2 Mna 2 (Cn 1) c n 7 tb Bn m 4 yn(tb) yn(tb) yn(tb) KX MB 24 5 27 8 p m 4 P1 tk xn(tb) xn(tb) xn(tb) KX MB 12 24 5 27 8 m 4 n(tb) zn(tb) zn(tb) zn(tb) KX MB 11 24 5 27 8 m 4 n(tb) En KX MB 22 5 8 ln 字符串號 P4 (P3 1) (P2 1) 2 NT 11 F 4 n 5 2 2 5 3 1 2 1 5 n 3 1 14 1 N4 5 圖 8 a) 幀結構(第 1 至第 4 幀)SJ

41、 /T 15 GPS bn2 N m 4 c KX MB 32 22 8 11 ln An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5

42、 An n m 4 An KX MB 10 15 8 5 An 21 18 iAn n m 4 KX MB 7 8 16 A n 21 22 TAn TAn ln An 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Mna 2 Mna 2 Mna 2 Mna 2 (Cn 1) c n 7 tb Bn m 4 yn(tb) yn(tb) yn(tb) KX MB 24 5 27 8 p m 4 P1 tk xn(tb) xn(tb) xn(tb) KX MB 12 24 5 27 8 m 4 n(tb) zn(tb) zn(tb) zn(tb) KX MB 11 2

43、4 5 27 8 m 4 n(tb) En KX MB 22 5 8 ln 字符串號 P4 (P3 1) (P2 1) 2 NT 11 F 4 n 5 2 2 5 3 1 2 2 5 n 3 1 14 1 N4 5 1 m 4 2 KX MB 10 8 11 2 m 4 KX MB 8 ln 圖 8 b) 幀結構(第 5 幀)4.3.3字符串結構字符串是幀的基本單元。字符串結構見圖 9。每個字符串包括數據比特和時間標識。字符串周期為 2 s，在這 2 s 的時間間隔的最后 0.3 s（每個字符串的末尾）發送時間標記。時間標記 (縮短了的偽隨機序列)由 30 個碼元組成，每個碼元周期為 10 m

44、s(見 3.3.2.2)。在這 2 s 時間間隔的頭 1.7 s(每個字符串的開頭)發送 85 bit 的數據50Hz 的導航數據與 100 Hz 的輔助明德碼序列(雙二進制碼)的模二和 。字符串中的比特序號從右向左遞增。漢明碼(KX)校驗位(第 1 到 8 位)隨數據位(第 9 到 84 位)一同發送。漢明碼的碼長為 4。一個字符串的數據用時間標記(MB)與另一個鄰近字符串的數據分開。數據的字存儲在寄存器的最高有效位(MSB)。每個字符串的最后一位(第 85 位)為空碼元(“0”)，在使用無線電鏈路發送導航數據時，用于形成有序的相對碼。 2.0 s 字符串的比特數 0.3 s 1.7 s 二

45、進制碼的數據位和校驗位 (Tc = 10 ms) 時間標記 (Tc = 10 ms) 1111100 . 110 二進制相對碼的數據位 漢明碼位 二進制相對碼中的 18位 85 9 8 2 1 圖 9 字符串結構SJ /T 164.4即時信息和星歷參數即時信息(星歷參數)的導航信息字的特性見表 7。在字中，其數值可正可負，MSB 用作符號位。碼元 “0”對應于“+”號，碼元“1”對應于“-”號。星歷參數定期進行計算，并通過控制段上載給衛星。衛星坐標和速度的均方根誤差（RMS）見表 4。表 4 GLONASS 衛星坐標和速度的精度均方根誤差（RMS）預報的坐標m速度cm/s誤差分量GLONASS

46、GLONASS-MGLONASSGLONASS-M切向分量2070.050.03法向分量1070.10.03徑向分量51.50.30.2導航信息字的規定和說明如下：m 是幀內的字符串序號。tK 是當天幀開始的參考時間。它按照衛星時間基準計算。從當天開始時刻算起，已過去的整小時數用 5 個 MSB 表示。從該小時開始算起，已過去的整分鐘數用隨后的 6 bit 表示。從當天開始算起，已過去的 30 s 時間間隔的數目用余下的比特（即 LSB 部分）表示。 天的開始按照衛星時間基準，與超幀的開始時刻一致。Bn 是健康標識。用戶只要分析這個字的最高有效位(MSB)，該處為“1”表示給定衛星存在故障。用

47、戶不用考慮這個字的第 2 和第 3 比特。 tb 是當天的時間間隔指數，其中，當天按照 UTC(SU)+03 h00 min 確定。在幀內發送的即時數據參照時間間隔tb 的中間時刻。時間間隔的持續時間，以及tb的最大值取決于標識 P1 的值。P 是控制段的技術參數，表示衛星的工作模式，與時間參數有關：00 C由控制段轉發過來，GPS由控制段轉發過來； 01 C由控制段轉發過來，GPS由 GLONASS-M 衛星在軌計算得到； 10 C由 GLONASS-M 衛星在軌計算得到，GPS由控制段轉發過來；11 C由 GLONASS-M 衛星在軌計算得到，GPS由 GLONASS-M 衛星在軌計算得到

48、。P1 是即時數據的更新標識。它指出在當前幀和前一幀中兩個鄰近的tb值之間的時間間隔，見表 5。表 5字 P1P1兩個鄰近的tb值之間的時間間隔min000013010451160P2 是tb值的奇偶標識，(“1”為奇， “0”為偶) (對于 30 min 和 60 min 時間間隔)。P3 是指明衛星數量的標識，其歷書是在給定的幀中發送：“1”對應 5 顆衛星， “0”對應 4 顆衛星。 P4 是表示星歷參數的標識。 “1”表示更新的星歷或頻率/時間參數已由控制段上載。SJ /T 17注：只在當前時間間隔tb 的末尾發送更新的星歷或頻率/時間信息。 NT 是當前日期，以四年為周期的天計數(從

49、潤年的 1 月 1 日算起)。NT 變換為一般當前日期信息 (dd/mm/yy)的示例見附錄 D.1.3。n 指發送給定導航信號的衛星，對應于 GLONASS 星座中的星位號。FT 表示tb時刻預測的衛星用戶距離精度，其編碼見表 6。表 6字 FTFT 觀測值精度（）m011222.53445576107128149161032116412128132561451215不采用指第 n 顆衛星在 L2 子帶發送的 RF 導航信號和 L1 子帶發送的 RF 導航信號之間的時間差。n (7)式中：tf1，tf2 分別為 L1 和 L2 子帶的設備群延遲，以時間單位表示。 M 為發送導航信號的衛星類型

50、，“00”表示 GLONASS 衛星，“01”表示 GLONASS-M 衛星。n (tb )為在tb時刻第 n 顆衛星的載波頻率預測值與標稱值的相對偏離差： (8)式中： tb 時刻第 n 顆衛星的載波頻率預測值，考慮了引力和相對論效應； bntf 第 n 顆衛星的載波頻率標稱值。 n(tb) 為第 n 顆衛星的衛星時間tn 相對于 GLONASS 時間tc的修正值，它等于tb時刻第 n 顆衛星發送的導航信號的 PR 測距碼相對于系統參考信號的相位偏移，以時間單位表示： (9)ln是第 n 顆衛星的健康標識；ln=0 表示第 n 顆衛星健康，ln=1 表示第 n 顆衛星存在故障。 NnNnbn

51、bnff-tftNnf bnbcbnttttt12ffnttSJ /T 18即時信息中所包含全部字的特性見表 7。 表 7即時信息 (星歷參數) 中的字的特性字比特數比例因子(LSB)有效范圍單位m410 15無量綱510 23h610 59mintk1300 、30stb71515 142 5minMa210 3無量綱n(tb) b112-402-30無量綱n(tb) b222-302-9sx n(tb)，y n(tb)， z n(tb) b272-112.7104km，b)t (xbn)t (ybn)t (zbn242-204.3km/s，b)t (xbn )t (ybn )t (zbn

52、52-306.210-9km/s2Bn310 7無量綱Pa2100、01、10、11無量綱NTa1110204 8dFTa4(見表 6)na510 31無量綱n b52-301.39710-8sEn510 31dP12(見表 5)P2110、1無量綱P3110、1無量綱P4a110、1無量綱lna110、1無量綱a這些字計劃插入 GLONASS-M 衛星的導航電文。b這些字的數值可正可負，MSB 是符號位。碼元“0”對應于“+”(正)；碼元“1”對應于“-”(負)。SJ /T 19幀內即時信息的排列見表 8。表 8幀內即時信息的排列字比特數幀內的字符串序號幀內的比特序號m41 1581 84t

53、k12165 76tb7270 76M249 10n(tb)11369 79 n(tb)22459 80 x n(tb)2719 35y n(tb)2729 35z n(tb)2739 35)t (xbn24141 64)t (ybn24241 64)t (zbn24341 64)t (xbn 5136 40)t (ybn 5236 40)t (zbn 5336 40P2366 67NT11416 26n5411 15FT4430 33En5449 53Bn3278 80P12177 78P21277P31380P41434n5454 58ln13，5，7，9，11，13，1565 （第 3

54、字符串），9 （第5、7、9、11、13、15 字符串）表 8 中：Xn (tb )，Yn (tb)，Zn (tb)為tb時刻衛星 n 在 PZ-90 坐標系下的坐標；SJ /T 20，為tb時刻衛星 n 在 PZ-90 坐標系下的速度矢量；)t (xbn)t (ybn)t (zbn，為tb時刻衛星 n 在 PZ-90 坐標系下的加速度分量，由太陽和月亮效應引)t (xbn )t (ybn )t (zbn 起；En指即時信息的“齡期” ，對于第 n 顆衛星它是從上載的時刻到tb時刻的時間間隔。En在衛星上生成。4.5非即時信息和歷書非即時信息(歷書)包括：a)GLONASS 時間參數；b)所有

55、 GLONASS 衛星的星載時間基準數據；c)所有 GLONASS 衛星的軌道根數和健康狀況數據。d)非即時信息(歷書)的字的特性見表 11。下面給出的是歷書的字的規定和解釋：c為 GLONASS 時間相對于 UTC(SU) 時間基準的修正值。c在一天開始的瞬間(NA)給出；N4為自 1996 年來的編號（每四年為周期） ；GPS是 GPS 時間相對于 GLONASS 時間的修正量： TGPS TGL GPS （10）式中： 是兩種系統時間基準差的整數部分，GPS為其小數部分，以秒為單位。由用戶接收機中的 GPS導航電文確定。NA 為自跳秒閏年開始的日歷天序號（每四年為周期） 。修正值c及其它

56、歷書數據(軌道歷書和相位歷書)均與 NA有關； nA為 GLONASS 空間段衛星的常規序號，它對應于這個衛星的星位號； HnA為 nA衛星發送的導航 RF 信號的載波頻率編號； nA 為在 PZ-90 坐標系下 nA衛星軌道在 NA這一天首次通過升交點的經度； tnA為 nA衛星在 NA這一天首次通過升交點的時間； inA為 nA衛星在tnA時刻對傾角平均值的修正值(傾角的平均值等于 63)；TnA為 nA衛星在tnA時刻對軌道周期平均值的修正值 (軌道周期 T 的平均值等于 43 200 s)；為 nA衛星軌道周期的變化率；nATnA為 nA衛星在tnA時刻的軌道偏心率； nA為 nA衛星

57、在tnA時刻的近地點角；MnA為衛星 nA的類型編碼：編碼“00”表示 GLONASS 衛星，編碼“01”表示 GLONASS-M 衛星；B1 用于確定UT1，等于 UT1 和 UTC(SU)在 NA這一天開始時的差值，以秒為單位表示；B2 用于確定UT1，等于UT1 的日變化 (相對于平太陽日 Msd，以秒為單位表示)。B1、B2 用于 UTC(SU)和 UT1 間的變換： UT1=UTC(SU) -UT1， (11)式中：UT1 相對于格林威治平均子午線的世界時 UT(考慮極移)；UTC(SU)俄羅斯聯邦標準的協調世界時。UT1= B1+B2 (NT-) (12)ANKP 表示 UTC 跳

58、秒修正(1 s)的狀態，見表 9。表 9字 KPKPUTC 跳秒修正信息SJ /T 2100在本季度末沒有 UTC 修正01在本季度末的 UTC 修正為加上 111在本季度末 UTC 修正為減去 1KP 至少應在修正前 8 周引入導航電文。但是，決定即將來臨的跳秒修正應早于 8 周。因此從現季度開始起到決定跳秒修正的時刻，一直要發送 KP=10 (表示尚未決定)，一旦決定，則在導航電文中發送上述值(00，01，11) 之一。nA為 nA衛星在tnA時刻對于 GLONASS 時間的時間修正的粗值，表示發送的導航信號的 PR 測距碼相對于標稱位置(以時間單位表示)的相位偏移；CnA為 nA衛星在歷

59、書(軌道和相位歷書)上載時刻的“非健康標識”。Cn = 0 表示衛星 n 工作不正常； Cn = 1 表示衛星 n 工作正常。歷書參數的精度可以讓用戶根據歷書的齡期確定坐標和徑向速度的均方根誤差（RMS），它取決于歷書的“齡期”，見表 10。表 10歷書“齡期”和定位精度之間的關系觀測值的均方根誤差（RMS）歷書“齡期”距離km徑向速度m/s1d0.830.3310d2.00.720d3.34.2SJ /T 22非即時信息中所包含全部字的特性見表 11。表 11非即時信息(歷書)的字的特性字比特數比例因子(LSB)有效范圍單位282-271sca b c d322-311sGPS a b222

60、-301.910-3dN4a511314-year intervalNA11111461daysnA51124無量綱HnAc51031無量綱nAb212-201semi-circletnA212-5044100sinAb182-200.067semi-circleTnAb222-93.6103s/orbital periodAnT72-142-8s/orbital period2An152-2000.03無量綱nAb162-151semi-circleMnAa2103無量綱B1a b112-100.9sB2a b102-16(-4,53,5) 10-3s/msdKPa210.1無量綱n A10