北斗卫星导航系统用户终端通用技术要求(预)

2014.08.14 , 浏览次数: 8712

1 范围

本标准规定了北斗卫星导航系统用户终端(以下简称北斗用户终端)的功能、性能、环境适应性、电磁兼容性等基本要求。

本标准适用于北斗用户终端的研制、生产和使用。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 4208—2008  外壳防护等级(IP代码)

3 术语、定义和缩略语

3.1 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1 北斗卫星导航系统  BeiDou navigation satellite system

中国的全球卫星导航系统,简称北斗系统(BeiDou)。具有卫星无线电测定(RDSS)和卫星无线电导航(RNSS)两种业务,可以提供导航、定位、授时、位置报告和短报文服务。

3.1.2 北斗终端  BeiDou terminal

北斗系统各种用户应用终端的总称。北斗终端按照应用北斗卫星业务的不同服务模式,分为北斗RDSS终端和北斗RNSS终端两种类型;按其用途主要分为导航型终端、测量型终端、定时型终端和短报文通信型终端。

3.1.3 北斗RDSS终端  BeiDou RDSS terminal    

基于北斗系统RDSS业务,可以提供定位、导航、定时、位置报告和短报文通信全部或部分功能的终端。

3.1.4 北斗RNSS终端  BeiDou RNSS terminal

基于北斗系统的RNSS业务,可以提供导航、定位、定时等功能的终端。

3.1.5 北斗时  BeiDou time

北斗时(BDT)是北斗系统的时间基准,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)。

3.1.6 服务频度  service frequency

允许北斗RDSS终端单位时间内向北斗系统申请服务的次数。

3.1.7 紧急定位  emergency positioning

北斗RDSS终端的用户遇到紧急情况时,通过北斗RDSS终端发出的紧急定位信息。该信息应包含其位置、定位时间和发信方地址等信息。

3.1.8 通播  broadcast

北斗运营服务中心向入网的所有北斗RDSS终端广播发送短报文的通信方式。

3.1.9 首次捕获时间  time for first acquisition

从开机至接收并解调出信息所需要的时间。

3.1.10 接收灵敏度  receiver sensitivity

在规定的天线波束宽度内、满足规定指标要求条件下,接收设备在天线相位中心收到的最小信号功率。

3.1.11 接收信号功率范围  range of received signal power

在规定的天线波束宽度内、满足规定指标要求条件下,接收设备能适应接收信号功率变化的范围。

3.1.12 重捕时间  time for re-acquisition

接收设备在信号满足灵敏度要求的条件下,短时间(30 s内)失锁后重新捕获卫星信号所需的时间。

3.1.13 定时精度  timing accuracy

用户终端通过对卫星信号测量值解算并输出的时间与系统时间的偏离程度。

3.1.14 守时精度  time keeping accuracy

外部参考时间输入信号中断后,持续一段内,终端设备复现、输出的BDT或UTC信号与标准的BDT或UTC的时间差。

3.1.15 频率准确度  frequency accuracy

设备实际输出的频率与其标称频率值的相对变化量。

3.2 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

  • BDT:北斗时(BeiDou Time)
  • RDSS:卫星无线电测定业务(Radio Determination Satellite Service)
  • RNSS:卫星无线电导航业务(Radio Navigation Satellite Service)
  • UTC:协调世界时(Coordinated Universal Time)
  • PPS:秒脉冲(Pulse Per Second)
  • MTBF:平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures)
  • MTTR:平均故障维修时间(Mean Time Between Repairs)

4 技术要求

4.1 一般要求

4.1.1 组成

北斗用户终端通常由收发天线、主机、显控和电源等部分组成。

4.1.2 尺寸及质量

北斗用户终端的外形尺寸及质量由相应的产品规范规定。

4.1.3 外观

北斗用户终端的外观应满足以下要求:

  • 表面不应有明显的凹痕、划伤、龟裂、变形、腐蚀、生锈和机械损伤、以及灌注物溢出等缺陷;
  • 设备面板各按键应有永久性的用途标志,文字符号及标志清晰美观。

4.2 功能要求

4.2.1 自检测

北斗用户终端具有自检测功能,当出现故障时应给出视觉、音响或数据接口输出方式的故障报警提示信息。

4.2.2 系统完好性信息处理

RNSS终端应具有系统完好性信息处理功能。

4.2.3 状态监测

北斗用户终端正常工作时,应能实时监测以下状态,并给出相应的视觉和(或)音响提示信息。

  1. 已接收到卫星信号的电平及卫星的波束号;
  2. 服务状态、发射状态、抑制状态及供电状态。

4.2.4 状态显示

北斗用户终端接收设备应具有卫星信息状态、终端工作状态及其它相关信息的显示或提示功能。

4.2.5 定位功能

北斗用户终端应具有有源定位功能。

4.2.6 位置报告

北斗RDSS终端应能通过有源定位或发射位置信息实现位置报告。

4.2.7 短报文通信功能

北斗RDSS终端应能实现短报文的编辑、发送、接收、显示和存储功能,接收短报文信息成功后能自动发出回执信息。

4.2.8 授时功能

北斗RDSS终端应具有单向授时和双向定时功能。

4.2.9 安全管理功能

4.2.9.1 北斗RDSS终端应按照ID卡规定的用户类别、服务频度、通信等级进行定位、短报文通信、和授时。

4.2.9.2 北斗RDSS终端应具备发射抑制功能,应能按系统抑制指令进行除通信回执外的发射抑制。

4.2.9.3 北斗RDSS终端应能接收系统指令实现ID卡和重要软硬件信息的清除。

4.2.10 断电信息保护

北斗用户终端在断开电源时,应具有时间、位置、短报文等信息的保存功能。

4.3 RNSS的性能要求

4.3.1 接收性能

4.3.1.1 接收灵敏度

北斗RDSS终端在信息误码率小于1×10-5的条件下,接收信号灵敏度应优于-154dBW。

4.3.1.2 首次捕获时间

北斗RDSS终端首次捕获信号的时间应优于 4 s。

4.3.1.3 失锁重捕时间

北斗RDSS终端在信号中断30 s后,失锁重捕时间应优于 2 s。

4.3.1.4 接收通道数

北斗RDSS终端接收通道数应不少于2个。

4.3.1.5 双通道时差测量误差

北斗RDSS终端的双通道时差测量误差应优于10 ns(1σ)。

4.3.2 发射性能

4.3.2.1 发射信号频率准确度

发射信号频率准确度应优于5×10-7。

4.3.2.2 发射信号带外抑制

发射信号在1580 MHz ~ 1650 MHz 频率范围以外的辐射功率,应优于 -80 dBW/4 kHz。

4.3.2.3 发射载波抑制

发射载波抑制不大于-30 dB。

4.3.2.4 发射信号强度

北斗RDSS终端发射信号的EIRP值应大于等于3.5 dBW;且小于 19 dBW。

4.3.2.5 双向零值

北斗RDSS终端双向零值应为1 ms±10 ns。

4.3.3 定位精度

北斗RDSS终端定位精度优于20 m(1σ);在无标校时100m(1σ)。

4.3.4 定时精度

北斗RDSS终端单向定时精度应优于50ns(1σ);双向定时精度应优于10ns(1σ)。

4.3.5 信息存储性能

北斗RDSS终端存储各种信息的性能应达到以下的指标:

  1. 已接收的短报文信息不少于500条;
  2. 已发送的短报文信息不少于500条;
  3. 内置自定义信息不少于100条;
  4. 地址簿存储数量不少于500条;
  5. 定位数据存储能力应至少保留存储最近一个月内的定位数据,不小于50000个航迹点数据。

4.3.6 供电电压和功耗

北斗RDSS终端应用外接电源供电时,其电压和功耗由产品规范规定。

4.4 RNSS的性能要求

4.4.1 定位精度

北斗RNSS终端定位精度应不大于20 m(95%)。

4.4.2 测速精度

北斗RNSS终端的测速精度应不大于0.2 m/s(95%)。

4.4.3 定时精度

北斗RNSS终端1PPS输出的定时精度应不大于1 ms(95%)。

4.4.4 首次捕获时间

4.4.4.1 冷启动(历书不可用、无概略位置)的首次捕获时间应不大于15 min(捕获概率优于95%)。

4.4.4.2 温启动(历书可用、有概略位置)的首次捕获时间应不大于120 s(捕获概率优于95%)。

4.4.4.3 热启动(历书和星历可用、有概略位置)的首次捕获时间应不大于15 s(捕获概率优于95%)。

4.4.5 失锁重捕时间

在RNSS信号中断30 s后,终端重新捕获信号的时间应不大于 5 s。

4.4.6 接收灵敏度

4.4.6.1 捕获灵敏度:终端能捕获信号时,输入端信号电平应不大于-130 dBm(设备天线增益为0 dB)。

4.4.6.2 跟踪灵敏度:在跟踪卫星信号时,终端正常工作且不失锁的输入端信号电平不大于-133 dBm(设备天线增益为0 dB)。

4.4.7 终端通道数

北斗RNSS终端通道数不少于12个。

4.4.8 位置更新率

北斗RNSS终端应能自动、连续计算并输出新的位置,更新率至少每秒1次。

4.5 环境适应性

4.5.1 高低温

北斗用户终端的工作温度和存储温度由产品规范规定。

4.5.2 振动

北斗用户终端的振动要求由产品规范规定。

4.5.3 湿热

北斗用户终端的湿热要求由产品规范规定。

4.5.4 外壳防护

北斗用户终端的外壳防护等级应达到GB/T 4208—2008中规定的IP55。

4.6 电磁兼容性

北斗用户终端的电磁兼容性由产品规范规定。

4.7 可靠性

北斗用户终端的平均故障间隔时间(MTBF)和平均故障维修时间(MTTR)由产品规范规定。