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北斗三号卫星B2b信号解析
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2020-10-15
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随着北斗三号卫星建设即将完成,北斗服务平稳过渡为由北斗三号系统为主提供。2019年12月27日B2b信号接口文件公布,公开了两种B2b信号,提供基础导航服务的B2b信号和提供精密单点定位服务的PPP-B2b信号。基于B2b信号接口控制文件,介绍了B2b信号信息结构、信息类型以及天空中卫星信号解析结果,并给出了B2b信号的定位精度结果,对天空的PPP-B2b信息进行了解析。对B2b的Q支路信号也进行了探索。
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北斗三号卫星北斗三号卫星B2b信号解析信号解析
随着北斗三号卫星建设即将完成,北斗服务平稳过渡为由北斗三号系统为主提供。2019年12月27日B2b信号接
口文件公布,公开了两种B2b信号,提供基础导航服务的B2b信号和提供精密单点定位服务的PPP-B2b信号。基
于B2b信号接口控制文件,介绍了B2b信号信息结构、信息类型以及天空中卫星信号解析结果,并给出了B2b信
号的定位精度结果,对天空的PPP-B2b信息进行了解析。对B2b的Q支路信号也进行了探索。
0 引言引言
北斗导航卫星系统(BDS)是中国自主建设运行的全球卫星导航系统,具备导航定位和通信数传两大功能,提供定位导航授时
(Radio Navigation Satellite Service,RNSS)、全球短报文通信(Global Short Message Communication,GSMC)和国际搜救
(Search And Rescue,SAR)三种国际服务和星基增强(Satellite-Based Augmentation System,SBAS)、地基增强(Ground
Augmentation System,GAS)、精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)及区域短报文通信(Regional Short Message
Communication,RSMC)四种区域性服务
[1]
。截至2019年12月底,已成功发射了包括1颗地球静止轨道卫星(Geostationary
Earth Orbit,GEO)、24颗中圆地球轨道卫星(Medium Earth Orbit,MEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(Inclined
Geosynchronous Orbit,IGSO)在内的28颗北斗三号卫星,预计2020年上半年再发射2颗GEO卫星,完成北斗系统建设
[2]
。
北斗三号系统的3颗GEO、3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星播发的B1I和B3I信号提供RNSS服务;3颗IGSO和24颗MEO的
B1C、B2a、B2b信号也提供RNSS服务;3颗GEO通过PPP-B2b信号提供精密单点定位服务;3颗IGSO和24颗MEO卫星通过
SAR-B2b信号提供国际搜救服务。2019年12月27日,中国卫星导航系统管理办公室公开了用于RNSS服务的B2b信号
[3]
和用于
精密单点定位服务的PPP-B2b信号
[4]
。
目前还有其他卫星导航系统提供精密单点定位服务,如表1所示。日本的QZSS L6信号分为L6D和L6E,L6D主要服务于日
本本土,提供厘米级增强服务(Centimeter Level Augmentation Service,CLAS);L6E信号通过Block II卫星播发,用于广域厘
米级增强的实验验证,作用范围为QZSS卫星覆盖区域。目前CLAS服务支持GPS、QZSS和Galileo系统
[5-6]
。Galileo系统的
E6B信号也提供PPP服务,文献[7]描述了E6B/C信号的接收机的设计方案。E6B信号在MEO卫星播发,可以为全球用户提供
PPP服务。
本文参考最新的B2b信号接口控制文件
[3-4]
,介绍了基础导航信号B2b和提供纠正信息的PPP-B2b信号结构和电文内容,根
据自主研发设计的GNSS接收机对实际接收到的卫星信号进行了分析,分析了B2b信号播发的信息类型和实际定位结果。由于
B2b接口控制文件只公开了I支路信息,并未公开Q支路信息,本文尝试对B2b Q支路的信号进行了分析。
1 B2b信号介绍信号介绍
北斗三号卫星B2b信号的载波频率为1 207.14 MHz,带宽20.46 MHz。在MEO和IGSO轨道卫星上播发的B2b信号提供基本
导航服务,在GEO轨道卫星上播发的信号称为PPP-B2b,提供PPP服务,下面将分别介绍。
1.1 基本导航信号基本导航信号B2b
目前的接口文件中只描述了B2b信号I支路的特性,采用BPSK(10)调制,符号速率为1 000 sps,测距码速率为10.23
Mcps,码长10 230,由两个13级线性反馈移位寄存器通过移位及模二和生成的Gold码扩展得到,寄存器的初始值在接口文件
中给出。
B2b信号I支路采用B-CNAV3电文格式,使用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC),具体实现方式为CRC-
24Q,基本帧结构如图1所示。
weixin_38742520
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