北斗三号b1c频点带宽_北斗三号与北斗二号基本导航电文参数比较
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摘要
0 引言
现代卫星导航信号体制设计逐步完善的特征与服务类型丰富性的体现体现在了导航电文种类的多样性上。为此奠定了基础。北斗卫星导航区域系统（简称北斗二号系统）与北斗三号卫星导航系统（简称北斗三号系统）的空间段都由MEO、IGSO和GEO等三种不同轨道倾角的卫星构建而成，并集成了多样化的信号编码调制方案；从而相应地设计出了不同类别的导引电文信息。
在导航电文设计过程中不仅需要兼顾不同数据的有效性时序关系以及发送量还需要综合考虑电文结构的扩展性和灵活性完整性以及通信资源利用率等多个方面因素
本研究基于第二代与第三代北斗导航系统的对比分析，在导航电文格式与具体内容维度上展开了深入探讨。具体而言，本研究着重考察了不同参数配置间的适用区别，并通过实际应用数据验证了第三代系统的定位精度优势。
1 基本导航电文结构
北斗二号系统的导航电文采用固定帧结构，并且其各个子帧的播放内容同样是固定的。这种设计的优势在于确保了导航电文的格式统一，并且能够便于用户进行解析与应用。然而，在实际运行中也存在一些局限性：一方面确实提升了系统的稳定性；另一方面却相应带来了系统扩展性不足以及通信资源利用率较低的问题。为了适应不同的应用场景需求，在具体的实施过程中需要根据不同的信息传输速率和数据结构特征来划分相应的导航电文类型：具体来说就是将 Navigation Message分为D1和D2两种类型
北斗三号系统采用结合固定帧与数据块架构的方式发布全球新体制信号中的导航电文。基于此方案设计的基本单元——即每个主框架——由三个不同长度的小框架构成。这种组合方式既展示了良好的可扩展性和灵活性。然而这种方式也存在需要额外添加辅助信息的问题。根据传输速率以及架构的不同设置，“分别采用”B1C频点与B2a频点来播放相应的B-CNAV1与B-CNAV2导航电文。其中其数据调制应用在主框架的数据分量上
2 导航电文内容差异
1)星历参数：BDS-2采用了16参数广播星历模型，而BDS-3采用了18参数广播星历模型。
星钟参数方面，尽管BDS-3与BDS-2在发射的钟差参数形式上并无区别；然而，在卫星钟差参数的预报精度上却实现了显著提升。这一改进不仅体现在预报精度上，还体现在实时更新能力方面。具体而言，在接收端通过星间链路实现了境外卫星导航电文中钟差参数的信息同步更新机制。
电文的有效性标志采用BDS-2分别基于星历数据生命周期AODE以及时钟数据生命周期AODC来确定或标示星历参数与钟差参数的外推时间段；对于BDS-3而言，它利用星历参数版本号IODE与钟差参数版本号IODC来反映其对应的星历参数与钟差参数的变化情况及其所覆盖的时间区间。
4)群延迟参数：在BDS-3全球新体制信号中包含导频分量和数据分量与BDS-2相比，在BDS-3系统中星上设备群延迟仅对导频分量进行校正而在处理数据分量的延迟问题时还需结合频内时延修正项来补偿两者之间的时差差异因此在表1中给出了北斗二号、北斗三号系统各频点公开信号卫星总钟差的数据其中Δtr为相对论效应校正参数
- 电离层误差方面： BDS-2系统应用了基于经典的Klobuchar球谐参数模型（包含8个参数）来计算B1I信号的垂直改正量；对于其他公共信号而言，在其传播路径上产生的电离层延迟效应需要乘以一个与观测频率相关的系数进行校正；而 BDS-3系统则采用的是具有9个参数支持的北斗全球电离层延迟修正模型（BGDLM），该模型专门用于对单频用户信号传播过程中产生的电离层延迟效应进行修正。
历书：BDS-2类卫星历书数据主要包括参考时刻设定、钟差相关数据以及7个轨道要素等基础要素；在此基础上并结合页面资源限制因素，在现有基础上新增了分时播放识别标记这一内容。对于更高精度的需求，则在BDS-3类卫星历书数据中根据精度需求分为14项中等精度历书数据和6项简约格式的数据类型。
卫星健康信息标识：BDS-2系统中的卫星健康信息标识主要包含三个类别：Health、SatH1和SatH2分别代表历书中的 satellite 健康信息、自主健康的标识以及完好的性及差分信息的标识；与 BDS-2 以及 BDS-3 在历书中同步更新并采用 satellite 健康状态 HS 标识来表示本 satellite 当前的 健康 状态。当出现差异时，在 BDS 系统中新增了用于表示 satellite 完好性的状态标识，并采用电文完 整 性 标识 (DIF)、信号完 整 性 标识 (SIF) 和系统告警标 志 (AIF) 来明确各频点监测信号的有效性和可用性。
- 空间信号监测精度表示法：BDS-2采用了RURAI作为表示该参数的方法；而BDS-3则采用了基于SISMA的空间信息量作为基础参数，并使用SISMAI（SISMA信息量）作为辅助参数进行表征。其更新频率设定为每30秒，并与AIF进行动态关联以提升整体性能。
空间信号预报精度：相较于BDS-2而言，BDS-3引入了新的空间信号精度指示SISA，并用于表征导航电文中其轨道参数及钟差预测精度。
3 导航电文参数性能评估
基于精密定轨生成预报轨道及相关的地球物理参数和配置信息来完成星历参数的估算。随后通过逐一计算各元次下R、T、N三个方向上的误差指标来评估模型性能。针对同一颗中圆地球轨道卫星（MEO），我们采用了16个和18个参数两种不同的方法来进行广播星历数据的构建，并通过对比分析发现，在相同的收敛标准下，采用18个参变量时得到的URE平均值（约）为URE=±±厘米，在仅使用±个参变量的情况下则约为±厘米左右
基于星地L双向时延传递设备获取的星地钟差观测数据与相关联的星间链路测量所得的数据相结合，在每一小时周期内分别对所获得的星地钟差和星间钟差观测结果实施多项式拟合计算。随后通过计算各小时段钟差拟合误差的均方根值（RMS），并对其结果进行对比分析，在同一时间段内对比分析卫星钟差预测值与实际观测值之间的差异情况。
在星间链路和星地双向测量中所得的时差表现较为一致。当引入星间链路时差信息后MEO卫星群时差精度达到仅基于地面观测的效果。此外该方法不仅降低了对卫星群进行时差预测所需的时间而且显著提升了预测精度
4 结论
基于北斗二号与北斗三号系统的导航电文设计进行分析显示,两套系统的导航参数设置基本保持一致,在此基础上保留了平稳过渡信号的数据组织架构和广播机制,并成功引入了一种全新的全球新体制信号的数据模型.主要区别在于服务质量、可扩展性以及定位精度优化等技术层面的提升,具体表现在对各方面的适应能力均有明显增强,其中还包括应用场景及星间链路等新型技术的支持.
该专辑聚焦于中国北斗卫星导航系统的应用与发展现状。文章将深入探讨"北斗三号"星座体系中各组成部分的独特功能与相互协作机制，并通过观测数据分析揭示其技术特性与应用价值。同时本系列还将全面解析中国实施的"北斗三步战略"规划,并结合实际案例分析当前面临的挑战与解决方案。此外,文章还将对比全球主要四种卫星导航系统的性能特点,重点研究GNSS信号缺损定位算法的优劣,以期为未来的技术发展提供参考建议。
该专辑聚焦于中国北斗卫星导航系统的应用与发展现状。文章将深入探讨"北斗三号"星座体系中各组成部分的独特功能与相互协作机制，并通过观测数据分析揭示其技术特性与应用价值。同时本系列还将全面解析中国实施的"北斗三步战略"规划,并结合实际案例分析当前面临的挑战与解决方案。
此外,文章还将对比全球主要四种卫星导航系统的性能特点,重点研究GNSS信号缺损定位算法的优劣,以期为未来的技术发展提供参考建议。
该专辑聚焦于中国北斗卫星导航系统的应用与发展现状。
文章将深入探讨"北斗三号"星座体系中各组成部分的独特功能与相互协作机制，
并通过观测数据分析揭示其技术特性与应用价值。
同时本系列还将全面解析中国实施的"北斗三步战略"规划,
并结合实际案例分析当前面临的挑战与解决方案。
此外,文章还将对比全球主要四种卫星导航系统的性能特点,
重点研究GNSS信号缺损定位算法的优劣,
以期为未来的技术发展提供参考建议。