包括:告警阈值、告警时延和完好性风险。全球定位系统(GPS)现代化前后,这三个指标在导航电文中的体现形式有所不同。GPS现代化前,用户测距精度(URA)指数与URA告警标识是表示完好性的参数,其中URA占4位,即导航电文第一子帧第三个字的第13至第16位,URA告警标识占1位,即每个子帧交接字的第18位。导航电文中的URA共有16个取值(0~15),不同接收机厂家在解译电文时的处理可能存在差异,有四种表达方式:指数、下界值、名义值、上界值,其对应关系见下表。URA表示在对应导航卫星信号覆盖范围内、该组广播星历有效时段中,由于卫星轨道、钟差改正后的残余误差,以及电文字长限制导致的舍入误差等引起的一定概率风险下的用户测距误差界值。URA及其告警标识与完好性指标的对应关系为:当URA告警标识为“0”时,用户测距误差超过4.42倍URA上界值、且未在5.2秒内向用户告警的完好性风险概率为1E-5/小时;若URA告警标识为“1”时,上述完好性指标不能得到保障,用户使用时可能存在风险。GPS现代化后,除了URA告警标识外,增加了完好性参数状态标识(ISF),URA参数也细化为与高度角相关的用户测距误差(URAED)、与高度角无关的用户测距误差(URANED)。完好性风险指标也得到了提升,当ISF标记为“1”时,用户测距误差超过5.73倍URA上界值、且未在5.2秒内向用户告警的完好性风险为1E-8/小时;当ISF标记为“0”时,表示当前的空间信号完好性风险与GPS现代化前的完好性水平一致。此外,GPS卫星健康状态标识,也具有告警功能,该标识位于广播星历第1子帧第3个字的第17至22位,附加的卫星健康数据在广播星历第4、5子帧中。
完好性参数
包含在导航电文中用于描述用户测距精度以及不满足该指标应用要求时及时给出告警信息的一组参数。
- 英文名称
- integrity parameters
- 所属学科
- 测绘学
BDS的D2导航电文中提供了北斗导航系统差分及完好性信息,位于第2至第4子帧中。根据B1C、B2a空间信号接口文件规定,B1C信号播发的B-CNAV1、B2a信号播发的B-CNAV2导航电文中包含卫星健康状态、卫星完好性状态标识、空间信号精度指数、空间信号监测精度指数等与完好性相关的参数。其中,卫星健康状态占2位;卫星状态完好性标识采用电文完好性标识(DIF)、信号完好性标识(SIF)和系统告警标识(AIF)三个参数描述,每个标识占1位,0为正常,1为异常;导航电文中与空间信号精度指数相关的参数有五个,分别为:①SISAIoe。卫星轨道的切向和法向精度指数。②SISAIocb。卫星轨道的径向及卫星钟固定偏差精度指数。③SISAIoc1。卫星钟频偏精度指数。④SISAIoc2。卫星钟频漂精度指数。⑤top。周内数据预测时刻。
完好性参数有卫星健康标识和空间信号精度。其中,公开服务信号E5a、E5b和E1-B/C的卫星健康状态标识有两个部分:导航数据健康标识(占1位)、信号健康状态(占2位);空间信号精度与两个双频信号对应SISA(E1-E5a)、SISA(E1-E5b),导航电文中SISA指数占8位,位于F/NAV电文每个子帧第一个页面中。
完好性监测分为空间部分和地面部分,其中空间部分利用星上设备监测卫星主要部件的工作状态,发现异常时,将状态设置为“非健康”,地面部分利用跟踪站网监测卫星运行状态,发现异常时,产生“非健康”标识并重新播发导航电文。导航信息中有两个参数〔Bn(ln)、Cn〕用于确定导航卫星是否可用。
指数形式 | 下界值/米 | 名义值/米 | 上界值/米 |
0 | 0.00 | 2.00 | 2.40 |
1 | 2.40 | 2.83 | 3.40 |
2 | 3.40 | 4.00 | 4.85 |
3 | 4.85 | 5.66 | 6.85 |
4 | 6.85 | 8.00 | 9.65 |
5 | 9.65 | 11.31 | 13.65 |
6 | 13.65 | 16.00 | 24.00 |
7 | 24.00 | 32.00 | 48.00 |
8 | 48.00 | 64.00 | 96.00 |
9 | 96.00 | 128.00 | 192.00 |
10 | 192.00 | 256.00 | 384.00 |
11 | 384.00 | 512.00 | 768.00 |
12 | 768.00 | 1024.00 | 1536.00 |
13 | 1536.00 | 2048.00 | 3072.00 |
14 | 3072.00 | 4096.00 | 6144.00 |
15 | 6144.00 | 不可用 | 不可用 |