JJG1200-2023全球导航卫星系统GNSS接收机测地型和导航型

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG1200—2023

全球导航卫星系统GNSS接收机

()

测地型和导航型

()

GNSSReceiversGeodeticorNaviationalTe

(gyp)

2023-10-12发布2024-04-12实施

国家市场监督管理总局发布

JJG1200—2023

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和计量单位

3………………………(1)

概述

4……………………(2)

计量性能要求

5…………(3)

测地型接收机

5.1………………………(3)

导航型接收机

5.2………………………(3)

通用技术要求

6…………(3)

外观及各部分的相互作用

6.1…………(3)

计量器具控制

7…………(3)

检定条件

7.1……………(3)

检定项目

7.2……………(4)

检定方法

7.3……………(5)

检定结果的处理

7.4……………………(7)

检定周期

7.5……………(8)

附录地心地固空间直角坐标到站心地平坐标系下的坐标转换公式

A……………(9)

附录检定证书检定结果通知书内页信息及格式

B/…………………(10)

Ⅰ

JJG1200—2023

全球导航卫星系统GNSS接收机

()

测地型和导航型检定规程

()

1范围

本规程适用于全球导航卫星系统接

(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)

收机测地型和导航型的首次检定后续检定和使用中检查

()、。

2引用文件

本规程引用了下列文件

:

长度基线场校准规范

JJF1214

国家一二等水准测量规范

GB/T12897—2006、

卫星导航定位坐标系统

GB/T30288—2013

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规程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规程

,()。

3术语和计量单位

内部噪声水平

3.1interiornoiselevel

由接收机通道间的随机偏差锁相环码跟踪环的随机偏差以及其钟差残差等引

,、,

起的测距和测相误差一般以零基线测量误差来表征

,。

截止高度角

3.2maskingangle

为了屏蔽遮挡物及多路径效应影响所限定的接收卫星的最低高度角

。

天线相位中心

3.3antennaphasecenter

接收机天线的电气中心

。

注:其理论设计应与天线的几何中心一致。

天线相位中心一致性

3.4antennaphasecenterconsistency

天线相位中心与几何中心之差

。

实时动态测量

3.5real-timekinematicsurvey;RTK

相对定位技术的一种主要通过基准站和流动站之间的实时数据链路和载波

GNSS,

相对定位快速解算技术实现高精度动态相对定位

,。

秒脉冲

3.61pulsepersecond;1PPS

设备按每秒输出的一个同步脉冲

。

位置精度衰减因子

3.7positiondilutionofprecision;PDOP

导航星座几何分布对用户三维位置测定精度影响的因子

。

国家大地坐标系

3.82000Chinageodeticcoordinatesystem2000;CGCS2000

由国家建立的高精度地心动态实用统一的大地坐标系其原点为包括海洋

、、、、,

和大气的整个地球的质量中心参考历元为所采用的椭球参数如下

,2000.0,:

1

JJG1200—2023

长半轴a

=6378137m

扁率f

=1∶298.257222101

地心引力常数GM143-2

=3.986004418×10m·s

自转角速度ω-5-1

=7.292115×10rad·s

4概述

是指在全球范围提供定位导航和授时服务的卫星系统的总称如北斗卫星

GNSS、。

导航系统全球定位系统格洛纳斯卫星导航系统和伽

(BDS)、(GPS)、(GLONASS)

利略卫星导航系统等

(Galileo)。

接收机以下简称接收机一般由天线射频处理前端基带数

GNSS(“”)GNSS、、

字信号处理模块微处理器显示存储输出模块和电源等部分组成图是一种典型

、、、,1

的结构原理示意图接收机将天线接收的射频信号经过前置发大后进行下变

。GNSS,

频及模数转换得到中频数字信号再通过接收机内部的载波和码跟踪环路进行解码与测

,

量将载波相位码伪距等观测值及导航电文传输至存储器和计算单元记录原始观测

,、,

值或者输出定位结果从而实现定位导航等功能

,、。

图接收机结构原理示意图

1

测地型接收机是利用卫星导航信号进行载波相位及伪距测量并用于大地测量工

,、

程测量以及其他高精度定位应用领域的设备测地型接收机分为参考站接收机工程测

。、

量接收机和移动数据采集终端如图所示

,2。

参考站接收机工程测量接收机移动数据采集终端

a)b)c)

图测地型接收机

2

2

JJG1200—2023

测地型接收机标称测量精度表示为abD其标准差σ按式计算

+×,(1):

σ=a2+b2×D2

(1)

式中

:

a标称固定误差

———,mm;

b标称比例误差

———,mm/km;

D被测点间距离当D时取D

———,km,<0.5km,=0.5km。

导航型接收机是接收卫星导航信号利用信号的伪距观测值进行单点定位并实时

,,

输出定位结果的设备一般用于运动载体的导航

,。

5计量性能要求

测地型接收机

5.1

内部噪声水平

5.1.1

内部噪声水平应不大于

1mm。

天线相位中心一致性

5.1.2

天线相位中心一致性应不大于静态测量水平方向标称固定误差

。

静态测量精度

5.1.3

静态基线水平测量误差绝对值不大于倍静态测量水平方向标称标准差短基线上

2,

高程测量误差绝对值不大于倍静态测量垂直方向标称标准差

2。

测量精度

5.1.4RTK

基线测量误差绝对值不大于倍测量水平方向标称标准差

RTK2RTK。

水平测量重复性不大于测量水平方向标称标准差

RTKRTK。

垂直测量重复性不大于测量垂直方向标称标准差

RTKRTK。

稳定度

5.1.51PPS

稳定度优于

1PPS50ns。

导航型接收机

5.2

水平定位精度不大于垂直定位精度不大于

10m,15m。

6通用技术要求

外观及各部分的相互作用

6.1

接收机及其配套设备不应有影响计量性能的外观缺陷

6.1.1。

接收机控制面板上所有按键和开关应能正常工作各种状态指示功能应正常

6.1.2,。

数据输出输入接口电源接口数据存储等功能应正常

、、。

接收机机身上应有清晰的铭牌包括名称型号出厂编号和生产厂商等标识

6.1.3,、、,

测地型接收机应具有型式批准标识及编号

。

7计量器具控制

计量器具控制包括首次检定后续检定和使用中检查

、。

检定条件

7.1

计量器具

7.1.1

计量器具及技术要求见表

1。

3

JJG1200—2023

表1计量器具及技术要求

序号计量器具技术要求对应检定项目

超短基线扩展测量不确定度Uk

≤1.0mm(=2);

短基线扩展测量不确定度U-6D天线相位中心一

≤1.0mm+1.0×10·

k致性

长度(=2);;

GNSS短基线点位高差标准差静态测量精度

1基线场≤3.0mm;;

中基线和长基线测量标准差-8D测量精度

≤3.0mm+1.0×10·;RTK;

点位具备地心地固坐标系下的坐标坐标测量标准差定位精度

,≤

水平和高程

0.10m()≤0.15m()

输出频率支持信号

:10MHz;

铷原子钟频率稳定度优于-11

21s:5×10;

频率准确度优于-10

:2×10

测量范围

:10ns~10s;稳定度

通用计数器频率稳定度优于-81PPS

31s:10;

有效分辨力

:≤10ns

信号伪距分辨力

GNSS≤1m;

4模拟器内部通道延迟

≤15ns

注:D为基线长度,单位为。

km

环境条件

7.1.2

检定应在接收机标称的工作环境下开展室外检定应在卫星星座的条件

,PDOP≤4

下进行同时应避开极端天气和电磁信号干扰

,。

检定项目

7.2

检定项目见表

2。

表2检定项目一览表

检定项目选择

序号检定项目

首次检定后续检定使用中检查

外观及各部分的相互作用

+++

内部噪声水平

参考站接+++

天线相位中心一致性

1收机+++

静态测量精度

++-

稳定度

1PPS+--

外观及各部分的相互作用

+++

工程测量天线相位中心一致性

+++

2接收机静态测量精度

++-

测量精度

RTK++-

4

JJG1200—2023

表2检定项目一览表续

()

检定项目选择

序号检定项目

首次检定后续检定使用中检查

移动数据外观及各部分的相互作用

+++

3采集终端测量精度

RTK++-

导航型接外观及各部分的相互作用

+++

4收机定位精度

++-

注:表中“”表示应检项目,“”表示可不检项目。

+-

检定方法

7.3

外观及各部分的相互作用

7.3.1

对接收机进行目视观察和通电开机检查检查结果应符合的各项要求

,6.1。

检定设置

7.3.2

静态测量设置卫星截止高度角采样间隔基线解算采用双差固定解

15°、15s,。

内部噪声水平

7.3.3

通过功分器或转发器将同一天线接收到的信号传送到两台接收机接收机

GNSS,

同步观测观测结束后计算基线长度结果应符合的要求

40min。,5.1.1。

天线相位中心一致性

7.3.4

在长度基线场以下简称基线场超短基线上安置两台接收机天线

GNSS(“”),

精确对中整平并统一指向北方向其中一个天线保持不动另一个天线分别依次指

、,。,

向北东南西方向各同步观测一个时段每时段为分别求出各时段基

、、、,,40min。

线长度取最大值与最小值之差的作为被旋转天线接收机的检定结果结果应符合

,1/2,

的要求

5.1.2。

静态测量精度

7.3.5

在基线场安置接收机天线精确对中整平并统一指向北方向

,、,。

接收机同步观测时长要求短基线每时段中基线每时段长基线每时段

:1h,2h,

4h。

对于参考站接收机应在长基线上进行观测可同时联测中基线和短基线同

a),,。

类基线应不少于条每条基线观测个时段基线水平距离短基线高差解算结果与

2,2。、

标准值之差的绝对值应满足的要求

5.1.3。

对于工程测量接收机应在短基线上观测至少条基线边每条基线观测个

b),1,2

时段两时段基线水平距离短基线高差解算与标准值之差的绝对值应满足的

。、5.1.3

要求

。

当被检接收机数量不足时可以用检定合格的参考站型接收机作为陪检接收机

。

测量精度

7.3.6RTK

在基线场上架设基站并设置各项参数启动基站连接并将流动站测量方式设置为

,,

不平滑进行测量初始化

,。

5

JJG1200—2023

待初始化成功后设置采样间隔为将流动站架设在基线场其他个标志点上

,1s,3

至少包含个距基站不小于的标志点在每个标志点上输入天线高记录个

(15km)。,20

测量值

。

每个标志点上的基线测量误差δ水平测量重复性m垂直测量重复性m

RTK、H、V

分别按式式式计算结果应符合的要求

(2)、(3)、(4),5.1.4。

20

δ1XiX2YiY2ZiZ2D

=-0+-0+-0-0

i=()()()(2)

20∑1

20

m1NiN2EiE2

H=-+-

i=[()()](3)

19∑1

20

m1UiU2

V=-

i=()(4)

19∑1

式式和式中

(2)、(3)(4):

δ基线测量误差

———RTK,mm;

XiYiZi流动站地心地固空间直角坐标测量值

、、———,mm;

XYZ基站地心地固空间直角坐标

0、0、0———,mm;

D流动站到基站的基线标准长度

0———,mm;

m水平测量重复性

H———RTK,mm;

m垂直测量重复性

V———RTK,mm;

NiEiUi流动站在站心地平坐标系下第i次北方向东方向高程方向坐

、、———、、

标分量

,mm;

NEU流动站在站心地平坐标系下北方向东方向高程方向坐标分量

、、———、、

平均值

,mm。

稳定度

7.3.71PPS

接收机稳定度可以采用模拟卫星信号或者实际卫星信号进行检定

1PPS。

采用模拟卫星信号进行检定时按图连接设备铷原子钟为信号模拟器提供

a),3,

标准频率信号信号模拟器仿真一个静态位置与接收机同时输出至通用

,GNSS,1PPS

计数器获得个时间间隔值

,1000。

图稳定度模拟卫星信号检定方法连接图

31PPS

6

JJG1200—2023

统计信号模拟器和接收机输出的上升沿时差计算其样本标准偏差

GNSS1PPS,,

结果应符合的要求

5.1.5。

采用实际卫星信号进行检定时按图连接测试设备铷原子钟为通用计数器

b),4,

提供标准频率信号接收机输出至通用计数器获得个周期测量值

,1PPS,1000。

图稳定度实际卫星信号检定方法连接图

41PPS

统计接收机输出的信号周期按式计算稳定度结果应符合

1PPS,(5)1PPS,

的要求

5.1.5。

1000

Δi-Δ2

i=()

S=∑1

(5)

1998

式中

:

S稳定度

———1PPS,ns;

Δi周期第i次测量值

———1PPS,ns;

Δ周期平均值

———1PPS,ns。

导航型接收机定位精度

7.3.8

在初始化完成后将接收机置于基线场标志点上进行观测记录个观测值为

,,10

组其中相邻观测时间间隔不小于共进行组观测相邻两组起始观测时间

1,2min,3,

间隔不小于按式和式计算在坐标系下的结果其值应

90min。(6)(7)CGCS2000,

符合的要求

5.2。

n

s1Ni2+Ei2

H=

ni=(6)

∑1

n

s1Ui2

V=

ni=(7)

∑1

式中

:

ss导航型接收机水平方向垂直方向精度

H、V———、,m;

n有效观测值个数

———;

NiEiUi接收机第i个定位结果在以该点的标准坐标为原点的站心地平坐

、、———

标系下北方向东方向高程方向坐标分量

、、,m。

检定结果的处理

7.4

经检定符合本规程要求的接收机出具检定证书不符合本规程要求的出具检定

,;,

7

JJG1200—2023

结果通知书并注明不合格项目

,。

检定证书和检定结果通知书内页信息见附录

B。

检定周期

7.5

接收机的检定周期一般不超过年

1。

8

JJG1200—2023

附录A

地心地固空间直角坐标到站心地平坐标系下的坐标转换公式

图站心地平坐标系和空间直角坐标系的转换模型

A.1

以测站P为站心的站心地平坐标系记为PNEUQ点在该坐标系下的坐标按

,-。

式求得

():

ઁ

A.1ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁQP

ઁ

ઁ

ઁ

ઁN-BL-BLBX-X

ୠ୤ୠsincossinsincos୤ୠ୤

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

YQYP

ઁ

E-LLઁ-

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ=

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

ઁ

sincos0ઁ(A.1)

UBLBLBZQ-ZP

ୡ୥ୡcoscoscossinsin୥ୡ୥

式中

:

BLP点的大地纬度经度

、———、,(°);

XPYPZPP点的地心地固空间直角坐标

、、———,mm;

XQYQZQQ点的地心地固空间直角坐标

、、———,mm;

NEUQ点的站心地平坐标

、、———,mm。

9

JJG1200—2023

附录B

检定证书/检定结果通知书内页信息及格式

接收机测地型导航型检定证书检定结果通知书第页

B.1(/)/2

证书编号

××××××××××××

检定机构授权说明

检定环境条件及地点

:

温度地点

℃

相对湿度其他

%

检定使用的计量基标准装置

()

不确定度准

/计量基标准

名称测量范围确度等级最()有效期至

/证书编号

大允许误差

检定使用的标准器

不确定度准

/检定校准

名称测量范围确度等级最/有效期至

/证书编号

大允许误差

23

10

JJG1200—2023

接收机测地型检定证书第页

B.2()3

证书编号

××××××××××××

检定结果

序号检定项目检定结果

外观及各部件的相互作用

1

内部噪声水平

2

天线相位中心一致性

3

水平距离测量误差

静态测量精度

4

高差测量误差

基线测量误差

测量精度水平测量重复性

5RTK