基于全球导航卫星系统反射信号的数据传输规范

ICS7.04

CCSM54

团体标准

T/ZKJXXxxxx-2020

基于全球导航卫星系统反射信号的数据传

输规范

DatatransmissionstandardbasedontheGNSSreflectionsignal

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中关村空间信息产业技术联盟发布

I

T/ZKJXXXXXX—2020

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件由中关村空间信息产业技术联盟提出。

本文件由中关村空间信息产业技术联盟归口。

本文件起草单位：北京航空航天大学、北斗导航位置服务（北京）有限公司、山东航向电子科技有

限公司、北京博阳世通信息技术有限公司、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂、北

京翔海智控科技有限公司、海城（东营）卫星遥感应用系统集成有限公司。

本文件主要起草人：杨东凯、邢进、俞永庆、王林峰、张波、刘伟。

II

T/ZKJXXXXXX—2020

基于全球导航卫星系统反射信号的数据传输规范

1范围

本文件规定了基于全球导航卫星系统反射信号的数据传输标准。包括数据传输的过程及系统对数

据传输规范制定。

本文件适用于海面遥感（风浪探测、海面测高）、油膜探测、海冰探测、土壤湿度探测场景下的基

于全球导航卫星系统反射信号的数据传输。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T19391-2003全球定位系统（GPS）术语及定义

JJF1180-2007时间频率计量名词术语及定义

JJF1188-2008无线电计量名词术语及定义

YD/T1093-2000900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）隧道协议技术

规范

YD/T1323-2004接入网技术要求——非对称数字用户环路（ADSL）

YD/T1334-2004800MHzCDMA数字蜂窝移动通信网无线智能网（WIN）阶段2：智能外设（IP）设

备技术要求

EIARS-232C数据终端设备与使用串行二进制数据进行交换的数据通信设备之间的接口

T/ZKJXX00003-2018全球导航卫星系统(GNSS)信号模拟器要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1系统组成

3.1.1

数据采集系统dataacquisitionsystem

由全球导航卫星系统反射信号探测终端与数据中心组成，本标准中简称系统。

3.1.2

全球导航卫星系统反射信号探测终端detectionterminalforGNSSreflectionsignal

安装于探测现场。由天线、机箱、处理模块等组成的探测终端，能够接收卫星信号，并具备信号处

理能力，本标准中简称探测终端。

3.1.3

数据中心datacenter

1

T/ZKJXXXXXX—2020

能够从现场接收并处理存储数据，可以被用户控制调用。

3.2数据传输

3.2.1

数据元dataelement

由一组属性规定其定义、标识、表示和允许值的数据单元。

3.2.2

数据元概念dataelementconcept

能以数据元的形式表示的概念，其描述与任何特定表示法无关。

3.2.3

值域valuedomain

允许值的集合。

3.2.4

相关值数据correlationvaluedata

探测终端采集到卫星信号后，处理得到相关值数据。

3.2.5

产品数据productdata

处理相关值数据得到该应用领域的数据

3.2.6

数据帧dataframe

一个数据帧中所包含最小单位的信息量，包含1ms内的直反射信号基本信息。

3.2.7

应用模式applicationmode

本标准适用于多种应用场景，每种应用模式代码对应一种应用场景。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

GNSS——GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统；

BDS——BeiDouNavigationSatelliteSystem，北斗卫星导航系统；

GPS——GlobalPositioningSystem，全球定位系统；

GNSS-R——GlobalNavigationSatelliteSystem-Reflectometry，全球导航卫星反射系统。

5协议层次

探测终端与数据中心通讯接口应满足选定的传输网络的要求。

2

T/ZKJXXXXXX—2020

本标准规定的数据传输通讯协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层，在基于互联网的探测终

端与数据中心之间提供交互通讯。该通讯建立在TCP/IP基础之上，基于HTTP超文本传输协议进行数据传

输。

6通讯协议

6.1应答模式

完整的命令由请求方发起，响应方应答组成,具体步骤如下:

a)请求方发送请求命令给响应方。

b)响应方接到请求命令后应答，请求方收到应答后认为连接建立。

c)响应方执行请求的操作。

d)响应方通知请求方请求执行完毕，没有应答按超时处理。

e)命令完成。

6.2超时重发机制

6.2.1请求回应的超时

a)一个请求命令发出后在规定的时间内未收到回应，则判定为超时。

b)超时后重发，重发规定次数后仍未收到回应判定通讯不可用，通讯结束。

c)超时时间根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。

d)超时重发次数根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。

6.2.2执行超时

请求方在收到请求回应（或一个分包）后规定时间内未收到返回数据或命令执行结果，认为超时，

命令执行失败，结束。

7GNSS-R数据设计

7.1相关值数据结构结构设计

如图1所示，所有的数据都是由ACSII码字符组成。相关值数据元包括了基本信息与数据文件。

3

T/ZKJXXXXXX—2020

图1通讯包数据组成

如表1所示，给出了一个数据文件的大小，并且规定了数据格式和对应的值域范围。

表1相关值数据元结构组成

中文名称数据格式值域说明

基本信息中包含多个数据段，不同数据段

基本信息string/doublea158

有自己的数据类型

探测终端传输给数据中心的数据内容，每

数据文件byte32M次传输仅传输一个数据文件，一个数据文

件由多个数据子文件组成

数据子文件byte1M一个数据子文件由多个数据帧组成

数据帧byte94byte数据帧中包括多种数据段

7.1.1基本信息数据结构

基本信息数据属于相关值数据开始的数据信息，目的是对该数据元进行基本信息的说明。

a)数据段结构组成

表2基本信息数据结构

中文名称数据格式值域说明

设备序号stringa2数据传输的终端ID

数据时间stringa14数据采集的时间，YYYYMMDDHHMMSS

子文件总数stringa2该次传输中所包含的子文件总数

子文件序号stringa2该子文件在整个数据文件中的序号

子文件长度stringa4正在传输的子文件的长度

实验者stringa1..20实验者名称

实验名称stringa1..20实验名称

经度doublep3.4探测终端所在经度

纬度doublep3.4探测终端所在纬度

星座名称stringa1..10该数据属于卫星星座名称

天线方位角doublep3.2探测终端的天线方位角

天线俯仰角doublep3.2探测终端的天线俯仰角

天线波束角doublep3.2探测终端的天线波束角

天线高度doublep3.2探测终端的天线高度

树莓派IPstringn16探测终端的树莓派IP

天线型号stringn1..16探测终端的天线型号

接收机型号stringn1..16探测终端的接收机型号

7.1.2数据帧结构组成

一帧数据是终端采集1ms的最小数据单位，多个数据帧组合成一个数据源，表3给出数据帧的数据

结构。

表3数据帧数据结构

4

T/ZKJXXXXXX—2020

中文名称数据格式值域说明

通道编号作为帧头，对于6通道接收机来说，60000至

通道编号uint16p5

60005为有效帧，60007为无效帧

卫星编号int16p2接收到信号的卫星号

卫星高度角int16p3该卫星高度角

卫星方位角int16p3该卫星方位角

相关值序号uint16n1..5相关值序号，可用于对数据帧是否连续进行校验

直射I路相关值int16n1..5有符号整数

直射Q路相关值int16n1..5有符号整数

反射I路相关值int16n1..5包含20个相关值，有符号整数

反射Q路相关值int16n1..5包含20个相关值，有符号整数

7.2产品数据数据结构

反射信号经处理得到的产品数据结构如下图所示，该类数据按时间定时传输，通讯包为数据内容。

其中应用模式识别见表4。

图2产品数据结构

表4应用模式分类及代码

代码名称

1风浪探测类

2海高探测类

3土壤探测类

4油膜探测类

5海冰探测类

6备用类别

7.2.1数据结构组成

产品数据是直接呈现给用户的数据，数据大小根据应用模式不同会发生变化，如表5所示，给出了

数据包含的内容。

表5产品数据结构

5

T/ZKJXXXXXX—2020

中文名称数据格式值域说明

设备序号stringa2数据传输的终端ID

数据时间stringa14数据采集的时间，YYYYMMDDHHMMSS

伪随机码stringa2卫星号

时延doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位s

应用模式识别intn2正整数，代表当下采集场景

功率峰值doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00

ICF自相关时间doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位s

风向stringp3.q2字符串形式，缺省值9999

风速doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位：m/s

波高doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位：m

海平面高度doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位：m

介电质常数doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00

直反比doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00

土壤湿度doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，范围在0至1区间

油膜有无booln1true或false

海冰有无booln1true或false

油膜厚度doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位：m

海冰厚度doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00，单位：m

油膜占比doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00

海冰占比doublep3.q2两位小数，缺省值9999.00

________________________________

6

T/ZKJXXXXXX—2020

目次

前言..................................................................................II

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

3.1系统组成.........................................................................1

3.2数据传输.........................................................................2

4缩略语...............................................................................2

5协议层次.............................................................................2

6通讯协议.............................................................................3

6.1应答模式.........................................................................3

6.2超时重发机制.....................................................................3

7GNSS-R数据设计.......................................................................3

7.1相关值数据结构结构设计...........................................................3

7.2产品数据数据结构.................................................................5

I

T/ZKJXXXXXX—2020

基于全球导航卫星系统反射信号的数据传输规范

1范围

本文件规定了基于全球导航卫星系统反射信号的数据传输标准。包括数据传输的过程及系统对数

据传输规范制定。

本文件适用于海面遥感（风浪探测、海面测高）、油膜探测、海冰探测、土壤湿度探测场景下的基

于全球导航卫星系统反射信号的数据传输。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T19391-2003全球定位系统（GPS）术语及定义

JJF1180-2007时间频率计量名词术语及定义

JJF1188-2008无线电计量名词术语及定义

YD/T1093-2000900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPR