ISO 242462022 空间系统.全球导航卫星系统（GNSS）定位增强中心的要求标准立项发展报告

空间系统全球导航卫星系统（GNSS）定位增强中心的要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpaceSystems—RequirementsforGlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)PositioningAugmentationCenters摘要随着全球导航卫星系统（GNSS）在交通运输、精准农业、测绘地理信息、智能电网及防灾减灾等国民经济关键领域的广泛应用，单一的卫星导航系统已难以满足高精度、高完好性、高连续性与高可用性的定位需求。定位增强中心作为GNSS增强系统的核心枢纽，承担着数据处理、差分修正、完好性监测及信息播发等关键功能，其建设与运行水平直接决定增强服务的质量与可靠性。然而，长期以来全球范围内缺乏针对GNSS定位增强中心建设的统一国际标准，导致各国和各系统在架构设计、接口协议、性能评估及安全管理等方面存在显著差异，制约了全球卫星导航系统的互操作与融合发展。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2022年6月28日正式发布ISO24246:2022《空间系统全球导航卫星系统（GNSS）定位增强中心的要求》标准。该标准由中国专家牵头制定，系统规定了GNSS定位增强中心的功能架构、性能要求、接口规范、数据管理与安全要求等内容，填补了国际标准化组织在卫星导航增强系统地面基础设施领域的标准空白。本报告对该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及预期应用价值进行了系统阐述与分析，旨在为国内外相关机构理解和应用该标准提供参考，并为后续卫星导航增强领域国际标准的制定提供借鉴。关键词：全球导航卫星系统；定位增强中心；国际标准；ISO24246；卫星导航增强；互操作性；完好性监测Keywords:GlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS);PositioningAugmentationCenter;InternationalStandard;ISO24246;SatelliteNavigationAugmentation;Interoperability;IntegrityMonitoring一、引言全球导航卫星系统（GNSS）已成为现代社会不可或缺的空间基础设施，在国家安全、经济建设和社会发展中发挥着日益重要的作用。目前，全球已形成以美国GPS、中国北斗（BDS）、俄罗斯GLONASS和欧盟Galileo为代表的四大全球卫星导航系统并存的格局，同时日本QZSS、印度NavIC等区域系统也在持续发展完善。多系统并存为用户提供了更为丰富的导航定位资源，但单一系统在精度、完好性、连续性和可用性方面仍存在固有局限，难以满足诸如航空精密进近、自动驾驶、精准农业等高要求应用场景的需求。定位增强技术通过在卫星导航系统之外建立地面增强基础设施，对卫星信号误差进行建模、修正和补偿，从而显著提升定位精度和可靠性。按技术体制划分，主要包括地基增强系统（GBAS）、星基增强系统（SBAS）和精密单点定位（PPP）增强系统等；按服务范围划分，则涵盖局域增强、区域增强和广域增强等多种形态。无论何种形态的增强系统，定位增强中心都是其核心枢纽，负责多源数据的采集与融合处理、误差模型的生成与修正、完好性信息的监测与评估，以及增强信息的编码与播发。定位增强中心的设计质量与运行水平，直接决定了整个增强系统的服务性能。然而，在全球范围内，各GNSS增强系统的定位增强中心在体系架构、数据处理流程、接口协议、性能指标体系和安全保障机制等方面存在较大差异，缺乏统一的技术规范和国际标准约束。这一方面增加了系统间互联互通的难度，不利于多系统融合增强的发展趋势；另一方面也为用户设备的兼容性设计和应用推广带来了困难。因此，制定统一的国际标准，规范GNSS定位增强中心的功能要求、性能指标和接口规范，成为国际卫星导航领域的迫切需求。在此背景下，中国作为北斗卫星导航系统的主办国，充分发挥在卫星导航增强技术研究与应用方面的丰富经验，由中国主导提出了ISO24246标准的制定提案，并获得国际标准化组织航天器系统与运行分技术委员会（ISO/TC20/SC14）的批准立项。经过近三年的起草、讨论和修订，该标准于2022年6月28日正式发布，成为国际上首项专门规范GNSS定位增强中心的技术标准。二、标准立项背景与编制过程2.1国际标准化组织及技术委员会概况国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）成立于1947年，是全球最大、最具权威性的非政府性国际标准化机构，其成员包括全球165个国家的国家标准机构。ISO负责制定和发布涵盖几乎所有技术领域的国际标准，截至目前已发布超过24,000项国际标准，在全球贸易、技术交流和质量保障中发挥着基础性作用。ISO24246标准由ISO/TC20（航天器系统与运行技术委员会）下属的SC14分技术委员会（Spacesystemsandoperations）归口管理。ISO/TC20/SC14成立于20世纪80年代，主要负责空间系统设计、接口、运行、地面支持设备和操作程序等领域的标准化工作，已发布国际标准百余项，是国际航天领域最为活跃和权威的标准化技术组织之一。中国是SC14的积极成员和重要参与方，中国航天标准化研究所有关专家长期担任SC14主席或工作组召集人等职务，在该技术委员会中发挥着重要作用。2.2标准立项的提出与国际投票2018年，在ISO/TC20/SC14年度全体会议上，中国代表团基于国内北斗地基增强系统建设和运行经验，以及参与国际卫星导航增强技术合作的研究积累，正式提出了制定GNSS定位增强中心国际标准的新工作项目提案（NewWorkItemProposal，NWIP）。该提案详细阐述了制定该标准的必要性、可行性、适用范围和技术框架，明确指出：随着全球GNSS增强系统的快速发展，需要一项统一的国际标准来规范增强中心的功能与性能要求，以促进系统间兼容互操作，支撑全球卫星导航应用的融合发展。该提案得到了SC14各成员国的广泛关注和讨论。部分欧洲国家代表从Galileo系统和EGNOS增强系统的角度提出了补充意见，美国专家则结合GPS增强技术实践提出了性能指标体系方面的建议。经过充分沟通和协商，提案最终获得多数成员国支持，于2019年正式立项，标准编号确定为ISO24246，由中国专家担任项目负责人（ProjectLeader），牵头组织国际专家共同起草。2.3编制过程与关键节点ISO24246标准的编制严格遵循ISO导则规定的程序，经历了工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段。在工作草案阶段（2019—2020年），项目组在广泛调研全球主要GNSS增强系统（包括中国北斗地基增强系统、美国WAAS、欧洲EGNOS、日本MSAS、印度GAGAN等）技术资料的基础上，形成了标准框架草案，明确了标准的范围、术语定义、缩略语以及核心技术要求章节的设置。项目组先后召开了四次面对面工作组会议和十余次网络电话会议，对草案逐条进行了讨论和修改。在委员会草案阶段（2020—2021年），标准草案提交SC14成员国进行首轮投票和意见征集。各国专家共提出了百余条修改意见和建议，涉及性能参数阈值的确定、接口协议的技术路线选择、数据安全等级的划分等多个方面。项目组对每一条意见均进行了逐条处理和回复，并对草案进行了系统修改和完善。在国际标准草案阶段（2021年），修改后的标准草案（DIS版）再次提交各成员国投票。此次投票获得高比例赞成票，仅有少量编辑性修改意见。项目组根据投票结果完成了最终文本的编辑工作，于2022年初将最终国际标准草案（FDIS版）提交ISO中央秘书处。2022年6月28日，ISO24246:2022正式出版发布。从立项到发布，历时约三年半，在国际标准制定周期中属于进度较快的项目，体现了各成员国对该标准必要性和紧迫性的高度共识，也反映了中国牵头团队高效的组织协调能力和扎实的技术基础。三、标准主要内容与技术要点3.1标准范围与定位ISO24246:2022《空间系统全球导航卫星系统（GNSS）定位增强中心的要求》规定了GNSS定位增强中心的功能要求、性能要求、接口要求、数据处理与管理要求、运行维护要求以及安全保障要求。标准适用于各类GNSS定位增强中心，包括地基增强系统中心、星基增强系统地面段中心以及精密单点定位增强系统中心等。标准的服务对象涵盖增强系统的规划设计单位、建设承建单位、运营管理单位以及用户设备研制单位等。需要特别说明的是，该标准在适用范围上明确界定为对定位增强中心本身的规范化要求，而不过度涉及增强系统的其他组成部分（如参考站网络、播发链路等），也不涉及具体的技术实现方案，从而保持了标准的技术中立性和广泛适用性。这种"要求型"标准的定位，使得不同技术体制和实现方案的增强中心均可在统一框架下进行规范化建设和评估。3.2术语和定义标准对GNSS定位增强领域的关键术语进行了统一定义，包括：定位增强中心（PositioningAugmentationCenter，PAC）、增强信息（AugmentationInformation）、差分修正（DifferentialCorrection）、完好性（Integrity）、完好性监测（IntegrityMonitoring）、告警限值（AlertLimit）、保护级（ProtectionLevel）、连续性（Continuity）、可用性（Availability）等。这些术语的统一定义为该领域的技术交流和标准应用奠定了共同的语言基础。3.3功能架构要求标准从功能角度将定位增强中心划分为若干逻辑功能模块，并明确了各模块的功能要求和相互关系。主要包括：-数据采集模块：负责接入和汇集来自参考站网络、卫星监测站及其他数据源的原始观测数据和状态信息，要求具备多格式数据兼容接入能力和数据质量检核能力。-数据处理模块：负责对采集的多源数据进行预处理、误差建模、参数解算和增强信息生成，要求具备多系统（GPS/BDS/Galileo/GLONASS）兼容处理能力和实时处理能力。-完好性监测模块：负责对增强系统运行状态和增强信息质量进行实时监测与评估，要求在异常情况下能够及时发出告警信息。-信息播发模块：负责将生成的增强信息按照规定的格式和协议进行编码和播发，要求支持多种播发手段（如卫星通信、地面网络、移动通信等）的接入。-运行管理模块：负责增强中心的系统配置、状态监控、故障管理和运维管理，要求具备完善的运维支撑能力和日志记录功能。各功能模块之间通过标准化接口进行数据和信息交互，确保增强中心内部的高效协同运行。标准同时允许不同实现方案在满足功能要求的前提下，对模块进行适当归并或拆分，体现了"性能为本、实现开放"的原则。3.4性能要求标准对GNSS定位增强中心的性能提出了明确要求，核心指标包括：-精度：规定了增强服务所应达到的定位精度范围，包括水平精度和垂直精度的要求，以概率置信度（通常为95%）予以表征。具体阈值根据服务类型和应用场景的不同有所区分。-完好性：规定了增强系统在发生故障或异常时能够在规定时间内向用户发出告警的能力要求，具体包括告警限值、告警时间和风险概率等参数，并要求建立完善的完好性风险分配机制。-连续性：规定了增强服务在规定时间内持续满足精度和完好性要求的能力，通常以连续性风险概率予以定量描述。-可用性：规定了增强系统在规定的覆盖区域内、规定的时间内提供服务的能力要求，通常以可用性百分比予以表征。标准同时要求各类性能指标应当通过科学的测试方法和统计评估予以验证，并明确了性能评估的基本方法和数据采集要求。这些性能指标体系的建立，为增强中心的设计验证、验收测试和运行评估提供了统一标尺。3.5接口要求增强中心与外部系统之间以及内部各模块之间的接口是实现系统集成和互操作的关键。标准对接口的要求主要包括：-数据接口：明确了增强中心与参考站网络、卫星监测站、播发系统之间数据交换的格式、协议和内容要求，推荐采用RTCM（国际海事无线电技术委员会）等国际通用数据格式标准。-网络接口：规定了增强中心接入各类通信网络的接口要求，包括网络协议、带宽保障、时延控制和安全性要求。-用户服务接口：明确了增强中心向用户提供服务所需的接口要素，包括服务类型定义、接入认证流程和信息格式约定等。标准对接口的统一规范，是确保不同厂商设备和系统之间实现互联互通的重要基础，也是实现多系统兼容和多源数据融合的前提条件。3.6数据安全与管理要求随着GNSS增强服务在关键基础设施和生命安全相关领域的广泛应用，增强中心的数据安全与网络安全问题日益突出。标准从以下几个方面对数据安全做出了规定：-数据完整性保护：要求增强中心采取必要的技术手段防止数据在传输和存储过程中被篡改或破坏，确保用户接收到的增强信息真实可靠。-访问控制与身份认证：要求增强中心建立严格的访问控制机制和身份认证流程，防止未授权访问和恶意攻击。-抗干扰与抗欺骗：要求增强中心具备一定的抗射频干扰和抗欺骗能力，并在遭受干扰时能够及时检测和告警。-安全管理制度：要求增强中心建立完善的网络安全管理体系，包括安全运维规程、应急预案和定期安全评估制度。标准对数据安全的系统化要求，反映了当今GNSS应用安全威胁日益严峻的背景下，增强基础设施安全防护的重要性和紧迫性。3.7运行维护与管理要求四、标准主要起草单位介绍ISO24246:2022的制定由中国专家牵头，国内多家优势单位深度参与。其中，中国航天标准化研究所作为国内航天标准化领域的核心机构，在标准的国内组织协调和技术支撑方面发挥了主导作用。中国航天标准化研究所（以下简称"研究所"）隶属于中国航天科技集团有限公司，是经国家标准化管理委员会批准设立的全国航天标准化技术委员会（SAC/TC425）的秘书处挂靠单位，同时承担国际标准化组织航天器系统与运行分技术委员会（ISO/TC20/SC14）的国内技术对口单位职责。研究所成立于1965年，经过近六十年的发展，已形成覆盖航天器总体、分系统、单机、元器件、材料、工艺、试验验证、发射服务与在轨运行等全链条的标准化研究与技术服务能力。除中国航天标准化研究所外，中国卫星导航工程中心作为北斗卫星导航系统建设和运行管理的总体单位，在标准技术内容的确定方面发挥了重要的技术支撑作用，特别是在性能指标体系、完好性监测要求和数据处理流程等方面提供了丰富的工程实践经验。北京卫星导航中心在增强系统运行管理和数据安全方面提供了实践支撑。上海司南卫星导航技术股份有限公司作为国内领先的卫星导航增强设备制造商，在设备接口规范和测试验证方法等方面贡献了产业化经验。五、标准的意义与应用前景5.1填补国际标准空白ISO24246是国际标准化组织发布的首项专门针对GNSS定位增强中心的技术标准，填补了卫星导航增强领域地面基础设施国际标准的空白。此前，国际标准化组织虽然已发布了一系列GNSS相关标准，但主要集中在用户设备、信号接口和服务性能等方面，对增强系统特别是增强中心的规范化要求尚属空白。该标准的发布，完善了卫星导航领域国际标准体系，为增强系统的规划、建设、运行和评估提供了统一的技术依据。5.2促进全球GNSS增强系统的互操作与融合发展随着多星座GNSS的全面建设和持续演进，多系统融合增强已成为全球卫星导航应用发展的重要趋势。统一的标准是系统间实现互操作和融合发展的基础。ISO24246通过对增强中心的功能架构、数据接口、性能指标和安全要求等方面进行统一规范，为不同国家、不同系统之间实现增强信息的交换与共享创造了技术条件，有助于推动构建全球一体化的高精度定位服务体系。5.3支撑北斗国际化推广与"一带一路"建设北斗卫星导航系统是中国重要的空间基础设施，推动北斗国际化应用是国家战略的重要组成部分。ISO24246标准的发布，标志着中国在卫星导航增强领域的先进技术经验和工程建设成果成功转化为国际标准，提升了中国在国际卫星导航标