基于全球導航衛星系統反射信號的數據傳輸規范

ICS7.04

CCSM54

團體標準

T/ZKJXXxxxx-2020

基于全球導航衛星系統反射信號的數據傳

輸規范

DatatransmissionstandardbasedontheGNSSreflectionsignal

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發布xxxx-xx-xx實施

中關村空間信息產業技術聯盟發布

I

T/ZKJXXXXXX—2020

基于全球導航衛星系統反射信號的數據傳輸規范

1范圍

本文件規定了基于全球導航衛星系統反射信號的數據傳輸標準。包括數據傳輸的過程及系統對數

據傳輸規范制定。

本文件適用于海面遙感（風浪探測、海面測高）、油膜探測、海冰探測、土壤濕度探測場景下的基

于全球導航衛星系統反射信號的數據傳輸。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T19391-2003全球定位系統（GPS）術語及定義

JJF1180-2007時間頻率計量名詞術語及定義

JJF1188-2008無線電計量名詞術語及定義

YD/T1093-2000900/1800MHzTDMA數字蜂窩移動通信網通用分組無線業務（GPRS）隧道協議技術

規范

YD/T1323-2004接入網技術要求——非對稱數字用戶環路（ADSL）

YD/T1334-2004800MHzCDMA數字蜂窩移動通信網無線智能網（WIN）階段2：智能外設（IP）設

備技術要求

EIARS-232C數據終端設備與使用串行二進制數據進行交換的數據通信設備之間的接口

T/ZKJXX00003-2018全球導航衛星系統(GNSS)信號模擬器要求

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1系統組成

3.1.1

數據采集系統dataacquisitionsystem

由全球導航衛星系統反射信號探測終端與數據中心組成，本標準中簡稱系統。

3.1.2

全球導航衛星系統反射信號探測終端detectionterminalforGNSSreflectionsignal

安裝于探測現場。由天線、機箱、處理模塊等組成的探測終端，能夠接收衛星信號，并具備信號處

理能力，本標準中簡稱探測終端。

3.1.3

數據中心datacenter

1

T/ZKJXXXXXX—2020

能夠從現場接收并處理存儲數據，可以被用戶控制調用。

3.2數據傳輸

3.2.1

數據元dataelement

由一組屬性規定其定義、標識、表示和允許值的數據單元。

3.2.2

數據元概念dataelementconcept

能以數據元的形式表示的概念，其描述與任何特定表示法無關。

3.2.3

值域valuedomain

允許值的集合。

3.2.4

相關值數據correlationvaluedata

探測終端采集到衛星信號后，處理得到相關值數據。

3.2.5

產品數據productdata

處理相關值數據得到該應用領域的數據

3.2.6

數據幀dataframe

一個數據幀中所包含最小單位的信息量，包含1ms內的直反射信號基本信息。

3.2.7

應用模式applicationmode

本標準適用于多種應用場景，每種應用模式代碼對應一種應用場景。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

GNSS——GlobalNavigationSatelliteSystem，全球導航衛星系統；

BDS——BeiDouNavigationSatelliteSystem，北斗衛星導航系統；

GPS——GlobalPositioningSystem，全球定位系統；

GNSS-R——GlobalNavigationSatelliteSystem-Reflectometry，全球導航衛星反射系統。

5協議層次

探測終端與數據中心通訊接口應滿足選定的傳輸網絡的要求。

2

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本標準規定的數據傳輸通訊協議對應于ISO/OSI定義的7層協議的應用層，在基于互聯網的探測終

端與數據中心之間提供交互通訊。該通訊建立在TCP/IP基礎之上，基于HTTP超文本傳輸協議進行數據傳

輸。

6通訊協議

6.1應答模式

完整的命令由請求方發起，響應方應答組成,具體步驟如下:

a)請求方發送請求命令給響應方。

b)響應方接到請求命令后應答，請求方收到應答后認為連接建立。

c)響應方執行請求的操作。

d)響應方通知請求方請求執行完畢，沒有應答按超時處理。

e)命令完成。

6.2超時重發機制

6.2.1請求回應的超時

a)一個請求命令發出后在規定的時間內未收到回應，則判定為超時。

b)超時后重發，重發規定次數后仍未收到回應判定通訊不可用，通訊結束。

c)超時時間根據具體的通訊方式和任務性質可自定義。

d)超時重發次數根據具體的通訊方式和任務性質可自定義。

6.2.2執行超時

請求方在收到請求回應（或一個分包）后規定時間內未收到返回數據或命令執行結果，認為超時，

命令執行失敗，結束。

7GNSS-R數據設計

7.1相關值數據結構結構設計

如圖1所示，所有的數據都是由ACSII碼字符組成。相關值數據元包括了基本信息與數據文件。

3

T/ZKJXXXXXX—2020

圖1通訊包數據組成

如表1所示，給出了一個數據文件的大小，并且規定了數據格式和對應的值域范圍。

表1相關值數據元結構組成

中文名稱數據格式值域說明

基本信息中包含多個數據段，不同數據段

基本信息string/doublea158

有自己的數據類型

探測終端傳輸給數據中心的數據內容，每

數據文件byte32M次傳輸僅傳輸一個數據文件，一個數據文

件由多個數據子文件組成

數據子文件byte1M一個數據子文件由多個數據幀組成

數據幀byte94byte數據幀中包括多種數據段

7.1.1基本信息數據結構

基本信息數據屬于相關值數據開始的數據信息，目的是對該數據元進行基本信息的說明。

a)數據段結構組成

表2基本信息數據結構

中文名稱數據格式值域說明

設備序號stringa2數據傳輸的終端ID

數據時間stringa14數據采集的時間，YYYYMMDDHHMMSS

子文件總數stringa2該次傳輸中所包含的子文件總數

子文件序號stringa2該子文件在整個數據文件中的序號

子文件長度stringa4正在傳輸的子文件的長度

實驗者stringa1..20實驗者名稱

實驗名稱stringa1..20實驗名稱

經度doublep3.4探測終端所在經度

緯度doublep3.4探測終端所在緯度

星座名稱stringa1..10該數據屬于衛星星座名稱

天線方位角doublep3.2探測終端的天線方位角

天線俯仰角doublep3.2探測終端的天線俯仰角

天線波束角doublep3.2探測終端的天線波束角

天線高度doublep3.2探測終端的天線高度

樹莓派IPstringn16探測終端的樹莓派IP

天線型號stringn1..16探測終端的天線型號

接收機型號stringn1..16探測終端的接收機型號

7.1.2數據幀結構組成

一幀數據是終端采集1ms的最小數據單位，多個數據幀組合成一個數據源，表3給出數據幀的數據

結構。

表3數據幀數據結構

4

T/ZKJXXXXXX—2020

中文名稱數據格式值域說明

通道編號作為幀頭，對于6通道接收機來說，60000至

通道編號uint16p5

60005為有效幀，60007為無效幀

衛星編號int16p2接收到信號的衛星號

衛星高度角int16p3該衛星高度角

衛星方位角int16p3該衛星方位角

相關值序號uint16n1..5相關值序號，可用于對數據幀是否連續進行校驗

直射I路相關值int16n1..5有符號整數

直射Q路相關值int16n1..5有符號整數

反射I路相關值int16n1..5包含20個相關值，有符號整數

反射Q路相關值int16n1..5包含20個相關值，有符號整數

7.2產品數據數據結構

反射信號經處理得到的產品數據結構如下圖所示，該類數據按時間定時傳輸，通訊包為數據內容。

其中應用模式識別見表4。

圖2產品數據結構

表4應用模式分類及代碼

代碼名稱

1風浪探測類

2海高探測類

3土壤探測類

4油膜探測類

5海冰探測類

6備用類別

7.2.1數據結構組成

產品數據是直接呈現給用戶的數據，數據大小根據應用模式不同會發生變化，如表5所示，給出了

數據包含的內容。

表5產品數據結構

5

T/ZKJXXXXXX—2020

中文名稱數據格式值域說明

設備序號stringa2數據傳輸的終端ID

數據時間stringa14數據采集的時間，YYYYMMDDHHMMSS

偽隨機碼stringa2衛星號

時延doublep3.q2兩位小數，缺省值9999.00，單位s

應用模式識別intn2正整數，代表當下采集場景

功率峰值doublep3.q2兩位小數，缺省值9999.00

ICF自相關時間doublep3.q2兩位小數，缺省值9999.00，單位s

風向stringp3.q2字符串形式，缺省值9999

風速doublep3.q2兩位小數，缺省值9999.00，單位：m/s

波高doublep3.q2