北斗网格位置码

北斗网格位置码

国家标准 GB/T39409一2020 北斗网格位置码 BeiDgrtdloeationcde 2020-11-19发布 2021-06-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/39409一2020 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 总则 4.1坐标框架 4.2分类 4.3编码原则 5 北斗二维网格位置码 5.l网格划分 5.2编码规则 5.3南北极北斗二维网格位置码 北斗三维网格位置码 6.1网格划分 6.2编码规则 l0 北斗参考网格位置码 12 7.1网格选择 12 7.2编码规则 12 7.3网格位置参考方法 北斗短位置码 8 14 8.1编码规则 l4 8.2编码还原 北斗网格位置码表现形式 l4 附录A(资料性附录北斗网格位置码与国家基本比例尺地形图图幅的转换关系 l5 附录B(资料性附录经纬度坐标转换北斗二维网格位置码的流程与示例 16 21 附录C(资料性附录高度域不等距划分及编码方法
GB/39409一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由中央军委装备发展部提出 本标准由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/TC544)归口 本标准起草单位:北京大学、北京旋极伏羲大数据技术有限公司 本标准主要起草人;程承旗、童晓冲、陈波,黄乔华、周翔、濮国梁
GB/T39409一2020 引 言 现代信息技术的迅猛发展,正在推动人类社会加速迈人大数据时代,随着北斗等全球卫星导航系统 (GNSS)的广泛普及,位置信息在经济建设、社会发展和人们日常生活的各种大数据应用中扮演着越来 越重要的角色 北斗网格位置码是在地球空间剖分理论基础上发展起来的、适用于北斗卫星导航系统各种应用终 端输出的一种网格位置编码,它与以GeoSsOT(Geographieal globalSubdivisid coordinate iOnbasedon One-dimension-integerandTwoton”power)模型为基础的相关编码体系同根同源、一脉相承,设计上 与北斗卫星导航系统(包括增强系统)的定位精度相适应,同时兼顾人和设备的使用,是经纬度点位置编 码体系的重要补充 将它作为以北斗卫星导航系统为代表的定位导航授时(PNT)体系的一种基本输 出,为万事万物的区域位置赋值,目的是在信息链的最前端实现全球空间位置网格化和一维整形数的统 -标识和表达,从而为大数据条件下的各种应用提供更好,更便捷的空间信息基础服务,提高地球空间 位置数据的组织、处理、分析、传递和运用效率 本标准提供了涵盖北斗卫星导航系统不同类型输出规格的北斗网格位置码包括北斗二维网格位 置码北斗三维网格位置码,北斗参考网格位置码以及北斗短位置码等儿种不同形式 IN
GB/39409一2020 北斗网格位置码 范围 本标准规定了北斗网格位置码的网格选择和编码规则 本标准适用于北斗卫星导航系统终端位置输出信息的设计与应用,以及空间位置信息标识传输及 大数据处理 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T13989一2012国家基本比例尺地形图分幅和编号 GB22021一2008国家大地测量基本技术规定 GB/T39267一2020北斗卫星导航术语 术语和定义 GB/T39267一2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 网格grid 由两组或多组曲线(面)集所包络的空间区域 3.2 空间剖分subdivisionofspace 将空间划分成形状近似、尺度连续、无缝无叠的多层次网格系统的过程 3.3 网格单元gridcel1 网格系统中所包含某级的基本单位 3.4 网格编码gridcode 网格单元按照一定规则被赋予的唯一代码标识 3.5 大地高geodeticheight -点沿法线到地球参考椭球面的距离 注向上或向外为正.,向下或向内为负 3.6 北斗网格位置码BeiDogridloeationcdle 基于地球空间剂分模型(Ga.soT),适用于北斗终端输出的,.对地球空间区城位置的一种网格化代 码标识
GB/T39409一2020 3.7 北斗二维网格位置码BeiDotw0 rdimensiogridloeaton c0de 地球表面空间剖分后,地球表面网格单元位置采用北斗终端输出,被赋予的网格位置代码 3.8 北斗三维网格位置码BeiDothret-dimensiongridloeationcode 地球立体空间剖分后,地球立体网格单元位置采用北斗终端输出,被赋予的网格位置代码 3.9 北斗参考网格位置码BeiDourefereneegridcde 用参照对象的北斗网格位置码来标识目标区域位置的代码 3.10 北斗短位置码BeiDoushorlcode 简化编码形式的北斗网格位置码,结合地名地址进行定义 总则 4.1坐标框架 北斗位置网格的坐标框架按GB22021一2008规定采用2000国家大地坐标系(cGCS2000 4.2分类 根据使用范围,北斗网格位置码分成四类 北斗二维网格位置码; a b) 北斗三维网格位置码， 北斗参考网格位置码 c d 北斗短位置码 4.3编码原则 北斗网格位置码符合以下基本编码原则 a 唯一性;网格具有全球空间唯一性 b 嵌套性:网格剖分按级递归进行,不同级网格具有嵌套性 c 兼容性;与主要地图图幅兼容; 计算性;网格与代码便于计算机索引,计算和表达; d e 实用性;涵盖从米级、分米级至厘米级的北斗卫星导航系统(含增强系统)不同精度的输出 5 北斗二维网格位置码 5.1网格划分 地球表面北斗二维网格的划分原点在赤道面与本初子午面的交点处,地球表面非两极区域(南纬 88"~北纬88")二维网格划分为十级,方法如下 第一级网格划分:第一级网格根据GB/T139892012中1:100万图幅进行划分,单元大小 是6"×4"; b 第二级网格划分;将第一级6"×4"网格,按照经纬度等分,分成12×8个第二级网格,对应于 0'×30'网格,约等于地球赤道处55.66km×55.66km网格;
GB/39409一2020 第三级网格划分:将第二级网格,按照经纬度等分,分成2×3个第三级网格,对应于1:5万地 图图幅15'×10'网格,约等于地球赤道处27.83km×18.55km网格; d 第四级网格划分:将第三级网格,按照经纬度等分,划分成15×10个第四级网格,约等于地球 赤道处1.8kmx1.85km网格; 第五级网格划分;将第四级网格,按照经纬度等分,划分成15×15个第五级网格,约等于地球 赤道处123.69m×123.69m网格 fD 第六级网格划分:将第五级网格,按照经纬度等分,划分成2×2个第六级网格,约等于地球赤 道处61.84mX61.84m网格; g 第七级网格划分;将第六级网格,按照经纬度等分,划分成8×8个第七级网格,约等于地球赤 m网格; 道处7.73 h第八级网格划分将第七级网格按照经纬度等分,划分成8x8个第八级网格,约等于地球赤 道处0.97m×0.97m网格; 第九级网格划分;将第八级网格,按照经纬度等分,划分成8×8个第九级网格,约等于地球赤 道处12.0cmX X12.0cm网格; 第十级网格划分.将第九级网格,按照经纬度等分,划分成8×8个第十级网格,约等于地球赤 j 道处1.5cm×1.5em网格 北斗二维网格位置码与GB/T13989一2012规定的国家基本比例尺地形图图幅的转换方法参见附 录A 5.2编码规则 北斗二维网格位置码编码规则由最多不超过20个码元组成,按照从左到右的顺序分成十一段,分 别对应地球表面南北半球以及第一级至第十级网格,北斗二维网格位置码编码结构与代码取值见图1 具体如下
GB/T39409一2020 司 司 E t g 金 地 8 嘉 车 t 事 " 3 旅 燕爸 "
GB/39409一2020 北斗二维网格位置码编码结构与代码取值应满足如下要求 a 第一位码元,取值N或者S,分别代表地球表面北半球、南半球 b)第二位一第四位码元,标识第一级网格 其中,第二位、第三位码元,标识经度方向网格,用 0160编码;第四位码元,标识纬度方向网格,纬分南北半球按照AV编码,第一级网格码元 编码方向见图2 N32G 图2第一级网格码元编码方向 第五位、第六位码元标识第二级网格 其中,第五位码元,标识经度方向网格,用0一B编码 第六位码元,标识纬度方向网格,用07编码 第二级网格码元编码方向与该网格所在半球 相关,见图3 西北半球 东北半球 西南半球 d 东南半球 图3第二级网格码元编码方向 d第七位码元,标识第三级网格，编码顺序按照Z序采用05编码,Z序编码方向与第三级网格 所在半球相关,见图4
GB/T39409一2020 东北半球 西北半球 西南半球 东南半球 图4第三级网格码元编码方向 第八位、第九位码元,标识第四级网格 其中,第八位码元,标识经度方向网格,用0E编码; e 第九位码元,标识纬度方向网格,用0~9编码 第四级网格码元编码方向与该网格所在半球 相关,见图5 西北半球 东北半球 b 西南半球 东南半球 图5第四级网格码元编码方向 fD 第十位、第十一位码元,标识第五级网格 其中,第十位码元,标识经度方向网格,用0E编 码;第十一位码元,标识纬度方向网格,用0一E编码 第五级网格码元编码方向与该网格所在 半球相关,见图6.
GB/39409一2020 西北半球 东北半球 d 西南半球 东南半球 图6第五级网格码元编码方向 第十二位码元,标识第六级网格,编码顺序按照Z序采用0一3编码.Z序编码方向与第六级网 g 格所在半球相关,见图7 西北半球 东北半球 西南半球 东南半球 d 图7第六级网格码元编码方向 h)第十三位、第十四位码元,标识第七级网格 其中,第十三位码元,标识经度方向网格,用07 编码;第十四位码元,标识纬度方向网格,用07编码 第七级网格码元编码方向与该网格所 在半球相关,见图8.
GB/T39409一2020 西北半球 东北半球 b 西南半球 东南半球 图8第七级第十级网格码元编码方向 第十五位、第十六位码元,标识第八级网格 其中,第十五位码元,标识经度方向网格,用0~7 编码;第十六位码元,标识结度方向网格,用0~7编码 第八级网格码元编码方向与该网格所 在半球相关,见图8 第十七位、第十八位码元,标识第九级网格 其中,第十七位码元,标识经度方向网格,用0~7 编码;第十八位码元,标识纬度方向网格,用0~7编码 第九级网格码元编码方向与该网格所 在半球相关,见图8. k 第十九位、第二十位码元,标识第十级网格 其中,第十九位码元,标识经度方向网格,用07 编码;第二十位码元,标识纬度方向网格,用07编码 第十级网格码元编码方向与该网格所 在半球相关,见图8. 经纬度坐标转换北斗二维网格位置码的流程与示例参见附录B 5.3南北极北斗二维网格位置码 北斗二维网格位置码对应的南极地区南纬88"一90"和北极地区北纬88"~90"之间地球表面网格划 分,采用部分网格合并方式,规则如下 第一 -级网陷;将南(北)纬88"一90"范圆2"x?"'网格合并成一个网格,合并示例见图9 a 图9两极区域第一级网格及编码 b)第二级网格:将南(北)纬88"90"范围2'×2°网格,划分成16个网格,具体的如图10,与非两
GB/39409一2020 极区域的第二级网格对应 ) P0所分的网格,P00(360"×30'),PO1(120"×30',P02(120"×30'),PO03(120"×30') 2)P1所分的网格,P10(60°'×30',P1160°'×30'、P12(60'×30'、P13(60'×30'); 3)P2所分的网格,P20(60'×30'),P2160"×30'),P22(60'×30'),P23(60"×30') 4)P3所分的网格,P30(60'×30'),P3160"×30')、,P32(60'×30'),P33(60"'×30') 第三级网格: 将第二级网格(图10中)的P10,P11~P33部分的12网格,每个纬度方向二分成15',经 度方向二分成30",剖分成4个网格; 2 将第二级网格的P00,P01、P02,P03部分的4个网格,纬度方向二分成15',中间部分 80ox15',其余三块分别为120x15',与非两极区域的第三级网格对应 d 第四级网格: 1将第三级网格的中间部分1个网格(极点处,360'×15'),纬度方向15分成1',经度方向 15分成24",形成360X1'个网格)和24X1'(210个网格) 2 将第三级其他网格,纬度方向15分成1',经度方向15分成24? 第五级一第十级网格 将前一级网格的中间部分1个网格(极点处),结度方向按照低纬区域同样的划分方式,经 度方向的划分份数与结度方向一致.形成极点处1个网格(编码方式最后1位为0)和其 余网格; 将前一级网格的其他部分网格,按照低纬度区域同样的划分方式进行 P1 东经 RO Re f0P00 -0”经线 西经 T8 BAany E P31 图10两极区域第二级网格及编码 南极地区南纬88"90"和北极地区北纬88"一90"之间北斗网格位置码形式与图1保持一致,规则 如下 第一位一第四位码元,对应第一级网格,处于北极时,为N000;处于南极时,为S000. a b 第五位,第六位码元,对应第二级网格,如图10分别为 PO所分的网格,编码分别为:00,01,02,03; 2) P1所分的网格,编码分别为:10,11,12,13; 3) P2所分的网格,编码分别为:2021,22、23 4) P3所分的网格,编码分别为:30,31,32,33 第七位码元,对应第三级网格,分别取0,1、2、3. c d)第八位、第九位码元,对应第四级网格,分别取0~E(洼第九位码元的取值范围与5.2约定的第九 位码元范围不同. 第十位一第二十位码元,分别对应第五级一第十级网格,编码方式按照低纬度区域同样的编码 规则进行
GB/T39409一2020 6 北斗三维网格位置码 6.1网格划分 北斗三维网格位置码的地球立体网格剖分由地球表面二维网格剖分十高度域网格剖分组成,其中 二维网格依据第5章规定进行二维剖分,高度域剖分的级数与地球表面剖分的级数一致 对于任意剖 分级数m,高度域剖分成2”层,且地下为2"-'层,地上为2"-'层 同一级各网格在相同层高度(大地高 方向粒度)应相等,并且其高度与该层对应等高面赤道处相应级剖分形成的网格纬线方向长度匹配 同 -级相同层网格高度与对应等高面赤道处网格纬线长度关系见图11 北斗三维网格位置码高度域定义和划分的方法参见附录C规定的高度域定义和划分方法,并且选 择和地球表面4,30',15',1',","1/4",1/3",1/256"1/2048"十个基本网格作为北斗三维网格位置 码定义大地高的中的9,形成下列高度域网格划分 7 " " H 图11高度域方向不等距离划分方法(赤道面 初始网格,地上,地下划分成两个部分; a 第一级网格,采用和赤道4"长度一致的划分,每个划分约445.28km b) 第二级网格,采用和赤道30'长度一致的划分,每个划分约55.66km; c 第三级网格,采用和赤道15'长度一致的划分,每个划分约27.83km d 第四级网格,采用和赤道1'长度一致的划分,每个划分约1.85km; e 第五级网格,采用和赤道4"长度一致的划分,每个划分约123.69ms 第六级网格,采用和赤道2"长度一致的划分,每个划分约61.84ms 日 第七级网格,采用和赤道1/"长度一致的划分,每个划分约7.73ms 第八级网格,采用和赤道1/32"长度一致的划分,每个划分约0.97m 第九级网格,采用和赤道1/256"长度一致的划分,每个划分约12.1 cm kk 第十级网格,采用和赤道1/2048"长度一致的划分,每个划分约1.5cm. 6.2编码规则 北斗三维网格位置码由二维编码一高度维(三维)编码交叉组成,共32位码元组成,其中二维网格 编码依据第5章规定进行编码,北斗三维网格位置码(第三维度编码部分)由12位码元组成,其结构与 码元取值见图12 10
GB/39409一2020 8 真 - #答" ” 餐显艺 E 5 起 黛面 豆 拿 星 重 2品 年 十 11
GB/T39409一2020 第 三维度编码如下: a 第一位码元,地上,地下标识用0、1进行表示,其中;地表以下,用1标识,地表以上,标识为0, 对应初始网格 b 第二位、第三位码元,编码标识采用0063,对应第一级网格; c 第四位码元,编码标识采用0~7,对应第二级网格; d 第五位码元,编码标识采用0~1,对应第三级网格; 第六位码元,编码标识采用09、A~E,对应第四级网格; 第七位码元,编码标识采用0~9、AE,对应第五级网格; g 第八位码元,编码标识采用0~1,对应第六级网格 h 第九位码元,编码标识采用07,对应第七级网格 第十位码元,编码标识采用07,对应第八级网格; 第十一位码元,编码标识采用0~7,对应第九级网格 第十二位码元,编码标识采用07,对应第十级网格 k 北斗参考网格位置码 7.1网格选择 参考网格应选择第五级(含)以下的网格 参考网格(参照对象)与标识网格(目标区域)距离宜在 lkm的范围以内 示例:当选择第五级网格作为参考网格时,两个方向最多偏移8个网格 因此,标识网格与参考网格经向或纬向上 距离近似1km(128m×8=l024m). 7.2编码规则 北斗参考网格位置码是不定长码,由定位网格码和跨度码组成，编码结构见图13 纬向跨度码N 定位网格码c 纬向跨度码M 图13北斗参考网格位置码的结构 注为了将北斗参考网格位置码与5中规定的北斗二维网格位置码区分,北斗参考网格位置码的各码段采用连字 符连接 北斗参考网格位置码编码规则如下 定位网格编码C;参考位置的北斗网格位置码 a 跨度码 b) 经向跨度编码M:目标位置距定位网格编码C在经向上的网格跨度个数,取值为07. 1 2 纬向跨度编码N:目标位置距定位网格编码C 在纬向上的网格跨度个数,取值为07， 7.3网格位置参考方法 网格位置参考方法包括如下两种 同一层级的网格参考方法;当采用同一层级的网格进行位置参考时图14),应直接使用7.2规 a 12
GB/39409一2020 定的参考网格位置码表示 其中,当待参考网格位于参考网格的东北方向时,M、N的取值为 0 7;当待参考网格位于参考网格的西北方向时,M的取值为A(G,N的取值07;当待参 考网格位于参考网格的西南方向时,M.N的取值为AG;当待参考网格位于参考网格的东 南方向时,M的取值为07,N的取值AG =4D)-- -M=5- om7 I T面 恼 品 OO0o02o5O I叭 1o 5 C IO Ioa 一N=6(F) -=3-- 图14同一层级的网格参考方法 不同层级的网格参考方法:当用于参照的网格和目标网格不在一个层级时,使用Lm层级的网 b 格来参考Ln层级的网格(LmGB/39409一2020 录 附 A 资料性附录 北斗网格位置码与国家基本比例尺地形图图幅的转换关系 北斗网格位置码与现有地形图图幅具有较好的兼容性 1:100万、1:50万地形图图幅分别与第 1层,第3层二维网格等价,其他比例尺系列地形图也可以用合适层级的二维网格聚合形成 北斗网格 位置码与国家基本比例尺地形图图幅的转换关系示例见表A.1 表A.1与国家基本比例尺地形图图幅的转换关系 图幅比例尺 图幅经纬度范围 北斗网格位置码层级 网格大小 转换方式 69X4 69X4 1:100万 等价 l:50万 1"×1" 网格聚合 1:25万 1"30'×x1" 15'×1o'" 网格聚合 l:10万 30'×20 15'×1o 网格聚合 l:5万 15'×10 15'×1o 等价 1:2.5万 7'30"×5" 网格聚合 l:1万 3'45"×2'30" 1/4"×1/4" 网格聚合 1;5000 1'52.5"×1'15' 1/4"×1/4" 网格聚合 15
GB/T39409一2020 录 附 B 资料性附录) 经纬度坐标转换北斗二维网格位置码的流程与示例 B.1经纬度坐标转化成北斗二维网格位置码的流程 已知某位置的经纬度坐标为(Lng,lL.at),计算第L级北斗二维网格位置码的流程如下: 当L=1 a 根据该位置所处半球,获得南北半球标识码 1 2根据GB/T13989一2012中5.1a)的规定计算经、纬向标识码 33) 根据5.2所规定的编码规则,获得该位置的第1级北斗二维网格位置码 b) 当21,根据式(B.1)和式(B.2)计算 B.1 入L-1=入L-+(a-1一1)×4-入 B.2 中-1=中L-2十(bL-1一l×4L-19 式中: -该位置所在第i级二维北斗网格的定位角点经度; -该位置所在第i级二维北斗网格的定位角点纬度; 夕 该位置在第i级二维北斗网格的列号; a 该位置在第i级二维北斗网格的行号; A,A 第i级二维北斗网格的经差; A" 第i级二维北斗网格的纬差 2 根据式(B.3)和式(B.4)计算该位置在第L级二维北斗网格的行列号 Lng一入，-， B.3 an Ai人 Lat b1 B.4 AL夕 式中: -表示商取整; -该位置的经度; Lng -该位置的纬度 at 3 根据5.2所规定的编码规则,计算该位置在第L级的标识码与北斗二维网格位置码 B.2经纬度坐标转化成北斗二维网格位置码的示例 示例:某某大学办公楼的中心经纬度坐标为(3959'35.38'N,ll6°18'45.37"E),转换得其第一级第八级的北斗二 维网格位置码如下 a)第一级北斗二维网格位置码的计算;该位置处于:北半球,获得北半球标识码N 根据GBT13989-2012中5.la) 的规定,计算其经、纬向标识码分别为50J 根据5.2,得到第一级北斗二维网格位置码为N50J,如图B1 16
GB/39409一2020 72*78”84”90?96?102”108”114?120”126”132”138? 52” 48" 44 40 N50 86 8 8 24 20" 16" 12" 8" 图B.1第一级北斗网格位置码 b 第二级北斗二维网格位置码的计算:首先获得该位置的第一级网格的定位角点经纬度坐标;入1=l14",=36" 然后 116"18'45.37"一114" 39"59'35.38"一36” 计算该位置在第二级网格的行列号:a 十l=5.b. 十1=8 根据52,得 30 30 到第二级北斗二维网格位置码为N50J47,如图B2 115" 116 117” 118° 119 120 J4 40* 07 39"30 06 39" N50J47 05 38"30 04 38 03 37"30 02 37” 0u1 3630 00 10 20304050 0 70 8090 A0B0 36 图B.2第二级北斗二维网格位置码 第三级北斗二维网格位置码的计算:首先获得该位置的第二级网格的定位角点经纬度坐标:入，=114”- G-1)×30'=116",声;=36"+(8-1)×30'=39'30' 然后计算该位置在第三级北斗二维网格的网格码 根 据5.2,得到第三级北斗二维网格位置码为N50J475,如图B.3 116" 116"15' 16"30'" 40" 39"50" N50J475 39”40" 39"30'" 图B.3第三级北斗二维网格位置码 17
GB/T39409一2020 d 第四级北斗二维网格位置码的计算;首先获得该位置的第三级网格的定位角点经纬度坐标;入=116"十 xI:=1I15,有 =39"50' 然后计算该位置在第四级网格的行列号;a，- 2-1× =39"+6-1×10'一 116"18'45.37"一116"15'" 39"59'35.38"一39"50' 十1=4,b- 十l=l0 根据5.2,得到第四级北斗二维网格 位置码为N5oJ47539,如图B,4 II5””HI8”8”15”15””5”8”5”””8” 40"00 39 N5047639 39"59 08 39”58' 07 39°57 0G 39"56 05 39"55 04 39"54 03 39"53y 02 39"52 o1 39"51 2030 70090 A0B0c0 00 10 40 50 60 D0 E0 39"50 图B.4第四级北斗二维网格位置码 第五级北斗二维网格位置码的计算;首先获得该位置的第四级网格的定位角点经纬度坐标;A，=116"15'+ o 4一1×1'=116°18', -39"50'十I0-1)×1'=39"59' 然后计算该位置在第五级网格的行列号;a;一 ,内一 116"18'45.37"一116"18' 39"59'35,38"一39"59' 十1=12,b 十1=9 根据5,2,得到第五级北斗二维网格 位置码为N5oJ47539B8,如图B,5 C"""""" 00"04"08"12" 32"36"40"44"48"52”"00" 40"00'00"O 39"59'56' [ 39"59'52 [0C 39"59'48" O 39"59'44" 39"59'40' o 39"59'36" N50J47539B8 39"59'32" 39"59'28" O0 39"59'24 四 39"59'20 四 39"59'16" o 39"59'12" 02 39"59'08" O1 39"59'04" o020l304056Oz089lOlAoB0lcoDoEO 39"59'00" 图B.5第五级北斗二维网格位置码 第六级北斗二维网格位置码的计算;首先获得该位置的够五级网格的定位角点经纬度坐标;入=116"18'十 12-1)×4"=116°18'44",， -39"59'十(9-1)×"=39"59'32" 然后计算该位置在第六级网格的行列号 声 一 18
GB/39409一2020 116"18'45.37"一11618'44" 39"59'35.38"一39"59'32" 十1=1,b一 十1=2 根据5.2,得到第六级北斗 a 二维网格位置码为N50J47539B82,如图B.6 48” 46" 39"59'36" N5047539B82 39"59'34" 39"59'32" 图B.6第六级北斗二维网格位置码 第七级北斗二维网格位置码的计算;首先获得该位置的第六级网格的定位角点经纬度坐标;A,=116"18'4"+ g 1一1×2"=l16°18'44",中=39"59'32"十(2一1×2"=3959'34" 然后计算该位置在第七级网格的行列号 m16°18'45.37"-116°18'44" [39"59'35.38"-39"59'34" 十1=6.b 十1=6 根据5.2,得到第七级北斗 a7 二维网格位置码为N50J47539B8255,如图B.7 1FF " 39"59'36.00" 07 39"59'35.75" 39"59'35.50" 05 N50J47539B8255 39"59'35.25" 04 39"59'35.00" 03 39"59'34.75 02 39"59'34.50" 01 39"59'34.25" 0o102030405060 70 39”59'34.00" 图B.7第七级北斗二维网格位置码 h 第八级北斗二维网格位置码的计算;首先获得该位置的第七级网格的定位角点经纬度坐标;A;=11l6"18'4("+ =39*59'35.25" 然后计算该位置在第八级 G一)x()"-1e1'52",小=39rsws"+(G-1x(H)" ml618'45.37"一116"18'45.25" [39"59'35..38"-39"59'35.25" 网格的行列号;a， 十1=5 根据 +1=4,b 32 32 5.2,得到第八级北斗二维网格位置码为N50J47539B825534,如图B8. 19
GB/T39409一2020 " " " 我 5. 25”9/32"10/32"/2'12/213/2"1425/2"50" 39”59'35.50" 07 " 39"59'35 '3巫 06 8"甜'饭楚 '如景 39”59' 34 04 N50J47539B825534 9"59'35 03 9"'s 02 9"59'35 3 01 9" 39"59'3 's品 00 1o 3o 40 506070 20 39"59'35.25" 图B,8第八级北斗二维网格位置码 20
GB/39409一2020 附录 C (资料性附录 高度域不等距划分及编码方法 高度域剖分计算方法 北斗网格位置码的高度域方向以GB22021一2008定义的大地高为基准,大地高剖分计算方法 如下 如图11(赤道面),其中L 表示地球表面对应地心角0是地球表面赤道上的弧长,L,i=1,2,3. 表示不同高度层处,对应同样的地心角,,赤道面与等高面交线的孤长:;厂，表示地球的长半轴， 7n ra,i=1,2,3,,n表示不同高度层对应的地心距离 高程方向采用不等距划分方式,如图1u,为了满足在不同高度层上的网格为近似的方体,避免出现 由于高程变化,导致L，逐渐变大,如果仍然采用等距离划分方式,将会带来网格随着高程增大,变得越 来越扁 由此,需要满足每一高度层(第i层)上的网格高度应该H，与该高度层的L-相等的初始约 束条件,如式(C.1) 0， L,一, .M,"=H十厂 L1=r1" L=r 厂=H十r C.1 一 =r,0,r,=H,十rn- 当从=而rad网格.以地球表面1网格为计算基准)时,满足下面约束条件 H，=Li一 将式(Cc.2)代人式(C.1)将式(c.1)累计得到 >4=礼习 ，十0 >r，十0 r C.3 总 ，=团.习"十从. 今 0 ，十 ，=(a十)) ro 习" r，十ro 令s.-习r,式(c.3)得到 S,=(1十.)S-1十r =(1十,)[(1十0,)S,-g十r]十r" =(1十0.)'s,十[(l十0.,)十1]r =(1+,S一十[(l十B)'(1+a,)十1]r (C.4 =(1十.)"S十[(I十,)"一'十+(1十,)"十(1十,十1]r 十,)"" =(a+团,)" 十厂 0 +切)(货十n小 根据式(C.4),有: 21
GB/T39409一2020 r，=S -s a十A货+r)-]-[a十风货十r) C.5 ， =(1十0.)"-l(r" =(1十.)"r '(r十r,a,) C.6 L,一=r,,=(1十,)"r,O 对于任意剖分级数m,高度域划分成2”层(地下2"-'层,地上2"-'层),此时地表网格的经纬度跨 度为时 为了保证不同剖分级别,整体的地球空域高度剖分范围的一致性,因此对于任意剖分级数 n,将在m=9级,0,=rad的基础上进行,目的是为了保证和地球表面网格的跨度一致,因此在式 T (C.5)和式(C.6)的基础上,对角度0进行划分,得到地球表面上空(或地下)第n层网格的地心距离r" 以赤道面上来计算),如式(c.7) 在此基础上,地球表面上空(或地下)第n层网格的大地高H 如式 (C.8);地球表面上空(或地下)第n层网格的高度(纵向粒度)h 等于H,一H,,如式(C.9);地球表面 上空(或地下)第n层网格在等高面上的长度(横向粒度)L，等于r,0,如式(C,10) " =d十4,)( H =(十,)"()r,一， C.8 -n(e),a十) h，=(1十0.)'"一" L =(d十团,)()r," (C.10 从r厂 的表达式(C.7)中,可以得到大地高方向的网格计数,如式(C.1l),其中上下标n就是大地高 方向的网格计数 (C,1l ,ue, 为了满足地球位置网格在大地高方向上的剖分,大地高需要满足等距离的要求,将不等距离的真实 大地高变换成等距的虚拟大地高 大地高变换的方式根据式(C.8)得到式(C.12): H十r 台tug. C.12 式中 0 初始剖分范围定义的基础网格(1"网格)对应的经(纬)跨度差,rad; 该网格对应的经(纬)跨度差,单位为弧度(rad); 从地而向上(或向下)数第》层立体网格."为整数.地而以上" n>0,地面以下n0; r”n 地球长半轴取6378137m(GB22021一2008中定义); 地球表面上空(或地下)第n层网格的地心距离(以赤道面上来计算),单位为米(m); H 地球表面上空(或地下)第"层网格的大地高,单位为米(m); 地球表面上空(或地下)第n层网格的高度(纵向粒度),单位为米m); h 地球表面上空(或地下)第n层网格在等高面上的长度(横向粒度),单位为米(" m C.2整个地球空域高度划分的范围 为了保证地上地下的范围与椭球面范围一致,因为椭球面经过扩展后,其经纬两个方向的范围都为 -256"256"的范围,那么理论上1"网格就划分了512×512个,当然部分网格是在地球之外的虚拟网 格,但是整个剖分是在一256"~256"的虚拟经纬度空间开始剖分的 因此,为了保证和地球表面的划分 范围一致,对应地表1"网格,地面上一直延伸至高空有256个网格,地下延伸至地心有256个网格,将 22
GB/39409一2020 0=1')带人式C.7一式C.10,因为图11中,地表向上第1个网格的下标n=0因此计算r-n、 H-36,h-3a、L-以及尸、H,ht、L,得到式(C.13)如下: =76.03027739781714km r-256 H-2a 一6302.106722602182km =1.304215811725356km -256 1.326978671796536knm C.13 525879.9711582395ktm =519501.8341582395km 9020.892688127176km =9178.336967004097km 255 需要说明的是,因为图11中的网格都是以网格下底面起算的,因此第255个网格的上顶面才是整 个空域的划分范围,即H=528680.1711252437km 因此,整个地球空域高度划分的范围,按照地 球长半轴r =6378.137km计算,整个空域的高度划分范围从大地高一6302.106722602182km~ 528680.1711252437km的范围,涵盖目前为止最高的静止轨道人造卫星系统甚至月球系统 大地高为H计算高程方向编码aoaiaga 对于输人的大地坐标(B,L,H),根据北斗网格码的最小层级,确定对应的网格经纬跨度0- ",其中r =6378.137km为地球长半轴,厂 =r 十H,根据式(c.12)计算高程方向的整数编码n 2048 根据北斗网格码第三维的编码方式,根据整数编码n,计算第三维编码的方式,根据图12,设第三维 编码方式为a;ai1agan,则有式(C.14)如下 a1=(n(1:3)),a=(n(4:6))e,d,=(n(7:9)),a;=(n(10:12)) a;=(n(13))2,a=(n(14;17))6,as=(n(18:21))s,a=(n(22)) C.14 a=(n(23:25)),aia n(26:31)),a =(n(32)). 其中,为32bit整数,操作n(a;b)表示从整数n中从低向高取二进制第a位一第b位,(、 )、()n、()分别代表取出的二进制数转换成2进制,8进制、16进制、64进制数,2进制使用 0~1来表示,8进制使用0~7表示,16进制使用0~9,A~E表示,64进制数使用0~63表示 然后根据用户需要北斗网格码的层级m(m=0~10)确定最终保留的位数 例如,保留到第8层级 1m),则第三维度的编码为:ana1aa9 C.4大地高方向编码aaaa转换成大地高H 根据北斗网格码高程方向编码a ad1dgai,如果不足12位,后面的补0 根据式(C.12)的运算， 将a a;转换成32bit整数n的不同bit位数,如式(c.15). n(32)=(a),n(26:31)=(aia2)2,n(23:25)=(a2,n(22)=(a. n(18:21)=(as,n(14:17)=a).,n(13 (C.l5 a,)?,n(10:12)=(a,) n(7:9) 1(4:6)= =(am),n(13)=(a) =ag)2,n6 ,=6.378.137km为地球长半 根据北斗网格码的最小层级,确定对应的网格经纬跨度0= ,r 2048 轴转换成的大地高H=(1十,)y"()r 一r 23
GB/T39409一2020 C.5根据大地高方向编码aa,a;an计算上,上下两个网格的高度域编码 设G=a;a1agau的高程方向上,上(+1)一个网格高程编码为G,=a;ajagai,下(一1)一个网 格高程编码为G=a;aiagan 根据北斗网格码第三维度的设计思想,其中a 的取值0~1,ai的 取值0一3.取值0一74，取值0一l.d取值0一E.d，取值0一E.4，取值0一l.d一un取值0一7 根据G的层级m,进行运算: 当m=1时,对a 进行运算，,十1或者一1;当>1或<0时,上下网格不存在; a b 当 -2时,对aia 进行运算,+1或者-1:当>63时,a1a=00,a=a+1;当<0时,aia 71= 63,a a， 3时,对a进行运算,+1或者一l:当>7时,a;=0,a1a]=aia十l;当<0时,a;=7 nn a1a =a1a 当mn -4时,对a进行运算,十1或者一1:当>1时,a=0,a;=d;十l;当<0时, d a==l.a 当m=5时,对a进行运算,+1或者-1:当>E时,a;=0,a" ,a=d十l;当<0时,a;=E,a=d(一1 当m= 6时,对a 进行运算,+1或者-1:当>E时, ,d,=0,d;=d;+l;当<0时,a;=E,a;= a 当m=7时,对a;进行运算,十1或者-l:当>1时,d;=0,d=d十l;当<0时,a;=l,d;= a6 =0,a了au= h当m=8,9、10,ll时,对d着d分别进行运算,十1或者一l:当>l时,d, a1 4;~a0十l;当<0时d,~4=1,u;~40=4;一4io一 c.6根据高程方向编码a,a,a;a， ,计算当前网格高程方向上的上下边界 北斗网格码的定位角点在高度域上是网格下边界,偎据C.计算该网格的大地高实际上就是该网 格下边界的大地高h.;网格的上界为同样尺度朋上,高程方向上一个网格的定位点大地高根据C.5的 方式,计算上(十1)一个网格的高程编码,然后根据c.4计算的大地高实际上就是该网格上边界的大地 高h 24

深入解析北斗网格位置码GB/T39409-2020

随着北斗卫星导航系统在国内应用的不断发展，越来越多的行业开始使用北斗位置服务。然而，在实际应用中，位置信息的精度、可靠性和安全性都是需要保证的。针对这些问题，北斗网格位置码GB/T39409-2020应运而生。

北斗网格位置码是一种新型的位置编码方式，它将地球表面划分成了多个网格，并为每个网格分配了唯一的编码。这种编码方式可以大幅提高位置信息的精确度，并且具有更好的安全性和可靠性。

北斗网格位置码的特点

• 高精度：通过将地球表面划分成网格，北斗网格位置码可以将位置信息的精度提高到亚米级别。
• 高安全性：北斗网格位置码采用多层加密算法，可以有效保护用户隐私。
• 高可靠性：北斗网格位置码可以通过多个卫星进行定位，即使出现单个卫星信号不好的情况，也能保证位置信息的准确性。

北斗网格位置码的应用

目前，北斗网格位置码已经被广泛应用在各行各业。以下是一些典型的应用场景：

• 智慧城市：北斗网格位置码可以为智慧城市提供高精度的定位服务，帮助城市管理者更好地了解城市交通、人流等情况。
• 物流配送：北斗网格位置码可以对车辆进行精确定位，提高物流配送效率和安全性。
• 航空航天：北斗网格位置码可以为飞机提供精确的定位信息，并且可以在极端环境下依然保持高可靠性。

结语

北斗网格位置码GB/T39409-2020的出现为我们提供了一个更加精准、安全、可靠的位置服务方案。相信随着技术的不断发展，北斗网格位置码会在越来越多的领域得到应用。

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