GB/T39783-2021
北斗地基增强系统数据处理中心技术要求
TechnicalrequirementfordataprocessingcenterofBeiDouground-basedaugmentationsystem
- 中国标准分类号（CCS）U65
- 国际标准分类号（ICS）47.020.70
- 实施日期2021-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数25页
- 文件大小1.82M
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北斗地基增强系统数据处理中心技术要求
国家标准 GB/T39783一2021 北斗地基增强系统数据处理中心技术要求 TechmiealrequirementtratapreesingeenterfBeDgrund-baseui augmentatiosystem 2021-03-09发布 2021-10-01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/39783一2021 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 2 术语定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 总体架构 4.1框架 4.2总体功能 4.3总体指标 数据处理中心机房 5.1组成 5.2总体要求 5.3 机房位置 5. 设备布置 5.5 综合布线系统 5.6 环境条件 5.7建筑结构 5.8配套系统 硬件支撑平台 6.1配置 组成 6.,2 功能 6.3 6.4性能 软件支撑平台 7.1功能 7.2组成 7.3分布式数据总线 7.4统一数据访问软件 7.5数据分析计算服务软件 7.6数据存储管理软件 7.7系统运维管理软件 核心业务软件 8.1组成 8.2总体要求
GB/T39783一202 10 8.3数据接收分发子系统 12 8.4数据处理子系统 17 8.5数据播发子系统 18 8.6运行监控子系统 20 信息安全防护平台 20 9.1安全保密建设要求 20 9.2建设原则与依据 20 9.3信息安全防护平台的功能
GB/39783一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020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
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别专利的责任
本文件由中央军委装备发展部提出 本文件由全国北斗卫星导航标准化技术委员会(SAC/Tc544)归口
本文件起草单位:兵器工业标准化研究所、千寻位置网络(浙江)有限公司、兵器科学研究 院、武汉大学、北方信息控制研究院集团有限公司、兵器工业信息中心
本文件主要起草人;麦绿波、蔡毅、李戈杨、楼益栋、杨东朋、徐川徐学永、范佳星徐惠,谢志军、 张铭彬、张红兵
GB/T39783一2021 引 言 北斗地基增强系统是国家重要的信息基础设施,用于提供高精度定位服务,主要由基准站网、通信 网络系统,数据处理中心,运营服务平台、数据播发系统、用户终端、信息安全防护体系、备份系统等 组成
北斗地基增强系统通过在地面按一定距离建立的若干基准站接收导航卫星发射的导航信号,经通 信网络传输至数据处理中心,处理后产生导航卫星的轨道改正数、钟差改正数、电离层改正数,区域差分 数据、毫米级后处理数据等数据产品,通过卫星、数字网络(移动通信网、互联网等、数字广播等方式播 发,通过互联网提供后处理数据产品的下载服务,满足北斗地基增强系统服务范围内广域米级和分米 级，区域厘米级的实时定位和导航需求,以及后处理毫米级定位服务需求
为了系统性地优化、提升和固化北斗地基增强系统基准站,通信网络、数据处理、数据接口、数据播 发,运营服务等主体技术,使这些技术为国内外同类建设项目提供技术支持和有益指导,构建了由《北斗 地基增强系统基准站建设和验收技术规范第1部分;建设规范》《北斗地基增强系统基准站建设和验 收技术规范第2部分-验收规范X北斗地基增强系统通信网络系统技术规范北斗地基增强系统数 据处理中心技术要求X卫星导航地基增强系统数据处理中心数据接口规范《卫星导航地基增强系统播 发接口规范第1部分移动通信网X卫星导航地基增强系统插发接口规范第2部分移动多媒 体广播X卫星导航地基增系统播发接口规范第了部分,调频频段数字音颊广播X北斗地基增强系 统基准站人网技术要求》等国家标准组成的北斗地基增强系统相互支持、,协调配套的标准系列
本文件系统性地规定了北斗地基增强系统数据处理中心建设的内容,为北斗地基增强系统数据处 理中心的建设提供依据
IN
GB/39783一2021 北斗地基增强系统数据处理中心技术要求 范围 本文件规定了北斗地基增强系统数据处理中心的总体架构,数据处理中心机房、硬件支撑平台,软 件支撑平台、核心业务软件、信息安全防护平台等内容及技术要求
本文件适用于北斗地基增强系统数据处理中心(以下简称数据处理中心)的建设和验收
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/T22239一2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求 卫星导航地基增强系统数据处理中心数据接口规范 GB/T370182018 GB/T37019.1一2018卫星导航地基增强系统播发接口规范第1部分:移动通信网 GB/T37019.2-2018卫星导航地基增强系统播发接口规范第2部分;移动多媒体广播 GB/T37019.3一2018卫星导航地基增强系统播发接口规范第3部分;调频频段数字音频广播 GB/T39267一2020北斗卫星导航术语 GB50174一2017数据中心设计规范 GB50217一2018电力工程电缆设计标准 GB50311一2016综合布线系统工程设计规范 GB504622015数据中心基础设施施工及验收规范 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 GB/T392672020界定的术语和定义适用于本文件
3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
AC;列头柜(ArrayCabinet API;应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface' BDs:北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatellitesysterm BNEX.二进制交换格式(BbinaryExchangeFormat DcB;差分码偏差(DiferentialcodeBia) ERP;地球自转参数(EarthRotationParametersy EDA;设备配线区(EquipmentDistributionArea)
GB/T39783一202 G.AIIEO伽利略全球导航卫星系统(GialileoSateliteNavigationsystem) GEO;地球同步轨道(GeosynehronousEarthOrbit GLONAsSS:格洛纳斯卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem GNss;全球卫星导航系统(GlobalNavigationSsatelitesystem) GPs;全球定位系统(GlobalPositioningSystem) IaaS;基础设施即服务(lnfrastructureas-a-Service iGMAs;国际GNSS监测评估系统(in GNSSMonitoringand
international AssessmentSystem Gs:国际卫星导航服务组织(InternationalGNSsService) onousOrbitD IGsO;倾斜地球同步轨道(InclinedGeosynchrc iops;每秒进行读写操作的次数(input/outputoperationspersecond) IP;网络协议(InternetProtocoD) rnationalTerrestrialReferenceFrame ITRF:国际地球参考框架(Inter MDA:主配线区(MainDistributionArea MEO;中圆轨道(MediumEarthOrbit) NTRIP:互联网传输RTCM数据的协议(NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol) PaaS;平台即服务(Platform-asa-Service ps;每秒包数量(package persecond SystemInterfaceofUNIX POSIX;可移植操作系统接口(PortableOper srating RINEX:接收机自主数据交换格式(ReceiverlndependentExehangeFormat) RTCM:海事无线电技术委员会(RadioTechnicalCommissionforMaritimeServices RTK:实时载波相位差分(Real-TimeKinematie SaaS;软件即服务( Software Serice --2L- SQL;结构化查询语言(StrueturedQueryLanguage) SSD:固态驱动器/固态硬盘(SolidStateDrive' TCP;传输控制协议(TransmissionControlProtoeol TCP/IP;传输控制/网络通信协议(TransmissionControlProtoeol/InternetP'rotoeol) rronContentUnit TECU:总电子数(含)单位(TotalElectr UDP;用户数据报协议(UserDatagramProtocol VRS:虚拟基准站(VirtualReferenceStation 总体架构 4.1框架 数据处理中心主要应由数据处理中心机房、硬件支撑平台,软件支撑平台,核心业务软件和信息安 全防护平台组成,对外连接的有基准站网服务接人网、播发系统及用户等,数据处理中心组成的总体架 构图见图1
GB/39783一2021 数据处理中心 基准站网 运行监控子系绕功能 服务接入网 系统运维 基准站监控5 基础支撑环境监控 基准站 运营服 备份 系统 基准站 数据处理 数据接收分发 服务播发 子系统功他 子系统功能 子系统功能 基准站 基准站管理 实时钟差 实时精出 播发平台 轨道解算 解算 数据按收 电内层模型 卫星播发 区域RTK 播发系统及用户 外理 参数解算 监测站 移动通信 数据及产品 广域数据 区域数批 播发 分发写管理 基准站 产品服务 产品服务 数字广播 播发 数据质量 数据后处理毫米级解算 播发 评估 系统 用户 基准站 软件支撑平台 监测站 硬件支撑平台 基准站 监测站 机房 图1数据处理中心组成的总体架构图 4.2总体功能 4.2.1数据协议和格式 4.2.1.1数据处理中心应采用TCP/IP、,NTRIP或UDP协议和RINEX或BINEX文件格式等接收和 传输数据,协议的版本采用现行有效的普遍使用版本
4.2.1.2数据处理中心接人和播发的产品数据格式应符合GB/T370182018的规定 4.2.2数据处理 4.2.2.1数据处理中心对各基准站、监测站采集并传输到数据处理中心的数据应进行质量分析和评估
4.2.2.2数据处理中心对原始观测数据进行多站数据综合处理,计算生成统一格式的广域、区域的差分 数据产品和后处理数据产品,数据格式应符合GB/T37018一2018的规定
4.2.3系统运行监控 4.2.3.1数据处理中心应对各基准站和监测站原始观测数据的完好性、连续性、可用性进行监测评估
4.2.3.2数据处理中心应对各基准站和监测站的设备运行状态进行远程监控管理,并对设备运行的完 好性、连续性、可用性进行监测评估
4.2.3.3数据处理中心应对差分数据产品的完好性,连续性和可用性进行监测评估
数据处理中心应对通信网络进行安全管理,禁止各种未授权的访问
4.2.3.4 数据处理中心应对通信网络进行监测评估,对故障进行诊断与修复 4.2.3.5 4.2.3.6数据处理中心应进行系统信息管理,用户管理、日志管理等
GB/T39783一2021 4.2.4数据服务 通过卫星、数字网络(移动通信网,互联网等),数字广播等播发手段,数据处理中心应向用户提供覆 盖全国的实时和非实时差分数据产品服务,包括广域米级和分米级的实时差分数据产品、区域厘米级实 时差分数据产品和后处理毫米级精密数据产品
4.3总体指标 4.3.1处理能力和规模 4.3.1.1首先应支持BDS(B11,B1c,B21,B2a、B2b,B31等),GPs(L1c/A,Llc,L.2c,L.2P,L.5),GLo NASs(L1、L2),GALlLEo(E1,E5a,E5b)等四个系统的至少八个频点的十六种导航信号的处理,并能 扩展到支持其他卫星导航系统信号的处理
本标准主要规定北斗系统的性能指标,北斗以外的其他系 统性能指标参考各自的性能服务规范
4.3.1.2当基准站有故障时,应具有过滤或排除故障基准站的数据被使用的能力;当基准站修复后,应 具有恢复数据使用的能力
4.3.1.3数据处理中心存储基准站原始观测数据的离线存储时间应不少于15年,在线存储时间应不小 于1年
4.3.1.4数据处理中心的规模应符合以下要求 处理卫星数量不小于120颗 aa b 处理基准站数量不小于500个
4.3.2广域实时精密差分数据产品更新率 广域实时精密差分数据产品更新率应符合以下要求: 轨道改正数据产品更新时间周期为5; a 钟差改正数据产品更新时间周期不大于5s; b 电离层改正数据产品更新时间周期不大于30s 4.3.3区域差分数据产品延时 区域差分数据产品输出延时应不大于2、
4.3.4系统可用度 数据处理中心的系统可用度(R)应不小于0.999. 5 数据处理中心机房 5.1组成 数据处理中心机房建设的主要内容应包括机房位置、设备布置、综合布线系统、环境条件、建筑结 构、配套系统等建设,其中,配套系统主要由空气调节系统、电气(配电)系统、智能化系统(含动力及环境 监控)、防雷接地系统、消防系统、安防监控系统等组成 5.2总体要求 5.2.1设计要求 5.2.1.1数据处理中心机房设计应符合GB50174一2017要求
5.2.1.2数据处理中心网络安全应符合GB/T22239-2019中网络安全等级保护三级及以上要求
GB/39783一2021 5.2.1.3数据中心机房的配置和条件应不低于GB50174一2017中规定的B级主要指标
5.2.2施工要求 数据处理中心机房的施工应按GB50462一2015的相关要求执行
5.3机房位置 数据处理中心的机房位置应满足以下环境条件要求 供电稳定可靠,交通方便、,通信方便、水源充足、自然环境清洁 a b 远离产生粉尘,油烟有害气体的环境; 远离具有腐蚀性的环境; c 远离易燃易爆物品的区域; d 远离水灾隐患区域; e 远离强振源和强噪声源; 避开强电磁场干扰区 g 5.4设备布置 5.4.1机房设备布置应采用分区布置,主要分为主机区、存储器区、数据输人输出区
5.4.2机房设备的布置应有利于人员和设备安全的保证、机房管理、人员操作、安装维护,防尘等
5.4.3机柜或机架的布置宜采用面对面和背对背的方式,并留出通风和散热间隔
5.5综合布线系统 综合布线系统应按GB50311一2016和GB50217一2018要求进行主干布线系统结构设计,围绕主 干线设计主配线区(MDA)、列头柜(AC)布线、设备配线区(EDA)等,并进行布线系统走线通道设计等
5.6环境条件 环境条件中的温度、湿度、空气粒子浓度、噪声电磁干扰、振动及静电等应符合相关要求
5.7 建筑结构 数据处理中心应考虑人流、物流以及出人口,围护结构热工设计和节能措施,建筑和结构应按B级 或以上数据机房等级设计,室内装修应符合相关要求
5.8配套系统 数据处理中心机房的空气调节系统、电气(配电)系统、智能化系统(含动力及环境监控),防雷接地 系统、消防系统、安防监控系统等应按相关标准要求进行配置和建设
硬件支撑平台 6.1配置 6.1.1硬件支撑平台的配置应根据服务总需求进行分解和基本设计,各平台单元硬件配置应根据基准 站数量和软件的服务能力进行配置
6.1.2硬件支撑平台配置的设备主要应为服务器、存储设备、网络设备,安全设备等设备
设备配置应 考虑一定的冗余量,设备配置的数量按照数据处理中心计算、处理和服务需求如基准站数量规模以及 软件服务能力等)的最大能力要求增加一定的百分比量配置,且设备运行的利用率一般不应超过设备配
GB/T39783一2021 置能力的70%(如最大并发数占配置设备能力的70%)
6.1.3硬件支撑平台可以采用自己搭建硬件构建支撑平台,或使用公有云的Iaas(基础设施即服务)硬 件支撑平台(公有云技术内容参照硬件支撑系统的要求)
6.2组成 6.2.1数据处理中心硬件支撑平台应由计算平台、网络平台、存储平台,业务数据备份平台等组成
计算平台主要应由数据计算和存储等组成
6.2.2 6.2.3网络平台按业务需求应分为专线区、安全区、计算网络区,存储网络区及网络管理区等
6.2.4存储平台应由分布式文件系统和底层磁盘阵列系统组成
6.2.5业务数据备份平台主要应由物理磁带库或者大存储磁盘等大容量数据存储硬件组成
6.3功能 6.3.1计算平台服务器的运算能力、内存,磁盘容量、网络吞吐能力应保证一定的冗余量
6.3.2网络平台具有支持多种网络设备的统一管理能力,能及时、全面地掌握网络的故障、性能、配置 安全问题等信息,并应采用分布式设计,支持未来业务的横向扩展能力
6.3.3存储平台应配置中文图形化管理、开放存储管理、告警、数据快照等功能的软件,提供AP1接口， 支持功能特性植人和二次开发
6.3.4业务数据备份平台应提供热备和冷备两种备份方式,保证发生重大系统故障时,数据可回传 利用
6.4性能 6.4.1计算平台的性能:CPU的主频应不小于2.5GH,并支持多线程技术;内存需要支持双通道,并 带宽应不小于50GBps;磁盘的随机读取能力应不小于50000次/s(iops),随机写人的能力应不小于 14o00次/s(iops);服务器的网卡应不小于10Gbps
6.4.2网络平台的性能;单台交换机端口应不小于24×1Gbps,背板带宽应不小于50Gbps,吞吐率应 不小于24Gbps;单台核心交换机端口应不小于48×10Gbps,整机吞吐率应不小于480Gbps,端口吞 吐率应不小于10Gbps,包转发率应不小于17Gpps,背板带宽应不小于80Tbps;所有网络设备的转发 延时应不大于1ms
6.4.3存储平台的性能;磁盘阵列总体支持的存储容量应不小于100TB;系统数据传输总带宽应不小 于48GBps
6.4.4业务数据备份平台的性能:存储量应不小于1PB的容量;数据存储冗余量应不小于30%;数据 存储速率应不小于24GBps
软件支撑平台 7.1功能 软件支撑平台应具有为数据处理中心提供高效的针对海量多格式,多模式数据的采集、存储,查询 访问和分析计算能力
7.2组成 软件支撑平台主要应由分布式数据总线,统一数据访问软件、数据分析软件、数据存储管理软件、系 统运维管理软件等组成
数据处理中心的软件支撑平台可以采取自己搭建软件支撑平台,或使用公有 云的PaaS(平台即服务)软件支撑平台
通过软件支撑平台(自己开发的或公有云的),开发业务服务软
GB/39783一2021 件向社会提供定位导航服务,或开发SaaS(软件即服务)向社会提供定位导航服务
软件支撑平台的逻 辑框架见图2. 核心业务软件 数据接收分发子系统 数据处理子系统 播发服务子系统 运行监控子系统 数据访问服务 结构化数据访问接口 对象接口 文件接口 路由管理 连接池管理 数据分析计算服务 分布式资源调度 基于策略的复杂事件处理 分析式计算根架 数据存储管理服务 关系型数据库 分布式数据库 分布式文件系统 基础设法平台 物理服务器资源 存储资源 网络资源 图2软件支撑平台的逻辑框架图 7.3分布式数据总线 应具有提供高容错高性能的数据传输和交换、支持大规模分布式应用系统各组成部分之间进行 7.3.1 通信和协作、能将系统中各个组成部分有机地联接在一起等基本功能
7.3.2应采用具有群组通信机制以及逻辑地址技术的分布式数据总线
7.3.3应以群组通信机制作为系统实现多活体备份与活体流动性机制的基础
7.3.4逻辑地址技术支持业务软件应与具体节点的位置无关
7.3.5分布式数据总线应包括客户端程序实现与分布式数据总线通信,能作为在客户端程序之间转发 消息的消息代理
7.4统一数据访问软件 7.4.1数据处理中心的数据存储与访间,应在上层应用和数据存储层之间建立一个统一数据访间软 件,访问软件由接口、连接池管理模块及路由管理模块等组成
根据底层数据存储系统的不同类型,应建立和维护多个连接池管理模块 7.4.2 7.4.3路由管理模块主要应由访问导航,路由动态更新、系统状态、负载均衡以及策略管理等几个模块 组成,实现跨域调度,应具有访问导航、路由动态更新、系统状态监控和故障路由自动切换、策略管理等 功能
GB/T39783一2021 7.4.4统一数据访问服务的API接口形式应为结构化数据访问接口,对象接口,文件接口,其提供的是 面向上层应用的接口,一类是统一数据访问API,另一类是针对后台每种数据存储系统各自AP的 适配
7.5数据分析计算服务软件 7.5.1数据分析计算服务软件主要应由分布式资源调度管理软件,基于策略的复杂事件处理软件和分 布式计算框架软件组成,负责海量历史数据和数据分析的处理、任务的定义、调度,协作和执行等功能
7.5.2分布式资源调度管理软件应能整合动态负载均衡及资源调配,解决大规模系统资源的有效利用 和管理,进行实时资源调度管理
7.5.3基于策略的复杂事件处理软件机制应满足以下要求 支持精确的事件策略描述方式,能够实现对分布式系统应用中的事件精准识别,从而保证自动 a 化的可靠性; 支持复杂的策略制定,实现大型和复杂的分布式任务处理 b c 支持自定义事件处理策略,包括处理机制、识别规则; 支持基于大量事件的处理,满足对分布式系统频繁交互而产生的各种事件的快速响应 d 分布式计算框架软件应能将巨大的计算能力分解,分配至多台计算机进行处理,最后把这些计 7.5.4 算结果综合汇总
7.6数据存储管理软件 7.6.1数据存储管理软件应能为北斗地基增强系统提供可靠的、满足业务性能要求的数据存储和数据 提取功能
7.6.2数据存储管理软件主要应由关系型数据库、分布式数据库、分布式文件系统组成
7.6.3关系型数据库主要用于存储用户和地理信息等数据,应能实现海量强关系型结构化数据的存储 和快速访问,并可解决关系型数据库的横向扩展以及海量异构关系型数据的汇聚及分析挖掘问题
7.6.4关系型数据库管理系统应基于底层高效可靠的数据传输交换以及数据复制技术开发,用于在关 系型数据库之间进行数据抽取、数据转换、数据同步分发和数据冗余
7.6,5关系型数据库管理系统应能对众多异构数据库进行数据整合,并以统一的访问视图呈现给上层 应用
7.6.6分布式数据库用于存储用户信息数据等海量结构化/半结构化数据的存储处理,应能实现不同 业务应用中不同格式,不同访问模式的海量结构化/半结构化数据的存储需求
分布式数据库整体分为 前端、服务器端、存储引擎三部分 7.6.7分布式数据库前端应能提供各种编译语言的AP1支持,对文件系统的接口提供文件的频繁读写 支持、大多数POsIX文件系统的格式特性支持和为接口层加人对标准sQL语言的支持等功能 7.6.8分布式数据库服务器端应具有在数据的多份副本之间进行大量的数据和控制指令交互的功能 应能使用分布式数据总线的群组通信功能来实现
7.6.9分布式数据库存储引擎应包括时序引擎、对象引擎和结构化引擎,应提供服务器端实现具体数 据物理存储的接口
7.6.10分布式文件系统应能存储文件总数量和总容量较大的基准站和监测站原始观测数据、数据处 理中心日志,差分数据产品,以及数量和总容量很大的各类文档、图片、视频等数据,并能高效存储和 访问
7.6.11分布式文件系统应能运行在各种硬件和操作系统环境上;应能支持硬件规模的动态扩展;其存 储容量和数据访问性能应能动态地随硬件规模的变化线性变化
7.6.12分布式文件系统架构应基于集群架构,在一个分布式存储系统中关联元数据服务器集群;集群
GB/39783一2021 内的控制节点之间应按照一定的策略进行状态信息同步;控制节点应负责管理文件系统的命名空间以 及对文件系统数据的存取访问,形成互为主从备份的关系
7.7系统运维管理软件 系统运维管理软件应具备以下功能: 界面化的资源创建,变更、,退还等操作; aa 对应用服务器系统进行监控,发生故障时能够及时告警; b 对资源进行权限隔离; c d)对系统服务部署更新
核心业务软件 8 8.1组成 以下数据处理中心核心业务软件的组成及各子系统软件的组成以软件的功能进行表达,而不以软 件的具体组成形态表达,软件的具体组成形态可自定义
数据处理中心核心业务软件的功能应由数据 接收分发子系统、数据处理子系统、数据播发子系统,运行监控子系统等的功能组成
数据处理中心核 心业务软件的功能组成图见图3
数据处理中心核心业务软件 数据 运行 数据 数据 按收 处理 播发 监控 分发 子系 子系 子系 子系 统 统 绕 统 图3数据处理中心核心业务软件的功能组成图 8.2总体要求 8.2.1时间系统 应使用北斗系统时间
8.2.2坐标系 应使用北斗坐标系;对接人的坐标系定期进行更新
具有基于ITRF和北斗地球参考坐标框架等 进行坐标位置表达和存储的功能
8.2.3互备要求 核心业务软件应能支持多节点互备的处理和计算,采用并行计算等模式进行互备
8.2.4兼容性要求 业务软件应与多种主流典型的操作平台软件系统兼容,如linux、Windows等
8.2.5安全性要求 安全性应满足以下要求:
GB/T39783一202 系统级安全控制,可通过访问IP,登录时间,连接数进行限制; a b 系统资源访问控制,可对业务软件API、接口、功能模块的调用进行权限限制: 功能性安全控制,可对功能流程控制 c 数据域安全控制,可对用户能访问的数据域段进行各维度的控制 d e 数据播发时,应使用加密传输
8.3数据接收分发子系统 8.3.1组成 数据接收分发子系统主要应由基准站管理、数据接收和存储、数据及产品分发与管理、数据质量评 估等功能模块组成
8.3.2基准站管理模块 8.3.2.1 功能 基准站管理模块应包含以下主要功能(见图4) 应具有管理、维护和追踪基准站事务的功能; a b 应具有框架基准站的坐标解算与维护的功能 c 应具有区域基准站的坐标解算与维护的功能; d 应具有基准站速度场解算与维护的功能; 应具有基准站数据接收、数据存储、数据删除、数据查询、数据更新和数据输出的功能; e 应具有基准站管理软件配置与升级的功能
基准站管理模块 管理 框架 区域 基准 基准 基准 基准 基准 维护 基准 基准 站速 站的 站的 站的 站竹 跟踪 站坐 站坐 度场 数据 数据 数据 理软 基准 标解 标解 解算 接收 删除 更新 件配 与 令 与 与 站事 算与 算与 置与 维护 输出 升极 维护 维护 存储 查询 务 图4基准站管理模块的功能图 8.3.2.2性能 基准站管理模块应满足以下主要性能 a 基准站管理模块应支持不少于500个基准站的管理 b) 基准站坐标变动量大于2cm时应能对坐标自动进行更新
8.3.3数据接收和存储模块 8.3.3.1 功能 数据接收和存储模块应包含以下主要功能 10
GB/39783一2021 应具有接收框架站网、区域站网和行业基准站网等基准站采集的原始观测数据和气象数据(如 a 果有)的功能; 应具有对原始观测数据进行实时解码、格式转换和数据转发的功能 b 应具有形成标准格式数据文件并进行存储和管理的功能 c d)应具有接人GNSS服务机构(如IGS,iGMAs等)的后处理精密轨道、精密钟差、精密电离层、 精密ERP、精密DCB精密站坐标等数据产品的功能以及存储数据的功能 8.3.3.2性能 数据接收和存储模块应满足以下主要性能 数据接收和存储模块应支持不少于500个基准站原始观测数据接收和数据存储 a b 编码及格式转换时延不应大于200n ms
8.3.4数据及产品分发与管理模块 8.3.4.1功能 数据及产品分发与管理模块应包含以下主要功能 应具有支持原始观测数据实时数据流和文件两种分发模式的功能; a b 应具有支持同时分发多个原始观测数据的功能 应具有将原始数据和数据产品分发至多个行业数据处理系统的功能 c d 应具有将差分数据产品发布至数据播发系统并记录相关信息的功能; 应具有记录分发至行业数据处理系统的数据情况并进行数据统计和结果显示的功能 e 应具有精密轨道、精密钟差、精密电离层产品、广域差分数据产品、区域差分数据产品等的任务 f 调度、解算结果管理等的功能
8.3.4.2性能 数据及产品分发模块应满足以下主要性能 应支持同时分发不少于500个基准站的数据 a b)实时数据流分发处理时间不应超过800ms, 应能支持百万量级用户的数据分发和管理
8.3.5数据质量评估模块 8.3.5.1功能 数据质量评估模块应包含以下主要功能(见图5) 应具有选择性读取基准站观测值数据的功能; a 应具有选择性读取广播星历数据的功能; b 应具有对多路径效应、周跳比、数据完整率、伪距精度、载噪比等数据进行数据质量评估的 功能; 应具有对RINEX2.X、,RINEX3.X格式数据进行质量评估的功能 d 应具有结果的格式化输出与显示的功能
11
GB/T39783一2021 数据质量评估模块 基准 广播 数据 结果 站观 星历 质量 格式 测值 数据 评估 化输 数据 读取 出与 显示 读取 图5数据质量评估模块功能图 8.3.5.2性能 数据质量评估模块应满足以下主要性能 1Hz采样能识别2周以上的周跳 a b)支持大于500个基准站的并发数据质量评估能力
8.4数据处理子系统 8.4.1组成 数据处理子系统主要应由实时精密轨道解算、实时钟差解算,电离层模型参数解算、广域数据产品 服务、区域RTK处理、区域数据产品服务和数据后处理毫米级解算等功能模块组成
8.4.2实时精密轨道解算模块 8.4.2.1功能 实时精密轨道解算模块应包含以下主要功能见图6): 应具有多系统组合精密轨道改正数生成的功能 a b 应具有扩展新卫星导航系统精密轨道改正数生成的功能 应具有解算精密轨道的并行数据预处理的功能; c d 应具有BDS系统实时轨道改正数生成的功能 应具有G;PS系统实时轨道改正数生成的功能; 应具有GLONASS系统实时轨道改正数生成的功能; 应具有GALLEO系统实时轨道改正数生成的功能 日 应具有采用接人的星历,DCB,ERP等数据计算精密轨道的功能; h 应具有实时轨道改正数输出的功能
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GB/39783一2021 实时精密轨道解算模块 多系 扩展 解算 BDs GPSs GLoNASsGALLEo 采用 实时 统组 新卫 实时 实时 实时 精密 实时 星历 轨道 轨道 轨道 轨道 轨道 合精 星系 轨道 DCB 改正 密轨 统精 并行 改正 改正 改正 改正 ERP 数输 道改 密轨 数据 数生 数生 数生 数生 数据 出 正数 道改 预处 成 成 成 成 计算 生成 正数 理 精密 生成 轨道 图6实时精密轨道解算模块功能图 8.4.2.2性能 实时精密轨道解算模块应满足以下主要性能 BHDs-2GEO实时轨道精度不大于500cm(2a). aa b BDs2IGSO/MEO实时轨道精度不大于20em(2a); BDs-2单系统单天弧段120个站计算时间不应超过2h c Ds3GEO实时轨道精度不大于500cem(2a) d BDS-3IGsO/MEO实时轨道精度不大于15cm(2a); e fD BDs-3单系统单天弧段120个站计算时间不应超过2 h
8.4.2.3轨道精度比对 轨道精度应与iGMAs/IGS后处理数据产品进行比对
8.4.3实时钟差解算模块 8.4.3.1 功能 实时钟差解算模块应包含以下主要功能(见图7) 应具有多系统组合精密钟差改正数生成的功能 aa 应具有扩展新卫星导航系统精密钟差改正数生成的功能; b 应具有三频GNSs观测值数据处理的功能" c d 应具有BDS系统实时钟差改正数生成的功能; 应具有GPS系统实时钟差改正数生成的功能; 应具有GLONAsSS系统实时钟差改正数生成的功能 应具有GALILE0系统实时钟差改正数生成的功能; g h)应具有采用接人的实时精密轨道、观测值、DCB等数据计算精密钟差的功能; 应具有实时钟基羞改正数输出的功能 13
GB/T39783一2021 实时钟差解算模块 多系 扩展 三频 BDs GPSs lGL.ONASs GALIlLEo 采用 实时 统组 新卫 GNss 实时 实时 实时 实时 精密 钟差 合精 观测 钟差 星系 钟差 钟差 钟差 轨道 改正 密钟 统精 值数 改正 改正 改正 改正 观测值 数输 差改 密钟 数生 数生 数生 数生 DCEB 出 据处 正数 成 成 成 成 差改 令 计算 生成 正数 精杏 钟差 生成 图7实时钟差解算模块功能图 8.4.3.2性能 实时钟差解算模块应满足以下主要性能 钟差解算时间不应大于4 a S; b BDs-2实时钟差精度不大于0.5ns(2o)(非GEO卫星); BDs3实时钟差精度不大于0.3ns(2o)(非GEO卫星)
c 8.4.3.3钟差精度比对 钟差精度应与GMAs/IGS后处理数据产品进行比对 8.4.4电离层模型参数解算模块 8.4.4.1功能 电离层模型参数解算模块应包含以下主要功能(见图8): 应具有选择性获取精密轨道和钟差改正数据产品的功能" a 应具有多基准站并行电离层延迟数据解算的功能 b 应具有区域多模型电离层模型参数建模的功能 c d 应具有实时电离层改正数据产品输出的功能 电离层模型参数解算模块 获取 区域 实时 多基 精密 准站 多模 电离 轨道 并行 型电 层改 离层 正数 钟差 电离 改正 层延 模型 据产 数据 迟解 建模 品输 产品 出 算 图8电离层模成型参数解算模块功能图 14
GB/39783一2021 8.4.4.2性能 电离层模型参数解算模块应满足以下主要性能 电离层产品精度不应大于8TEcU aa 电离层模型参数解算时间不应大于5s; b 可采用网格模式,按照电离层变化的活跃程度划分网格的大小(电离层活跃的空域网格区小， 不活跃的空域网格大,网格的角度范围一般为3~7'). 8.4.4.3电离层精度比对 电离层精度应与iGMAs/IGS最终电离层数据产品进行比对
8.4.5广域数据产品服务模块 8.4.5.1 功能 广域数据产品服务模块应包含以下主要功能 应具有支持在线广域实时高精度定位服务的功能; a b 应具有支持单向播发的广域实时高精度定位服务的功能 应具有用户管理《如果有)的功能 c 8.4.5.2性能 广域数据产品服务模块应能支持百万量级的用户管理
8.4.6区域RTK处理模块 8.4.6.1功能 区域RTK处理模块应包含以下主要功能(见图9) 应具有BDS系统区域差分改正数生成的功能 a b 应具有GPS系统区域差分改正数生成的功能 应具有GLONASS系统区域差分改正数生成的功能; c 应具有GALILEO系统区域差分改正数生成的功能; d 应具有多频点差分改正数据产品输出的功能; e fD 应具有采用虚拟站(VRS)或格网点解算生成区域改正数的功能
区域RTK处理模块 BDs GS laL0NMSs GALILEDo 多频 采用 区域 区域 区域 区域 点差 VRS 或 差分 差分 差分 差分 分改 改正 改正 改正 改正 正数 格网 数生 数生 数生 数生 据产 生成 成 成 成 成 品输 改正 出 数 图9区域RIK处理模块功能图 15
GB/T39783一2021 8.4.6.2性能 区域RTK处理模块应满足以下主要性能 应能支持实时并行解算超过500个基准站的数据 a b) 区域差分数据产品解算时间应小于1s; c 应能提供厘米级的数据产品服务
8.4.6.3计算和处理模式 区域RTK的差分数据产品生成模式可以采用格网点、虚拟站等模式
格网点的算法和处理模式 步骤主要为组网和格网点划分,基线解算、电离层建模和差分数据产品生成;虚拟站的算法和处理模式 步骤主要为按用户请求的概略位置点组网、基线解算、电离层建模和差分数据产品生成
8.4.7区域数据产品服务模块 功能 8.4.7.1 区域数据产品服务模块应包含以下主要功能 应具有支持区域实时厘米级位置服务的功能; a b)应具有用户管理、用户数据分析的功能
8.4.7.2性能 区域数据产品服务模块应能支持百万级以上并发连接数量
8.4.8数据后处理毫米级解算模块 8.4.8.1 功能 数据后处理毫米级解算模块应包含以下主要功能(见图10). 应具有BDS系统数据后处理毫米级解算的功能 a b 应具有G;PS系统数据后处理毫米级解算的功能; c 应具有GLONAsS系统数据后处理毫米级解算的功能 应具有GALILE0系统数据后处理毫米级解算的功能; d 应具有多基线解算数据处理的功能 e fD 应具有支持多系统组合数据后处理毫米级解算的功能 应具有后处理毫米级数据产品输出的功能
g 数据后处理毫米级解算模块 B0s GPs GL0NASs lGALLE0 多基 多系 后处 数据 数据 数据 数据 理毫 线解 统组 米级 后处 后处 后处 合数 后处 算数 理毫 理毫 理毫 理毫 据处 据后 数据 米级 米级 米级 米级 理 处理 产品 解算 解算 解算 解算 输出 毫米 级样 算 图10数据后处理毫米级解算模块功能图 16
GB/39783一2021 8.4.8.2性能 数据后处理毫米级解算模块应满足以下主要性能 24h观测时长数据处理时间应小于5min; b 24h观测时长后处理解算内符合精度应满足: 15km以内基线,水平不大于2mm,高程不大于4nmm; 22 5km以上70km以下基线,水平不大于2 mm+0.5D×10-,高程不大于4mm+ 0.5D×10" 注:D为基线长度,单位为公里(km)
8.4.8.3数据后处理毫米级精度评价算法 采用一定时段内(不少于7天)的解算结果坐标序列,取其统计标准偏差s(r)作为精度评价指标， 按公式(1)计算 -" (z一 式中: 数据后处理毫米级精度标准偏差; s(.r 测量中的某单个测量值; 工 坐标样本序列个数; 水平或垂直方向坐标样本序列 r ， 水平或垂直方向坐标样本序列的平均值
8.5数据播发子系统 8.5.1功能 数据播发子系统应包含以下主要功能(见图11). 应具有支持差分数据产品按GB/T37018一2018数据格式编码的功能; 5 应具有支持广域差分数据产品的卫星、数字网络、数字广播播发方式的功能; 应具有支持区域RTK数据产品的移动通信网播发方式的功能; d 应具有支持符合GB/T37019.1一2018~(GB/T37019.3一2018播发接口的数据传输功能; 应具有支持用户认证鉴权的移动通信网播发的功能" e 应具有支持并发连接数弹性扩展的功能
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GB/T39783一2021 数据播发子系统 支持 支持 支持 支持 支持 区域 广域 用户 并发 符合 潮 差分 认证 连接 RmK lGB/T37019.1-2018 CB/T37018 产品 产品 数 鉴权 lGB/T37019.3-2018 --2018 卫屋 弹性 移动 移动 接口 网络 通信 数据 播发 扩展 移动 广播 格式 播发 广播 差分 播发 方式 数掘 数据 方式 产品 产品 图11数据播发子系统功能图 8.5.2性能 数据播发子系统应满足以下主要性能 a 应具有播发亿级用户数量以上的能力; 卫星播发广域数据产品总延时不应大于6s; b) 移动通信网播发广域数据产品总延时不应大于1s; c d)数字广播播发广域数据产品总延时不应大于5s 8.6运行监控子系统 8.6.1组成 运行监控子系统主要应由基准站监控、基础支撑环境监控、系统运维和服务监测评估等功能模块 组成
8.6.2基准站监控模块和基础支撑环境监控模块 8.6.2.1 功能 基准站监控模块和基础支撑环境监控模块应包含以下主要功能 应具有管理监控数据接人、存储、查询的功能; a b)应具有告警数据输出和管理控制的功能
8.6.2.2性能 基准站监控模块和基础支撑环境监控模块应满足以下主要性能 应能支持每分钟一百万条数据的并发接人; a b 应能支持监控不少于1000个基准站和监测站的数据接收和存储 数据存储至数据库的平均延时应小于1、
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GB/39783一2021 8.6.3系统运维模块 8.6.3.1系统运维模块功能 系统运维模块应包含以下主要功能 应具有记录服务器的主机名、,IP、配置等信息的功能 aa 应具有记录业务服务相关信息的功能; b 应具有记录服务器和在其上运行的对应关系的功能 c 应具有服务器上的代码自动化更迭变更的功能; d 应具有故障监测和系统自动运行的功能
8.6.3.2系统运维模块性能 系统运维模块应包含以下主要性能 数据接收与分发子系统监控项不应少于8项,主要监控的事项有基准站接人量监控,基准站分 aa 布监控、,基准站历元完整率监控等; b 数据处理子系统监控项不应少于15项,主要监控的事项有区域RTK、差分数据有无、差分数 据龄期等; 数据播发子系统监控项不应少于10项,主要监控的事项有在线用户数、系统CPU、系统内 存等; 故障告警时间不应大于2s
8.6.4服务监测评估模块 服务监测评估模块功能 8.6.4.1 服务监测评估模块应包含以下主要功能 应具有广域和区域差分数据产品接收与解析的功能 a 应具有监测Ds.GPs,.G.ALIEo.GL.ONAss四个系统的差分数据产品的功能 b 应具有对广域和区域增强服务在定位区域的监测、评估和显示的功能
8.6.4.2服务监测评估模块性能 8.6.4.2.1广域监测模块性能要求 广域监测模块应包含以下主要性能: 单频伪距定位精度水平方向不大于2m(2a),高程不大于3m(2); a b 单频载波相位定位精度水平方向不大于1.2m(2a),高程不大于2m(2a) 双频载波相位定位精度水平方向不大于0.5m(2o),高程不大于1m(2a); c d 监测频度应为每秒1次 8.6.4.2.2区域监测模块性能要求 区域监测模块应包含以下主要性能 15km以内基线RTK静态实时定位水平精度不大于1.5em十D×10-,高程精度不大于 a 2.5cem十D×10-6; 19
GB/T39783一202 D)15km30km基线RTK静态实时定位,水平精度不大于2.5cm+D×10-,高程精度不大 于4.5em十D×10-" 30km45km基线RTK静态实时定位,水平精度不大于5.0cm+D×10-,高程精度不大 于8.0cm十D×10-" 监测频度应为每秒1次
d 注，D为基线长度,单位为公里( km) 信息安全防护平台 9.1安全保密建设要求 数据处理中心的安全保密建设目标应依据国家有关标准和规范,建立完整的安全保障系统保证数 据处理中心安全保密性符合国家相关保密管理要求,有效保障数据处理中心业务的正常开展
9.2建设原则与依据 根据安全保密建设目标,数据处理中心分级保护方案的设计应遵循“规范定密准确定级,依据标 准、同步建设,突出重点、确保核心,明确责任、,加强监督”的原则,具体原则要求如下 分域分级原则;涉密信息系统应根据信息密级、功能等划分不同的安全域并确定等级,按照相 a 应等级的保护要求进行防护; b 信息流向控制原则:禁止高密级信息由高等级涉密信息系统(或安全域)流向低等级涉密信息 系统(或安全域); 最小授权与分权管理原则涉密信息系统内用户的权限应配置为确保其完成工作所必需的最 小权限,相互独立、相互制约,避免出现权限过大的用户; 技术与管理并重原则.涉密信息系统分级保护应采取技术和管理相结合的、整体的安全保密 d 措施; 纵深防御保护原则:在设计整个安全保密系统时,应采用多级纵深防御保护原则,采用多种安 全手段,多方面、多角度来实现系统的安全建设; f 安全可扩展性和可维护性原则:系统应具有适应未来发展良好的安全可扩展性和可维护性,部 署便利,使用简便,维护集中,并可以实现服务和应用的灵活扩展
9.3信息安全防护平台的功能 信息安全平台应具有以下功能 应具有数据安全传输控制的功能; a b)应具有网络攻击防护的功能 应具有网络日志收集,查看和分析的功能 c 应具有数据加密的功能
d 20
北斗地基增强系统数据处理中心技术要求GB/T39783-2021解读
随着北斗卫星导航系统的不断发展和完善，越来越多的应用场景需要对北斗进行更高精度的定位和导航。为此，北斗地基增强系统应运而生，它通过在地面上建立一系列地基增强站点，提供针对用户需要进行的信号处理，从而实现高精度、高可靠性的导航定位服务。
而作为北斗地基增强系统的核心组成部分之一，数据处理中心的技术水平直接影响到整个系统的性能表现和服务质量。因此，为了确保北斗地基增强系统数据处理中心的稳定运行和服务质量，国家标准化管理委员会于近日发布了最新版的《北斗地基增强系统数据处理中心技术要求GB/T39783-2021》标准。
一、标准概述
《北斗地基增强系统数据处理中心技术要求GB/T39783-2021》标准是针对北斗地基增强系统数据处理中心的建设和运行提出的技术规范要求，该标准主要包含以下方面：
- 数据处理中心的基本要素和功能模块
- 数据处理流程和算法要求
- 应用服务能力和质量要求
- 安全保障和监管要求
二、技术要求解析
在具体实施中，GB/T39783-2021标准的内容主要围绕以下几个方面进行了规定：
1.数据处理中心的基本要素和功能模块
标准明确了数据处理中心必须具备的基本组成要素，包括硬件设施、软件系统、通信网络等，并且对每个要素的性能指标和技术要求进行了详细说明。同时，标准还规定了数据处理中心应具备的多种功能模块，如卫星信号接收模块、数据处理模块、用户服务模块等。
2.数据处理流程和算法要求
标准明确了北斗地基增强系统数据处理的核心步骤，即信号接收、导航定位计算和差分处理等。同时，还对每个步骤所涉及到的算法和数据处理方法进行了详细说明，包括卫星信号采集与处理、精密轨道计算、时钟估算等。
3.应用服务能力和质量要求
标准规定了数据处理中心需要具备的多种应用服务能力和服务质量指标，如高精度定位服务、可靠性保障、系统稳定性等。同时，还对数据处理中心的性能评价和监测要求进行了详细说明，以保证
4.安全保障和监管要求
标准重点规定了数据处理中心需要遵守的安全保障和监管要求，包括网络安全、数据保密、技术防范等。同时，还对数据处理中心的管理制度和应急预案进行了规范，以确保数据处理中心的运行安全和服务质量。
三、总结
北斗地基增强系统数据处理中心技术要求GB/T39783-2021标准的发布，为北斗地基增强系统的建设和运营提供了更加明确的技术规范和指导。该标准的实施将有效提升北斗地基增强系统的服务质量和应用效果，进一步推动我国卫星导航产业的发展。
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