【通信协议-RTCM】GPS-RTK可观测消息 —- 对应RTCM十六进制 编码ID(3E9 3EA 3EB 3EC)
1. 消息头的内容，类型1001、1002、1003、1004:GPS RTK消息
| DATA FIELD | DF NUMBER | DATA TYPE | NO. OF BITS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Message Number(e.g.,“1001”= 0011 1110 1001) – 消息编号 | DF002 | uint12 | 12 | |||||||||
Reference Station ID – 参考值ID | DF003 | uint12 | 12 | |||||||||
GPS Epoch Time (TOW) – 周内秒 | DF004 | uint30 | 30 | |||||||||
Synchronous GNSS Flag – 同步GNSS标志 | DF005 | bit(1) | 1 | |||||||||
No. of GPS Satellite Signals Processed – 处理的GPS卫星信号数量 | DF006 | uint5 | 5 | |||||||||
GPS Divergence-free Smoothing Indicator – GPS无发散平滑指示器 | DF007 | bit(1) | 1 | |||||||||
GPS Smoothing Interval – GPS平滑间隔 | DF008 | bit(3) | 3 | |||||||||
Total | 64 | |||||||||||
2. 1001型消息的卫星特定部分的内容，每颗卫星-GPS基本RTK，仅L1
| DATA FIELD | DF NUMBER | DATA TYPE | NO. OF BITS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GPS Satellite ID – GPS卫星ID | DF009 | uint6 | 6 | |||||||||
GPS L1 Code Indicator – GPS L1代码指示器 | DF010 | bit(1) | 1 | |||||||||
GPS L1 Pseudorange – GPS L1伪距 | DF011 | uint24 | 24 | |||||||||
GPS L1 Phaserange-L1 Pseudorange – GPS L1载波距离减去L1伪距 | DF012 | bit20 | 20 | |||||||||
GPS L1 Lock time Indicator – GPS L1锁定时间指示器 | DF013 | uint7 | 7 | |||||||||
Total | 58 | |||||||||||
3. 1002型消息的卫星特定部分的内容，每颗卫星-GPS扩展RTK，仅L1
| DATA FIELD | DF NUMBER | DATA TYPE | NO. OF BITS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GPS Satellite ID – GPS卫星ID | DF009 | uint6 | 6 | |||||||||
GPS L1 Code Indicator – GPS L1代码指示器 | DF010 | bit(1) | 1 | |||||||||
GPS L1 Pseudorange – GPS L1伪距 | DF011 | uint24 | 24 | |||||||||
GPS L1 Phaserange-L1 Pseudorange – GPS L1相位范围-L1伪距离 | DF012 | bit20 | 20 | |||||||||
GPS L1 Lock time Indicator – GPS L1锁定时间指示器 | DF013 | uint7 | 7 | |||||||||
GPS Integer L1 Pseudorange Modulus Ambiguity – GPS L1伪距整数模糊度 | DF014 | uint8 | 8 | |||||||||
GPS L1 CNR – GPS L1载噪比 | DF015 | unit8 | 8 | |||||||||
Total | 74 | |||||||||||
4. 1003型消息的卫星特定部分的内容，每颗卫星——GPS基本RTK，L1和L2
| DATA FIELD | DF NUMBER | DATA TYPE | NO. OF BITS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GPS Satellite ID – GPS卫星ID | DF009 | uint6 | 6 | |||||||||
GPS L1 Code Indicator – GPS L1代码指示器 | DF010 | bit(1) | 1 | |||||||||
GPS L1 Pseudorange – GPS L1伪距 | DF011 | uint24 | 24 | |||||||||
GPS L1 Phaserange-L1 Pseudorange – GPS L1相位范围-L1伪距离 | DF012 | bit20 | 20 | |||||||||
GPS L1 Lock time Indicator – GPS L1锁定时间指示器 | DF013 | uint7 | 7 | |||||||||
GPS L2 Code Indicator – GPS L2代码指示器 | DF016 | bit(2) | 2 | |||||||||
GPS L2-L1 Pseudorange Difference – GPS L2-L1伪距差 | DF017 | int14 | 14 | |||||||||
GPS L2 Phaserange – L1 Pseudorange – GPS L2载波距离减去L1伪距 | DF018 | int20 | 20 | |||||||||
GPS L2 Lock time Indicator – GPS L2锁定时间指示器 | DF019 | uint7 | 7 | |||||||||
Total | 101 | |||||||||||
5. 1004型消息的卫星特定部分的内容，每颗卫星——GPS扩展RTK，L1和L2
| DATA FIELD | DF NUMBER | DATA TYPE | NO. OF BITS | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GPS Satellite ID – GPS卫星ID | DF009 | uint6 | 6 | |||||||||
GPS L1 Code Indicator – GPS L1代码指示器 | DF010 | bit(1) | 1 | |||||||||
GPS L1 Pseudorange – GPS L1伪距 | DF011 | uint24 | 24 | |||||||||
GPS L1 Phaserange-L1 Pseudorange – GPS L1相位范围-L1伪距离 | DF012 | bit20 | 20 | |||||||||
GPS L1 Lock time Indicator – GPS L1锁定时间指示器 | DF013 | uint7 | 7 | |||||||||
GPS Integer L1 Pseudorange Modulus Ambiguity – GPS L1伪距整数模糊度 | DF014 | uint8 | 8 | |||||||||
GPS L1 CNR – GPS L1载噪比 | DF015 | unit8 | 8 | |||||||||
GPS L2 Code Indicator – GPS L2代码指示器 | DF016 | bit(2) | 2 | |||||||||
GPS L2-L1 Pseudorange Difference – GPS L2-L1伪距差 | DF017 | int14 | 14 | |||||||||
GPS L2 Phaserange – L1 Pseudorange – GPS L2载波距离减去L1伪距 | DF018 | int20 | 20 | |||||||||
GPS L2 Lock time Indicator – GPS L2锁定时间指示器 | DF019 | uint7 | 7 | |||||||||
GPS L2 CNR – GPS L2载噪比 | DF020 | uint8 | 8 | |||||||||
Total | 125 | |||||||||||
附1：Data File参考文档
| DF # | DF Name | DF Range | DF Resolution | Data Type | Data Field Notes | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
DF002 | Message Number | 0-4095 | uint12 | |||||||||||||||||||||||||||
DF003 | Reference Station ID | 0-4095 | uint12 | 参考站ID由服务提供商确定。它的主要目的是将所有消息数据链接到其唯一来源 | ||||||||||||||||||||||||||
DF004 | GPS Epoch Time(TOW) | 0-604,799,999 ms | 1 ms | uint30 | GPS Epoch时间以毫秒为单位提供，从GPS周开始，开始于格林尼治标准时间周六晚上/周日早上的午夜，以GPS时间（与UTC相反）测量。 | |||||||||||||||||||||||||
DF005 | Synchronous GNSS Message Flag | bit(1) | 0-将不再传输参考同一纪元时间的其他GNSS可观测值。这使得接收器能够在解码消息之后立即开始处理数据。 1-下一条消息将包含参考同一纪元时间的另一个GNSS源的可观测值。 注：这里的“同步”是指在一微秒内进行测量 | |||||||||||||||||||||||||||
DF006 | No. of GPS Satellite Signals Processed | 0-31 | uint5 | 处理的GPS卫星信号数是指消息中的卫星数。它不一定等于参考站可见的卫星数量。 | ||||||||||||||||||||||||||
DF007 | GPS Divergence free Smoothing Indicator | bit(1) | 显示了GPS接收机进行平滑处理后的观测数据的稳定性和质量，这有助于用户判断获取定位信息的可靠性和精度。 | |||||||||||||||||||||||||||
DF008 | GPS Smoothing Interval | 见附2 | bit(3) | GPS平滑间隔是使用载波相位信息对参考站伪距码相位测量进行平均的积分周期。在卫星可见的整个周期内，无发散平滑可能是连续的。 | ||||||||||||||||||||||||||
DF009 | GPS Satellite ID | 见附3 | uint6 | 从1到32的GPS卫星ID号是指GPS卫星的PRN码。高于32的卫星ID被分配给来自基于卫星的增强系统（SBAS）的卫星信号，例如FAA的广域增强系统（WAAS）。SBAS PRN代码覆盖范围为120-138。分配给SBAS卫星的卫星ID为40-58，因此SBAS PRN代码是通过添加80从版本3卫星ID代码中导出的。 | ||||||||||||||||||||||||||
DF010 | GPS L1 Code Indicator | bit(1) | C/A码是一种精确码，主要用于民用GPS接收机进行定位和导航，而P(Y)码是一种精密码，主要用于军用GPS接收机，并具有更高的精度和安全性。 | |||||||||||||||||||||||||||
DF011 | GPS L1 Pseudorange | 0-299,792.46 m | 0.02 m | uint24 | GPS L1 Pseudorange field提供了在基准站的原始L1伪距测量，单位为米，对一光毫秒（299,792.458米）取模。GPS L1伪距测量由用户接收机从L1伪距字段重构，公式如下： | |||||||||||||||||||||||||
DF012 | GPS L1 Phaserange – L1 Pseudorange | ±262.1435 m(See Data Field Note) | 0.0005 m | int20 | GPS L1 Phaserange – L1 Pseudorange field提供了确定L1相位测量所需的信息。这里定义的Phaserange与伪距具有相同的符号。相对于伪距，相位测量具有更高的分辨率，因此提供这个字段只是一种数值技术，用于缩短消息的长度。在启动和每次循环跳变后，初始模糊度会被重置，并选择使得L1 Phaserange尽可能与L1 Pseudorange匹配（即在不破坏原始载波相位观测的整数特性的情况下，匹配到L1周期的1/2）。全GPS L1 Phaserange构建如下（所有数量单位为米）： （全L1 Phaserange）=（从L1伪距字段重构的L1伪距）+（GPS L1 Phaserange – L1 Pseudorange field） 某些电离层条件可能导致GPS L1 Phaserange – L1 Pseudorange随时间在定义的范围限制内发生发散。在这种情况下，计算出的数值需要调整（滚动），相当于1500个周期，以使数值重新回到范围内。 80000h – L1相位无效；仅用于计算L2测量 | |||||||||||||||||||||||||
DF013 | GPS L1 Lock Time Indicator | 见附4 | uint7 | GPS L1锁定时间指示器提供了一个度量，用来衡量基准站接收机在该卫星信号上保持连续锁定的时间量。如果在上一个测量周期发生循环跳变，锁定指示器将被重置为零。 | ||||||||||||||||||||||||||
DF014 | GPS Integer L1 Pseudorange Modulus Ambiguity | 0-76,447,076.790 m | 299,792.458m | uint8 | GPS整数L1伪距模数模糊度表示原始L1伪距测量值中完整伪距模数除法（299,792.458米）的整数倍数。 | |||||||||||||||||||||||||
DF015 | GPS L1 CNR | 0-63.75 dB-Hz | 0.25 dB-Hz | uint8 | GPS L1 CNR测量提供了基准站对卫星信号的载波信噪比（CNR）的估计，单位为分贝-赫兹。 | |||||||||||||||||||||||||
DF016 | GPS L2 Code Indicator | bit(2) | GPS L2代码指示器描述了参考站处理的L2代码及其处理方式。 | |||||||||||||||||||||||||||
DF017 | GPS L2-L1 Pseudorange Difference | ±163.82 m(See Data Field Note) | 0.02 m | int14 | GPS L2-L1伪距差字段被使用，而不是完整的L2伪距，以减少报文长度。接收机必须使用以下公式重构L2伪距： | |||||||||||||||||||||||||
DF018 | GPS L2 Phaserange – L1 Pseudorange | ±262.1435 m(See Data Field Note) | 0.0005 m | int20 | GPS L2相位距离-L1伪距字段提供了确定L2相位测量所需的信息。需要注意的是，这里定义的相位距离与伪距具有相同的符号。相位距离比伪距具有更高的分辨率，因此提供此字段只是一种数值技术，用于缩短消息的长度。在启动时和每次循环间跳之后，初始的模糊度会被重置，并且被选择为L2相位距离应尽可能地与L1伪距匹配（即在不破坏原始载波相位观测的整数特性的情况下尽可能接近1/2个L2周期）。全GPS L2相位距离构造如下（所有量单位为米）： | |||||||||||||||||||||||||
DF019 | GPS L2 Lock Time Indicator | 见附4 | uint7 | GPS L2锁定时间指示器提供了一个度量，用来衡量基准站接收机在该卫星信号上保持连续锁定的时间量。如果在上一个测量周期发生循环跳变，锁定指示器将被重置为零。 | ||||||||||||||||||||||||||
DF020 | GPS L2 CNR | 0-63.75 dB-Hz | 0.25 dB-Hz | uint8 | GPS L2 CNR测量提供了基准站对卫星信号的载波信噪比（CNR）的估计，单位为分贝-赫兹。 | |||||||||||||||||||||||||
附2：代码相位的载波平滑间隔 —- DF008和DF037
DF008-平滑间隔解释说明 在GPS领域中，平滑间隔是指在进行GPS观测数据处理时应用平滑算法的时间间隔。平滑算法用于减少GPS观测数据中的噪音和误差，并提高位置解算的精度和稳定性。通过设置平滑间隔，可以控制观测数据在处理过程中的平滑程度，影响最终定位解的准确度和响应速度。
因此，GPS Smoothing Interval表示GPS接收机在对GPS观测数据进行平滑处理时所采用的时间间隔，这对于用户根据具体需求来调整GPS定位解的精度和稳定性非常重要。
| Indicator | Smoothing Interval | |
|---|---|---|
000 (0) | No smoothing | |
001 (1) | < 30 s | |
010 (2) | 30-60 s | |
011 (3) | 1-2 min | |
100 (4) | 2-4 min | |
101 (5) | 4-8 min | |
110 (6) | >8 min | |
111 (7) | Unlimited smoothing interval | |
附3： SBAS PRN代码 —- DF009、DF038
| SBAS Code | GPS/GLONASS Satellite ID | |
|---|---|---|
120 | 40 | |
121 | 41 | |
122 | 42 | |
123 | 43 | |
124 | 44 | |
125 | 45 | |
126 | 46 | |
127 | 47 | |
128 | 48 | |
129 | 49 | |
130 | 50 | |
131 | 51 | |
132 | 52 | |
133 | 53 | |
134 | 54 | |
135 | 55 | |
136 | 56 | |
137 | 57 | |
138 | 58 | |
附4：锁定时间指示器 —- DF013、DF019、DF043、DF049
| Indicator (i) | Minimum Lock Time (s) | Range of Indicated Lock Times | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
0-23 | i | 0 < lock time < 24 | ||||
24-47 | i × 2－24 | 24 ≤ lock time < 72 | ||||
48-71 | i × 4－120 | 72 ≤ lock time < 168 | ||||
72-95 | i × 8－408 | 168 ≤ lock time < 360 | ||||
96-119 | i × 16－1176 | 360 ≤ lock time < 744 | ||||
120-126 | i × 32－3096 | 744 ≤ lock time < 937 | ||||
127 | — | lock time ≥ 937 | ||||
