BDSet：自2023年以来首个基于北斗卫星的PPP增量数据集

将航天级精度带入日常导航

从寻找最快的驾车路线到在远海指引货轮，我们的生活越来越依赖卫星导航。然而，大多数设备仍然依赖可能存在数米误差的基础信号。本文介绍了 BDSet —— 首个围绕中国北斗高精度服务构建的长期开放数据集，能够将这些误差收紧到分米级或更好。通过公开三年的详细差分校正数据，作者旨在为定位、地球科学甚至天气预报等领域释放新的研究和应用潜力。

洞见高精度卫星定位的新视角

现代导航卫星不仅广播自身位置。要实现真正精确的定位，用户还需要考虑卫星轨道、钟差和信号偏差等小幅误差的校正数据。北斗的 PPP-B2b 服务通过卫星链路直接发送这些校正，使海上或偏远地区的用户无需地面互联网也能受益。然而直到现在，研究人员缺乏一份统一且长期的这些校正消息记录。BDSet 弥补了这一空白，提供了自2023年1月起从中国武汉一座屋顶站持续捕获的、经过精心组织的北斗 PPP-B2b“增量”数据档案。

从原始无线电信号到可直接使用的产品

BDSet 的核心是一个四步数据流水线，将原始无线电报文转化为精密定位产品。第一级，团队保存来自商用北斗/GPS 接收机的未处理二进制数据，其中包含以芯片特定格式存储的校正报文和标准卫星广播。第二级，他们提取并重新封装校正报文，使其符合官方北斗信号规范，从而保证不同接收机和软件能够一致地解析。第三级将这些标准化报文解码为人机可读的校正数值，例如卫星轨道或钟差应调整的量值。最后第四级，作者将这些校正与广播卫星信息结合，重构出可直接用于定位、导航与授时解算的高精度卫星位置、钟差和信号偏差。

来自太空的三年大数据

BDSet 的规模足以捕捉北斗高精度服务在不同季节与运行阶段的表现。在2023–2025 年间，该数据集总计约 142.7 GB，包含来自四颗地球静止北斗卫星的超过 2.55 亿条校正报文。作者记录了每天接收报文的数量、不同报文类型出现的频率，以及校正从生成到到达的延迟。他们发现，一旦系统与接收机固件稳定，重建的轨道产品在大多数日期几乎完整，按设定的 48 秒采样间隔数据覆盖率接近 100%。

在全球网络中检验精度

为了验证 BDSet 最高级产品的可信度，团队将其重建的轨道与钟差结果与独立地球科学中心生成的快速参考解进行了比较。对于北斗和 GPS 卫星，典型的轨道误差在数分米量级，钟差变化稳定在纳秒的分数范围内，与早期研究结果相当或更优。作者还绘制了校正覆盖的地理范围图，显示该服务重点覆盖亚洲大部及邻近海域。此结果证实数据集可靠地反映了实时北斗 PPP-B2b 服务随时间对用户的支持情况。

为未来应用打开大门

通过开放 BDSet 及其配套代码，作者为多个领域提供了共享基础。导航研究人员可以在现实条件（包括信号中断和城市遮挡）下测试用于汽车、船舶和智能手机的新算法。地球科学家与气象学家可以挖掘这条长时序数据以寻找与构造运动、大气水汽或极端天气相关的模式。数据科学家可以将 BDSet 作为丰富的带标签数据集，用于训练预测或改进卫星校正的人工智能模型。简而言之，这项工作将复杂的空间信号流转化为一个结构化良好的资源，供他人基于此提升定位的精度、可靠性与可及性。

引用: Ouyang, C., Shi, J., Hou, C. et al. BDSet: A First-ever BDS Satellite-based PPP Augmentation Dataset Since 2023. Sci Data 13, 644 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07032-6

关键词: 北斗 PPP-B2b, 卫星导航数据, 精密单点定位, GNSS 增强, 地理空间数据集