国家标准英文翻译英文版 GB/T 42578-2023 英文版 北斗剖分时间码

国家标准英文翻译英文版 GB/T 42578-2023 英文版 北斗剖分时间码

本文件规定了北斗剖分时间码的时间粒度选择和编码规则。
本文件适用于北斗卫星导航系统终端时间信息的表以及以此为基础各类日期时冋信息的表示口
2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。其屮，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/T 39355—2020 空间数据与信息传输系统 时间码格式（ISO 1 ] 104 ； 2011, MOD）
3术语和定义
GB/T 39355-2020界定的以及下列术语和定义适用于本文件中
3.1
时刻 time-point
长度认作为零的时间瞬间，
[来源 fGB/T 7408—2005 326]
3.2
时间标度 time scnle
a） 无歧义进行事件排序的系统’
b） 选择 个时间的基本单位（秒）,从 特定的起点累积而成口吋标上的点代表时刻「年、月、日、 时、分,秒、秒的小数表示，
[来源:GB/T 39355—2020.3,2]
3.3
时间间隔 time interval
a） 同一时冋标度的两个时刻冋的持续时间o
b） 时标上两点之差或者两个事件之间流逝的时间。
「来源:GB/T 39355—2020,3.3]
3.4
时间粒度 time granularity
时间分辨力 time resolution
时间轴上能够分辨的最小时间间隔。
3.5
单粒度时间编码 single-granularity time code
仅采用最小时冋粒度描述时间间隔信息的代码,
1
3.6
多粒度时间编码 mulli-granularity time code
采用多种时间粒度描述时间间隔信息的代码"
3.7
时间间隔编码 time interval code
从起点时刻开始，按照时间轴的顺序方向,采用某种时间粒度循环多次表达的时间间隔的代码，
3.8
北斗剖分时间帀马 BeiDou subdivision lime code；BTC
将有限范围内的时间信息剖分成多粒度时间，采用定长整数形式描述时间间隔的代码口
注：分为通用时间记录型BIC和精密时间记录型BTC两类，通用时间记录型BTC用于北斗应用型接收机物联 网、大数据等信息系统中的时间应用的i己录方式；精密时间记录型BTC用于北斗系统及授时型接收机的高精 度授吋与精密计算应用的时间记录方式口
4缩略语
下列缩略语适用于本文件.
BTC：北斗剖分时间码(BerDoti subdivision time code)
CST:中国标准时 |yj (China standard time)
MTC；多粒度时间编码(multi-granularity time code)
STC］单粒度时间编码(singlc-granularky time code)
UTC：协调世界时(coordinated universal time)
5一般要求
5.1时间和历法系统
北斗剖分时间码采用的时间和厉法系统如下］
a)历法系统采用公历(见GB/T 29842 2013)表示法；
b)时冋系统采用CST(见GB/T 29842-2013)表示法，使用UTC作为参考时冋标度•考虑闰秒 校正。
5.2 北斗剖分时间码的分类与形式
北斗剖分时间码按照类别可以分为通用时间记录型BTC和精密时间记录型BTC两种。
北斗剖分时间码的形式为64位的二进制数，可采用二进制、十进制或十六进制来表示.
5,3时间间隔的定位
按照时间轴先发生时间位置边界所对应的时刻，
6北斗剖分时间码结构
6,1位序号的约定
N位数据位序号的约定如图1所示.第一个位称之为位。(如)，紧接的位为位1(60,这样依次到 位 N —1(/小6+2结构组成
北斗剖分吋间码长度为64位，由标识域（P域）、多粒度时间域（T域入吋间间隔域（5域）组成, 个64位北斗剖分时间码结构如图2所北斗剖分时间码结构中代码取值应满足F面要求：
a） P域主要用作北斗剖分时间码类型的标识，占1位：
1） 0——通用时间记录类型§
2） 1——-精密时冋记录类型I
注h北非剖分时间码通过扩展P域，支持更多的日期时间记录类型,例如支持国际地层委员^（International Commission on Stratigraphy）的地质纪年时间记录<>
b） T域作为多粒度时间的二进制时间码，由43位二进制码组成,表示43种不同粒度的时间段信 息，多粒度时间编码的定位位置同时也是S域中时间间隔记录的起点,
注丄 多粒度时间域（T域）编码在表込特定时间粒度的日期时间信息过程中，拆分出单独使用,扩展岀更多的位数，
c） S域作为时间间隔的二进制时间仍，由20位二进制码组成,表示以T域中多粒度时间编码为 起点时刻的时间间隔，记录了时间间隔中T域对应的时间粒度的计数.

7日期时间信息的输入
7.1通用时间记录的日期时间信息输入
通用时间记录的北斗剖分时间码的日期时间信息输入有两种方式，种是特定时间粒度的输入，另
—种是时间间隔的输入，
时 特定时间粒度的输入，特定时间粒度的日期时间输入如图4所示,

字段说明「A代表年（yr） （7^以用负数表示公元前）.B代表月（mon）,C代表日（d）,D代表小时 （h）,E代表分钟（min）.F代表秒（s）,A是整数一 B〜F都是非负整数；丄"代表时，分、秒的时间分隔 符,该日期时冋信息的最小粒度是秒口当输入只到F、E…A截止，那么対应的|丨期时冋粒度就分别是 秒.分钟…年。
b）时间间隔的输入：时冋间隔的输入为前后两个时间位置边界/时刻和住时刻，的输入形式 分别如图4所示。
7.2精密时间记录的时间信息输入
精密时间记录的北斗剖分时间码的时间信息输入有两种方式*一种是特定吋间粒度，另一种是时间 间隔口
a）特定时间粒度的输入：特定时间粒度的时间输入如图5所示。
E:F.G H 1

图5 精密时间记录型BTC的时间信息输入
字段说明工代表分钟（min）,F代表秒（s）,G代表毫秒（msMI代表微秒代表纳秒（g）, E〜I都是非负整数广、代表分'秒的时间分隔符代表秒以下小数部分分隔符，该时间信息的最小 粒度是纳秒。当输入只到上截止，那么对应的时间信息的粒度分别是纳秒,微秒,毫秒,秒, 分钟。
b）时间冋隔的输入；时间冋隔的输入为前后两个时冋位置边界f时刻和『时刻,J k的輸入形式 分别如图5所示。
注:由于时间信息是无界的.当北中剖分时间码扩展出更多类型的时•候.日期时间信息的输入还支持更多的时间输 入形式,例如支持地质纪年的吋间信息输入。
7.3北斗剖分时间码日期时间信息输入的说明
日期时间信息输入可采用GB/T 7408—2005第5章规定的输入形式或者用户自定义的其他输入 形式，只要能提取出图匚图5中相关字段，则方法相同.输入日期时间是不定长的，其最高精度对应丁 时间信息的最小粒度口
其他历法、时间系统中的日期时间信息，可通过GB/T 29842-2013中规定的方法,采用UTC参考 时间标度（使用闰秒校1EL转换成公历和CST时间后,再进行输入。
8北斗剖分时间码的编码方法 8.1通用时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T
通用时冋记录型BTC标识域（P）的编码血=賦
通用时间记录型BTC的多粒度时间域（T）的编码MTC生成步骤如下口
a）将图4中代表年（yr）十进制数A（可以用负数表示公兀前）转成定长的二进制数（八力，第一位 采用补码方表示公元后，1表示公元前；代表月（num）十进制数H转成定长的二进制数

h）将A（17位）、成4位）、C（5位）JX5位）、E（6位八F（8位）的不同长度的二进制整数在位域上 直接连接•形成43位的整数时间段编码STC,STC只能表示最小1 §粒度下的时闾段信息。
注1：如果时间信息是公元前，转换时先不考虑年计数为负的问题，统一按照公元后的方式进行转换；转换結 束后.得到43位的正整数后■直接取负得到，个有符号的43位整数.该整数表示的定长整数范围 为一2"〜W —「如图7所示■表示的时间范围为公元前65 536 yr 1 mon I d 0 h 0 min 0 w〜公元 65 535 yr 12 mon 31 d 23 h 59 min 59 &
公元前65 536 1 mon 1 d 0 h 0 min 0 sr公元催,535 vr 12 mnn 31 d 23 h 59 min 59 s
时间范围，最小时间粒度爲

c） STC经过转换形成可以同时表达剖分成43种时间粒度的定长时间段整数编码MTC. MTC 最大的时间粒度为32 768攵，最小的时间粒度为1呂，具体包括12种不同的时间粒度，采用二 避制编码的方式进行紀录'如表 Li 5、4 s ■■■ 32 5、I min、2 min 4 min 32 min I h （hour，小时）、2 h、4 h、8 1】、I 6 h、1 d（dayt 天）、2 d、4 d…16 d、l mon（ month十月）、2 nwn、 4 mons8 yr.2 yr,4 yr…32 768 yr.65 536 yr6该类型多粒度时间域对应的时间粒度与
5

编码跨度见表］,形成MTC的时间削分概念见附录A口
表1通用时间记录型北斗剖分时间码的多粒度时间域所对应的时间粒度与编码跨度
层級N 时间粒度 编码跨度 层級N 时间粒度 编码跨度

d） 需要根据图4的输入形式,确定时间粒度的层級
1） 当输入的时间最小单位为“年「'，根据表1，N = 16 口
2） 当输入的时间最小单位为“月，根据表l.N = 20口
3） 当输犬的时间最小单位为“日七根据表1>N = 25.
4） 当输入的时间最小单位为根据表KN = 30.
5） 当输入的时间最小单位为•,分根据表l.N = 36,
6） 当输入的时冋最小单位为•'秒”，根据表1,N = 42.
7） 根据表1,其他方式输入N还可以为。〜42。
e） 从STC转换成MTC的方法如下:
1）将STCX2,得到中间值STC0按照公式（1）计算：
8.2 精密时间记录型BTC的标识域P和多粒度时间域T
精密时间记录型BTC标识域（P）的编码小=匚
精密时间记录型BTC的多粒度时间域（T）的编码MTC生成步骤如下。
a） 将图5中代表分钟（min）十进制数E转成定长的二进制数（E）”代表秒"）卜进制数F转成定 长的二进制数（F）”代表毫秒（冲）的十进制数G转成定长的二进制数（G）”代表微秒（以）的 十进制数H转成定长的二进制数（HL，代表纳秒（泌）的十逬制数I转成定长的二进制数 （〔）八定长的位数如图8所示，E〜I缺省的时候默认为0.
b） 将EC7位）、F（6位）、GH。位）、H（10位）3（10位）的不同长度的二进制整数在位域R直接连 接■形成43位的整数时冋段编码STC^STC只能表示最小1泌粒度下的时间段信息，
注h如图9所示，表示的定长整数范围为2伯一I ,表示的时冋蒞闱为0 ns- 1.27 m 59 s 999 ms 999仲999 ns. 0址〜12T m 59 s 999 ms 999牌999 ns时间范围，最小吋间粒度1 ns
圏8 精密时间记录型北斗剖分时间码生成过程中S1C的位域分配情况

图9 精密时间记录型北斗剖分时间码生成过程中STC表达的整数范围
c） STC经过转换形成可以同时表达剖分成43种时间粒度的定长时间段整数编码MTCq MTC 最大的时间粒度为64 min,最小的时间粒度为1 ns,具体包括43种不同的时间粒度，采用二进 制编码的方式进行记录，如表3 ： 1 n呂、2 n$、4 ns…512 卩！s、2卩」4卩島…512酋,m私2 m§、

I ms--*512 ms 1 s、2 s、4 w32 s、l min ,2 inin、4 min .8 min I （i min、：W min、64 mino 该类型 多粒度吋间域对应的时间粒度与编码跨度见表2,形成MTC的时间剖分概念见附录Ad
表2 精密时间记录型北斗剖分时间码的多粒度时间域所对应的时间粒度与编码跨度
层级.V 时间粒度 编码跨度 层級N 时间粒度 编码跨度
d） 根据图5的输入形式,确定时间粒度的层级
1） 当输入的时间最小单位为、分，根据表3,N = 6.
2） 当输入的时间最小单位为“秒，根据表3,N = 1旗
3） 当输入的时间最小单位为“毫秒，根据表3,N = 2九
4） 当输入的时间最小单位为、微秒，根据表3,N = 3旗
5） 当输入的时间最小单位为”纳秒气根据表3・N = 4旗
6） 根据表3.其他方式输入N还可以为。〜42。
e） 从S1C转换成MTC的方法如下］
1） 将STCX私中间值STC0按照公式（I）计算；
2） 第N层级的编码中，0时刻对应的MTC（MTCO）按照公式（2）计算；
3） 多粒度时间域（T）对应的编码MTC按照公式（3）计算”
多粒度时冋域（T）对应的编码MTC表示的定氏整数范围为。〜2持一1,表示的时间范围为
0 ns~63 m 59 s 999 ms 999卩耳999 ns,可以表达表3中43种不同的时间粒度口
注2；北斗剖分时间码®以通过扩充编码标识域的方式支持其他类型的日期时间编码，例如形成地质纪年的时间信 息编码。地质纪年扩展类型的北斗剖分时间码，除了要增加标识域编码类型外,考虑到地质纪年的时间粒度 都比较大,需要对北斗剖分时间码多粒度时间域所对应的时间粒度与编码跨度进行调整，参考国际地层委员 会制定的《国际年代地层表丸增加万年（10.000 yr. 0,01 Ma）. 万年（1.000,000 yr. 1 Ma）-,千万年 （10,000,000 yr JO M叭亿年（1.00,000.000 yr.100 MQ等时间粒度，仿照表1和表3 .，釆用2“方式补充中间 的时间粒度•形成万年」口万、千万年、亿年的四次虚拟扩展,扩展方式类似附录
8.3 RTC的时间间隔域S
当日期吋间信息输入的是特定时间粒度•则时间间隔域（S）羯句…危如5=。0…。"
当日期时冋信息输入的是时间间隔，时间间隔为前后两个时刻边界」时刻和匸时刻，北斗剖分时间 码时间间隔域（S）编码生成步骤：
a） 按照&1和S.2的方法、根据/档的输入确定两者对应的时间粒度层级N,取两者粒度最小的 层级作为基础粒度层级N”应用于边界时间粒度大的时间信息扩充成时间粒度小的时 间信息，形成r和/口
示例！以起点I」期时间信息公元2022年9月3日20吋15分•終点I」期时间信息公元2D22年9月4 LI 05时为例描 述的过程分成三个歩骤：
1） J'对应的时问粒度层级•根据表1为' = 36电
2） 巴对应的时间粒度层級,根据表1为N = 30。
3） 两者粒度最小的层级作为基础粒度层级，则= 应用于边界j形成描述的时间信息：公元 2022年9月4日05时00分，而f = f.
b） 计算终点时刻疽与起点时刻广的时间差■由于采用UTC参考时间标度3十算时间差时需要考 虑闰秒校正，除以N口对应的时间粒度得到时间间隔域S编码，按照公式（4）计算.
式中：
S——时间间隔域编码；
疽 基础粒度层级对应的日期时间终点;
f1 ——基础粒度层级对应的日期时间起点；
AT——基础粒度层级对应的吋间粒度。
时间间隔可以通过跨度描述时冋范围，对于通用时间i己录型北斗剖分时间码，每一个时冋冋隔最大 M以描述吋间范围为0〜32 768X2舛打，对于精密时间记录型北斗剖分时间码『每 个时间间隔最大町 以描述时间范围为0—32X2逾min.
日期时间信息到北斗剖分时间码的转换示例见附录B中&1.
9北斗剖分时间码到日期时间信息的转换
将北斗剖分时间码转换到日期时间信息，具体的步骤如下口
a） 根据北斗剖分时间码的位。，判断北斗剖分时间码的类型：通用时间记录（0）,精密时间记录 （I）,
b） 提取北斗剖分时间码的位1〜13.形成13位的多粒度时间域（T）编码MTC,通过MTC计算 出对应的吋间粒度层级项
1） 如果MTC是偶数、即MTC&1E层次N = 42,
2） 如果MTC是奇数『通过二进制异或运算计算中间变量M=（MTC-1） a （MTC + 1）,其 目的是计算MTC-1和MTC+ 1前面高位有多少位是相同的，找这两个多粒度时冋编码 最近的共同父编码。
3）通过判断中间变量M左边有多少位是。，来确定多粒度时间编码MTC的层级N.
c） 根据MTC与时间粒度层皱N 3|算单粒度时间编码STC如式（5）所示口
STC = （MTC - 1 « （42-N） + 1） » 1 （ 5 ）
式中：
N——MTC对应时间粒度的层级『
d） 将单粒度时冋编码STC按照图6和图8的方式进行拆解，得到层级N对应时冋粒度（表1或 表3）下的日期时间信息,层级N对应的时间粒度为AT”
e） 提取北斗剖分时间码的位44〜63位，形成吋间间隔域（S）的编码口
1） 如果S = （l）川，则该北斗剖分时间码为特定时冋粒度的BTC,对应的日期时冋为d）中 STC拆解的结果。
2） 如果SXl）l0,则该北斗剖分时间码为时间间隔的HTC 口时间间隔的两个边界时刻/和 E 对应的日期时间已经由务）〜lI）得到批的对应的日期时间见公式（6）,由于采用UTC 参考时间标度，计算时间冋隔时需要考虑闰秒校正口
e =S X + f （ 6 ）
式中；
s —时冋间隔域编码孕
#——日期时间终点；
f——H期时间起点f
△——MTC对应的时间粒度。
则时间间隔的BTC对应的日期时冋冋隔为
北斗剖分时间码到日期时间信息的转换示例见1丄2『
附录 A
（资料性）
北斗剖分时间码形成的剖分概念
北斗剖分时间码其本质是•种多粒度时间编码.多粒度时间编码的核心为剖分，其剖分概念具体包 括三个方面的内容'
a）虚拟扩展'在限定的时间域上（根据木文件约定的多粒度时间域T对应编码为43位,以通用 时间记录型BTC为例「其对应的时间范围为公元前2,5年〜公元215-1年），通过5次时间进 制扩展,将丨yr扩展为i6 m

图A.1通用时间记录型北斗剖分时间码的5次时间进制扩展
b）二叉树剖分形成STC：在5次时间进制扩展的基础上•实现年，月，日、时、分、秒的二叉树剖 分十形成一个大至21”年时间尺度（0级）、小至Is级时冋尺度（42级）盖共43层不同粒度的时间 段组成的二叉树结构（如图A.2所不）,从而构成 个多粒度、统 化的离散时间编码体系■利 用二叉树的0-1方式进行二进制编码'形成特定粒度下（不同层级）单粒度时间编码STC.

a） 第0层级的二叉树剖分与编码
图A.2 通用时间记录型BTC中的不同粒度层级二叉树剖分与STC编码
C）形成二叉树连续编码结构MTC; s rc的编码方式在不同时间粒度对应的层级上，都会出现相 同的编码形式：而多粒度时冋编码MTC采用多种时间粒度对描述的时间段信息赋予代码■将 一套整数编码按照二叉树的方式整体作用于不同时间粒度，因此在不同时间粒度对应的层级 上，不出现重复的编码口 MTC的编码思想是在STC的基础上，对二叉树的每一层及层与层之 间的节点进行整体排序•并赋予整数代码，按照通用时间记录型B PC的MTC编码分为43种 粒度（0〜42层），不同粒度，不同太小的时间编码形成了图中的二又树连续编码结构。

图A.3通用时间记录型BTC中的不同粒度层级的二叉树结构与MTC编码
附录B
（资料性）
北斗剖分时间码编码示例
日期时间信息到北斗剖分时间码的转换示例
B.L1示例说明
北斗剖分时间码分为通用时冋记录型BTC、精密时间记录型13TC两种，输入又存在特定时间粒度 和时间间隔两种方式•按照标识域（P）、多粒度时间域（T）、时间间隔域（S）分段进行编码，需要分类型、 分输入形式进行编码口由于两种类型的BTC编码，仅仅是标识域（卩）不同，因此下面案例以其中一种 为例进衍说明.以通用时间i己录信息,,公元为18年05月11 |：1 10；21 为例，将其转换成时间粒度 为勺小时”的北斗剖分时间码。
B.L2特定时间粒度的BTC生成
基本步骤包括：
a） 标识域（P）： H期时间信息“公兀2018年05月II日IO:21t5O"是通用时间信息,则 加=。口
b） 多粒度时间域（T）iH期时间信息“公元2018年05月II日1OML5OF按照图4的形式进行输 入，根据的方式生成北斗剖分时冋码的多粒度时冋域（T）编码MTC,具钵步骤：
1）日期时间信息“公元2018年05月11日10 = 21*0”结合图6的STC位域分配方式「得到 表B.1的分配情况］
3） 根据日期时间信息、,公元2018年05月口日10：21必0”的输入形式*根据表、原始日期 时间的粒度层级N = 42,但是按照时间粒度为7小时”的转换要求，输入的时间粒度层级 N = 3O,即时间信息“公元2018年05月11日10：21 s50b的最小时间粒度取1 hj则
的时间信息将被舍去公
因此，日期时冋信息“公元2018年05月11 Fl 10：21"转换成时间粒度为“1小时"的北斗剖分 时间码BTC的多粒度时间域(T)对应的编码MTC >j(270f896,287?743)lo,写成二进制，即：
MTC=(000 0011 1111 0001 0010 1010 1101 0100 1111 11 I 1 1111)$
e)时间间隔域(S)：输入的日期时间为特定时间粒度，时间间隔域(S)编码= (0000 0000 0000 0000 0001)芝
d)北斗剖分时间码(BTC) ； 0期时间“公元2018年05月11日10时”转换成时间粒度为T小 时''的北斗剖分时间码为；
(0000 0011 1111 0001 0010 1010 1101 0100 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 000也 用十进制表示为(284,055,34矶816,403,969)]。，用十六进制表示为(3F1 2AD4 FFFO 0001)Ho
BJ.3 时间间隔的BTC生成
以时间间隔“公元2018年。5月II日10时〜公元2018年05月12日”为例3十算时间间隔的北斗 剖分时间码,具体步骤包括：
a)时间间隔起点时刻f为公元2018年。5月11日10时，根据表！”的时冋粒度为30层川寸间 间隔终点时刻廿为公元2Q18年05月12日，根据表的时冋粒度为25层，两者最小粒度对 应的层级为30层，因此形成基础粒度层级軍=30,对成的时间粒度
参考文献
[1]GB/T 7408-2005数据和交换格式 信息交换 日期和时间表示法
[2]GB/T 29842—2013卫星导航定位系统的时间系统