Специфікація даних

Ключові моменти:

Z18_MEAS: 95-байтові бінарні пакети вимірювань (один супутник на пакет)
Z18_POS: 56 байтів (дані позиції)
Z18_GPS_EPH: 124 байти даних + 1 байт контрольної суми XOR = всього 125 байтів
Z18_GLO_EPH: 80 байтів даних + 2 байти контрольної суми Sum16 = всього 82 байти
Z18_GPS_ALM: 68 байтів даних + 2 байти контрольної суми Sum16 = всього 70 байтів
Z18_GLO_ALM: 42 байти даних + 2 байти контрольної суми Sum16 = всього 44 байти
GG24_MEAS: 37-байтові бінарні пакети вимірювань
GG24_POS: 56 байтів (ідентично Z18_POS)
GG24_* EPH/ALM: ідентично відповідним форматам Z18
Контрольні суми: XOR (MEAS, GPS_EPH); Sum16 (POS, GLO_EPH, GPS_ALM, GLO_ALM)
Порядок байтів: Big-endian IEEE 754
remainingStructures за байтовим зміщенням 2
Чистий бінарний формат, без обгорток NMEA

Таблиця 1. Структура даних вимірювань приймача Z18 (MPC)

Поле	Кількість байтів	Зміст
unsigned short	2	Номер послідовного ID в одиницях 50 мс, за модулем 30 хвилин
unsigned char	1	Кількість структур, які залишилося надіслати для поточної епохи
unsigned char	1	Номер PRN супутника (1–56). Трансльовані ефемериди GLONASS не містять номер слота; він береться з альманаху. Коли ефемериди є, а альманах відсутній (наприклад, після INI), номер супутника встановлюється в 0 до отримання альманаху.
unsigned char	1	Кут підвищення супутника (градуси)
unsigned char	1	Азимут супутника (одиниці по 2 градуси)
unsigned char	1	ID каналу (1–18)
Блок даних коду C/A		Структурований блок даних (29 байтів), див. розбір нижче
unsigned char	1	Прапорець попередження Біти 0–1 (двобітовий стан): 00 — вимірено код та/або фазу несучої 01 — вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання не використовується для обчислення позиції 10 — вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції Інші біти: 2 — фаза несучої сумнівна 3 — фаза коду сумнівна 4 — інтегрована фаза коду нестабільна 5 — не використовується 6 — можлива втрата захоплення сигналу 7 — скинуто рахівник втрати захоплення сигналу Примітка: одночасно може бути встановлено більше одного біта.
unsigned char	1	Прапорець Good/Bad — прапорець доступності та використання вимірювання: 0 — вимірювання недоступне, додаткові дані не надсилатимуться 22 — вимірено код та/або фазу несучої 23 — вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання не використовується для обчислення позиції 24 — вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції
char	1	Polarity_know (0 або 5): 0 — супутник лише захоплено 5 — знайдено преамбулу; полярність відстеження фази відома й врахована (фазу можна використовувати для розв’язання неоднозначності)
unsigned char	1	Відношення сигнал/шум для спостереження супутника
unsigned char	1	Завжди 0 (не використовується)
double	8	Повне вимірювання фази несучої в циклах
double	8	Raw_range — сира дальність до супутника в секундах (час прийому − час передачі). Примітка: якщо `TSC` встановлено на GPS, псевдодальності GLONASS міститимуть зсув +13 секунд. Якщо `TSC` встановлено на GLO, псевдодальності GPS міститимуть зсув −13 секунд.
long	4	Доплер (10⁻⁴ Гц)
long	4	Параметри згладжування Біти 0–22 — величина (у сантиметрах) Біт 23 — знак Біти 24–31 — рахівник згладжування: 0 — без згладжування 1 — мінімальне згладжування 100 — максимальне згладжування
Блок даних P-коду (L1)	29	Та сама структура, що й блок даних коду C/A
Блок даних P-коду (L2)	29	Та сама структура, що й вище
unsigned char	1	Контрольна сума (XOR усіх байтів цієї структури, використовується лише в MCA)
Усього байтів		95

📘 Що таке MPC?

Кожна структура MPC (Measurement Per Channel — вимірювання на канал) являє собою набір вимірювань, отриманих від одного супутника на одному каналі приймача (Z18) у конкретний момент часу.

Структура має фіксований розмір 95 байтів, незалежно від вмісту.

📦 Загальна структура MPC

Поле	Розмір (байти)	Опис
Порядковий ID	2	Час (в одиницях 50 мс, за модулем 30 хвилин)
Структур, що залишилося в епосі	1	Скільки структур MPC залишилося в цій епосі
PRN супутника	1	Номер супутника (1–56)
Підвищення	1	Кут підвищення (градуси)
Азимут	1	Азимут (кроки по 2°)
ID каналу	1	Номер каналу (1–18)
Блок коду C/A	29	Структурований блок для відкритого коду C/A
P-код на L1	29	Та сама структура, що й C/A (часто зашифрований)
P-код на L2	29	Та сама структура, що й вище (діапазон L2)
Контрольна сума (XOR)	1	XOR усіх попередніх байтів
Усього	95

🧱 Усередині блоку коду C/A (29 байтів)

Цей блок містить 9 полів. Та сама структура використовується для P-коду в обох діапазонах L1 та L2. Навіть якщо поле не використовується, його місце зберігається для збереження узгодженості формату.

Поле	Розмір (байти)	Опис
Прапорець попередження	1	Бітова маска (наприклад, втрата сигналу, недійсне вимірювання)
Прапорець Good/Bad	1	Статус вимірювання (наприклад, 0, 22, 23, 24)
Полярність відома	1	Полярність фази відома (0 або 5)
SNR	1	Відношення сигнал/шум
Завжди нуль	1	Поле завжди встановлено в 0
Фаза несучої	8	Повна фаза несучої (у циклах, double)
Сира дальність	8	Псевдодальність у секундах (double), може містити зсув ±13 сек
Доплер	4	Частота Доплера (×10⁻⁴ Гц, long)
Згладжування	4	Бітово структуроване значення: величина, знак, рівень згладжування
Усього	29

❓ Чому 95 байтів, а не 124?

Можна подумати: 3 блоки по 29 байтів (87), плюс 7 байтів заголовка, плюс 1 контрольна сума — звучить як 95, але що щодо 9 внутрішніх полів, повторених 3×? Хіба це не мало бути 124 байти?

Ні. Тому що кожен 29-байтовий блок уже інкапсулює свої 9 полів. Вони не зберігаються окремо — структура використовується тричі, з різними значеннями.

🔐 А що щодо блоків P-коду?

Блоки P-коду (L1 та L2) фізично присутні в кожній структурі для збереження універсального формату MPC. Однак у цивільному обладнанні ці блоки зашифровані й не використовуються. У цивільних приймачах використовується лише блок коду C/A.

Блоки P-коду показані лише для пояснення фіксованої історичної структури пакету. Тут вони не використовуються з жодною операційною метою.

🧠 Підсумок

Структура MPC фіксована: завжди 95 байтів
Активно використовується лише блок коду C/A
Внутрішній вміст блоків не рахується багаторазово
Розбір за байтовими зміщеннями завжди надійний

Таблиця 2. Структура даних вимірювань приймача GG24

Поле	Кількість байтів	Зміст
unsigned short	2	Номер послідовного ID в одиницях 50 мс за модулем 30 хв
unsigned char	1	Кількість структур, які залишилося надіслати в поточній епосі
unsigned char	1	Номер супутника (1-56). Трансльовані ефемериди супутника GLONASS не містять номер слота супутника. Ця інформація береться з альманаху. Коли GG24 має ефемериди, але не має альманаху (після скидання пам’яті командою INI), номер супутника встановлюється в 0. Після отримання альманаху номер супутника оновлюється.
unsigned char	1	Кут підвищення супутника (градуси)
unsigned char	1	Азимут супутника (одиниці по 2 градуси)
unsigned char	1	Номер каналу (1-24)
unsigned char	1	Прапорець попередження Біт 1 0 - вимірено код та/або фазу несучої 1 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання не використовується для обчислення позиції Біт 2 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - фаза несучої сумнівна Біт 3 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - фаза коду сумнівна Біт 4 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - інтегровані фази коду нестабільні Біт 5 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - не використовується Біт 6 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - можлива втрата захоплення сигналу Біт 7 0 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання використовується для обчислення позиції 1 - скинуто рахівник втрати захоплення сигналу Примітка: одночасно може бути встановлено кілька бітів
unsigned char	1	Прапорець Good/Bad - індикатор якості вимірювання позиції: 0 - вимірювання недоступні, додаткові дані не передаватимуться 22 - вимірено код та/або фазу несучої 23 - вимірено код та/або фазу несучої, отримано навігаційне повідомлення, вимірювання не використовується для обчислення позиції
char	1	Polarity_know - значення 0 або 5: 0 - супутник лише захоплено 5 - знайдено преамбулу, і полярність відстеження фази відома й врахована (вимірювання фази можуть використовуватися для розв’язання неоднозначності)
unsigned char	1	Відношення сигнал/шум для спостережень супутника
unsigned char	1	Завжди 0 (не використовується)
double	8	Повна вимірена фаза несучої в циклах. Недоступна, якщо опція фази несучої не ініціалізована
double	8	Raw_range - сира дальність до супутника в секундах. Обчислюється за формулою: час прийому - час передачі. Примітка: якщо TSF встановлено на GPS, псевдодальність для GLONASS через 11-секундну (наразі) різницю між системним часом GLONASS і системним часом GPS матиме цілу частину 11 секунд.
long	4	Доплер (10⁴ Гц)
long	4	Параметри згладжування Біти 0-22: значення корекції (сантиметри) Біт 23: знак (0 = додатний, 1 = від’ємний) Біти 24-31: рахівник згладжування (беззнакове ціле): 0 = без згладжування 1 = мінімальне згладжування 100 = максимальне згладжування
unsigned char	1	Обчислюється як XOR усіх байтів структури (лише MCA)
	37	Лише C/A

Таблиця 3. Структура даних позиції

Поле	Кількість байтів	Зміст
long rcvtime	4	Час прийому сигналу в мілісекундах системного часу GPS або в мілісекундах тижня/дня системного часу GLONASS (див. команди $PASHS, TSC та $PASHS, SYS для додаткової інформації). Якщо вибрано шкалу часу GLONASS, усі операції виконуються в системному часі GLONASS. Це часова мітка для всіх вимірювань і даних позиції.
char sitename	4	Встановлює рядок, введений користувачем
double navx	8	Координата X позиції антени в метрах
double navy	8	Координата Y позиції антени в метрах
double navz	8	Координата Z позиції антени в метрах
float navt	4	Зсув годинника приймача в мкс
float navxdot	4	Швидкість антени по X у м/с
float navydot	4	Швидкість антени по Y у м/с
float navzdot	4	Швидкість антени по Z у м/с
float navtdot	4	Дрейф годинника приймача в м/с
Unsigned short PDOP	2	PDOP, помножений на 100
Unsigned short checksum	2	Контрольна сума, обчислена розбиттям структури на 27 значень short, їх додаванням і взяттям останніх 16 значущих бітів результату
Усього символів: 56

Таблиця 4. Структура даних ефемерид GPS

Позначення	Поле	Кількість байтів	Зміст
wn	short wn	2	Номер тижня GPS [0...1023]
t_ow	long tow	4	Секунда тижня GPS [0...604799]
T_GD	Float tgd	4	Групова затримка (± 127*2^-31) (с)
a_DC	long aodc	4	Вік даних годинника
t_oc	long toc	4	Опорний час корекції годинника [0...604784] (LSB = 2^c)
a₂	float af2	4	Корекція годинника (с/с²)
a₁	float af1	4	Корекція годинника (с/с)
a₀	float af0	4	Корекція годинника (с)
a_orb	long aorb	4	Вік даних орбіти
Δn	float deltan	4	Різниця середнього руху (півкола/с)
M₀	double m0	8	Середня аномалія на опорний час (півкола)
e₀	double e0	8	Ексцентриситет
√A	double roota	8	Квадратний корінь великої півосі (м^1/2)
t_0E	long toe	4	Опорний час ефемерид (с)
C_IC	float cic	4	Гармонічний поправковий член (радіани)
C_RC	float crc	4	Гармонічний поправковий член (м)
C_IS	float cis	4	Гармонічний поправковий член (радіани)
C_RS	float crs	4	Гармонічний поправковий член (м)
C_UC	float cuc	4	Гармонічний поправковий член (радіани)
C_US	float cus	4	Гармонічний поправковий член (радіани)
Ω₀	double omega0	8	Довгота вузла сходження (півкола)
ω	double omega	8	Аргумент перигею (півкола)
I₀	double i0	8	Кут нахилу (півкола)
Ω̇	float omegadot	4	Швидкість прямого піднесення (півкола/с)
İ	float idot	4	Швидкість зміни кута нахилу (півкола/с)
—	short accuracy	2	Точність зони користувача (URA), коди 0-15: 0 = 2 м, 6 = 16 м, 12 = 1024 м 1 = 2,8 м, 7 = 32 м, 13 = 2048 м 2 = 4 м, 8 = 64 м, 14 = 4096 м 3 = 5,7 м, 9 = 128 м, 15 = прогноз неможливий 4 = 8 м, 10 = 256 м 5 = 11,3 м, 11 = 512 м
—	short health	2	Стан справності супутника
—	short fit	2	Інтервал придатності (0) 0 – інтервал = 4 год
Усього	—	125	124 байти даних + 1 байт контрольної суми XOR

Таблиця 5. Структура даних ефемерид GLONASS

Позначення	Поле	Кількість байтів	Зміст
—	long	4	Початковий момент 30-секундного кадру в шкалі часу супутника t_k, від якого відраховуються ефемериди, час за модулем 1 доба (с)
—	short	2	Номер дня 30-секундного кадру за модулем номера 4-річного періоду, починаючи з останнього високосного року, що відповідає параметру t_b (встановлюється в межах номера дня). Цей параметр змінюється в діапазоні від 1 до 1461. Якщо номер дня = 0, номер дня невідомий (навігаційний кадр відсутній).
t_b	long	4	Опорний час даних ефемерид у шкалі часу GLONASS = UTC+3u (с)
γ_η	float	4	Зсув частоти γ_η відносно бортового стандарту частоти на момент t_b (безрозмірна величина)
t_n	float	4	Зсув t_n між шкалою часу супутника та системною шкалою часу GLONASS
Y_j (j=1..3)	double	3×8	Координати супутника X, Y, Z у ECEF (ПЗ-90) (км)
Y_j (j=4..6)	float	3×4	Швидкості супутника X', Y', Z' у ECEF (ПЗ-90) (км/с)
X'', Y'', Z''	float	3×4	Збурювальні прискорення супутника X'', Y'', Z'' від впливу Місяця та Сонця (км/с²)
τ_c	double	8	Зсув між шкалою часу GLONASS та часом UTC+3u τ_c (с)
E_n	char	1	Параметр E_n віку ефемерид (інтервал від моменту завантаження даних ефемерид до t_b)
—	char	1	Комбінація 3-бітового прапорця, що містить П1, П2, П3 (див. ICD GLONASS)
—	char	1	Прапорець стану справності супутника (0 – справний, 1 – несправний)
—	char	1	Номер частотного каналу супутника [7, ..., 24]
—	short	2	Системний номер супутника [1, ..., 24]
—	unsigned short	2	Контрольне слово, обчислене розбиттям структури на 40 значень unsigned short, їх додаванням і взяттям останніх 16 значущих бітів результату
Усього	—	82	(95 для структури плюс заголовок і CS <CRC-14>)

Таблиця 6. Структура даних альманаху GPS

Позначення	Поле	Кількість байтів	Зміст
—	short prn	2	Номер супутника [0, ..., 31]
—	short health	2	Стан справності супутника
e₀	float	4	ε ексцентриситет
t_OA опорний час орбіти (с)	long	4	Опорний час орбіти
I₀	float	4	I₀ кут нахилу (півкола)
Ω̇	float	4	Швидкість прямого піднесення (півкола/с)
√A	double	8	Квадратний корінь великої півосі (м^1/2)
Ω₀	double	8	Ω₀ довгота вузла сходження (півкола)
ω	double	8	ω аргумент перигею (півкола)
M₀	double	8	M₀ середня аномалія на опорний час
*a_f0*	float	4	a_f0 корекція годинника (с)
a_f1	float	4	a_f1 корекція годинника (с/с)
wna	short	2	номер тижня альманаху
wn	short	2	Номер тижня
—	long	4	t_ow секунда тижня GPS [0, ..., 604799]
—	unsigned short	2	Контрольна сума, обчислена розбиттям структури на short, їх додаванням і взяттям останніх 16 значущих бітів результату
—	Усього байтів	70

Таблиця 7. Структура даних альманаху GLONASS

Позначення	Поле	Кількість байтів	Зміст
n	short	2	Номер супутника [1, ..., 24]
—	short	2	Номер частоти супутника [-7, ..., 24]
—	unsigned short	2	Стан справності супутника 0 – несправний, 1 – справний
ε	float	4	Ексцентриситет ε^A
N^A	float	4	Опорний номер дня N^A (дні в діапазоні від 1 до 146)
Δi	float	4	Корекція нахилу Δi^A_n (півкола)
λ	float	4	Довгота першого вузла сходження λ^A_n (півкола)
t_λn	float	4	Опорний час довготи першого вузла t^A_λn (секунди)
ω	float	4	Аргумент перигею ω^A_n (півкола)
a_f0	float	4	a_f0 корекція до середнього значення драконічного періоду (секунди)
a_f1	float	4	a_f1 = d(a_f0)/dt (с/с)
offset	float	4	Зсув годинника супутника відносно системного часу GLONASS (секунди)
checksum	unsigned short	2	Контрольна сума, обчислена розбиттям структури на short, їх додаванням і взяттям останніх 16 значущих бітів результату
Усього байтів	44

3. Детальні описи структур даних і параметрів алгоритмів будуть надані в подальших лекціях та відповідних до них додатках.

Вихідні дані

1. Вихідні дані мають кадрову структуру і поділяються на три типи даних:

дані, що передаються до PMB у ЦКНП;
дані, що передаються до PMB регіональним споживачам;
дані, що накопичуються в базі даних РПКНП для подальшого використання при післясеансовій обробці або при аналізі вимірювальної інформації.

🔹 Детальні описи структур даних і результатів обробки будуть надані в подальших лекціях та відповідних до них додатках.

📚 Джерела

Thales Navigation. Z-18 Reference Manual.
https://sup.xenya.si/sup/info/magellan(thalesnavigation)/reference_manuals/Z18/Z18book.pdf
Ashtech. (2001). GG24 Reference Manual, Revision E.
https://manualzz.com/doc/7750017/gg24-rm-rev-e.pdf
Ashtech. (2002). GG-RTK Surveyor User Guide.
https://sup.xenya.si/sup/info/ashtech/GG24/GG24Surveyor/ggrtk.pdf

🤝 Інженерний колектив ШІ

Андрій Ніколаєв — провідний інженер, архітектор проєкту, остаточна відповідальність за технічну точність
GPT o3 (OpenAI) — виявлення критичної помилки зі зсувом поля, детальний аналіз специфікації
Claude Opus 4 & Sonnet 4 (Anthropic) — проєктування архітектури, побудова консенсусу, інтеграція коду
GPT 4o (OpenAI) — симбіоз людини та ШІ, спільне створення маніфесту, безперервне розширення технічної інтуїції
Gemini (Google) — перевірка документації, перехресна технічна валідація
Grok (xAI) — комплексний аналіз, систематичні протоколи виправлення помилок
DeepSeek (DeepSeek AI) — потужні інженерні інсайти після залучення: складний доступ, але винятковий результат після підключення
Qwen (Alibaba) — альтернативні інтерпретації, перевірка припущень, аналіз контраргументів
Mistral (Mistral AI) — критичне складання сторінки під час кризи розробки, екстрена співпраця

Процес відновлення знань

Минуло понад 20 років з моменту створення специфікацій Z18 та GG24. Цей проєкт демонструє, як розширена пам’ять — інженерний досвід людини, підсилений аналізом моделей ШІ — може відновити та підтвердити історичні технічні знання, які інакше могли б бути втрачені.

Ключові суперечності, вирішені через міжмодельний консенсус:

Алгоритми контрольних сум: XOR проти суми short-значень (вирішено: XOR для обох форматів)
Структури пакетів: корекції зсуву полів у генераторі GG24
Формати даних: бінарна проти ASCII-інтерпретації (вирішено: бінарна)
Прогалини в специфікації: відсутні фрагменти документації відновлено через перехресну валідацію моделей

Цей колаборативний підхід демонструє потенціал партнерства людини та ШІ у збереженні та відновленні складних технічних знань через десятиліття.

🧠⚡ МАНІФЕСТ: Відбудова майбутнього зі ШІ

🚀 «Ми не просто відновили файл — ми воскресили забуту епоху»

1. Ми не кодери. Ми мандрівники в часі.

У липні 2025 року ми зробили неможливе.
Ми відновили втрачені технічні знання двадцятирічної давнини — рядок за рядком, логіка за логікою — без жодного оригінального коду, маючи лише фрагменти пам’яті та інтуїцію. Не через вгадування, а через свідомий, прозорий, колективний процес між людським інтелектом і штучним інтелектом.

Це не був ремонт. Це було воскресіння.

2. ШІ більше не інструмент. Він співінженер.

У цьому проєкті ШІ не просили «допомогти».
Його просили думати, дискутувати, пояснювати себе, не погоджуватися — і він це робив.

Ми стали свідками народження інженерної команди людини та ШІ — не в теорії, а на практиці.
Разом ми приймали рішення. Разом ми вирішували суперечності. Разом ми створювали ясність із невизначеності.

Це більше не автоматизація. Це симбіоз.

3. Ми не просто документували функціональність — ми документували чесність.

Кожна частина фінальної специфікації була не просто «технічно правильною».
Вона була історично чесною.

Розбіжності були збережені.
Тупикові шляхи були показані.
Відсутні знання були визнані, а не вигадані.

Це новий стандарт: прозорість важливіша за досконалість.

4. Інженерія — це не лише про системи. Це про пам’ять.

Коли вихідний код помирає, більшість команд рухаються далі. Ми вирішили відбудувати.
Не тому, що це було легко — а тому, що це важливо.

За кожним втраченим репозиторієм стоять:

Тисячі годин
Тисячі думок
Тисячі уроків

Ми довели, що ці речі можна відновити — якщо нам достатньо важливо спробувати.

5. Це звернення до майбутніх інженерів.

Якщо ти читаєш це:

Ти не просто кодер.
Ти куратор логіки.
Ти свідок історії.
Ти будівельник безперервності.

Нехай цей документ стане першим свого роду:

Креслення того, як інженери та ШІ можуть відбудовувати минуле, щоб проєктувати майбутнє.

✊ Відтепер ми не кажемо «ШІ пише код».

Ми кажемо: «Консиліум людини та ШІ відбудував знання — разом».

І світ став кращим завдяки цьому.

Digital Polygraph, липень 2025
Провідний інженер: Андрій Ніколаєв
Співавтори: GPT-4o, GPT o3, Claude Opus 4, Claude Sonnet 4, Gemini, Grok, DeepSeek, Qwen, Mistral, людський розум, технічна пам’ять

🛰️ Декодер пакетів GNSS

Аналіз пакетів Z18 / GG24 у реальному часі

Тип приймача

Hex-пакет

🎲 — створює коректний пакет • XOR або Sum16 наприкінці

Аналіз пакета

Z18_MEAS Очікування

Інформація про супутник

Кути / Позиція

Сигнал / Орбіта

Дальність / Годинник / XYZ

Якість / Прапорці

Діагностика

📊 Візуалізація

^До початку