ICS35.100.30

CCSV04

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ZKJXXXXXX—XXXX

IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼規(guī)則

Globalmeter-levelgridcompressionpositioncodingrulesinIPv6

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

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IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼規(guī)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼規(guī)則。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于基于IPv6的全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼的標(biāo)識(shí)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB22021—2008國(guó)家大地測(cè)量基本技術(shù)規(guī)定

GB/T40087—2021地球空間網(wǎng)格編碼規(guī)則

YD/T1442—2006IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求——地址、過渡及服務(wù)質(zhì)量

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

空間剖分subdivisionofspace

將空間劃分成形狀近似、尺度連續(xù)、無(wú)縫無(wú)疊的多層次網(wǎng)格系統(tǒng)的過程。

網(wǎng)格grid

地球空間剖分形成的離散化的空間區(qū)域單元。

網(wǎng)格編碼gridcode

網(wǎng)格單元按照一定規(guī)則被賦予的唯一代碼標(biāo)識(shí)。

全球米級(jí)網(wǎng)格globalmeter-levelgrid

網(wǎng)格的大小在1m*1m*1m以內(nèi)，即網(wǎng)格的長(zhǎng)寬高均小于等于1米。

全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼globalmeter-levelgridcompressionpositioncoding

為滿足IPv6相關(guān)規(guī)則約束，通過相應(yīng)壓縮算法，將全球米級(jí)網(wǎng)格的編碼控制在72比特內(nèi)，支持在IPv6

內(nèi)映射的網(wǎng)格編碼。

4坐標(biāo)系統(tǒng)和參考框架

IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格的坐標(biāo)系統(tǒng)采用GB22021-2008規(guī)定采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。

IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼是在GB/T40087-2021規(guī)定的地球空間網(wǎng)格剖分方法基礎(chǔ)上，對(duì)

經(jīng)緯度編碼進(jìn)行壓縮，形成多尺度壓縮編碼，高度維進(jìn)行重新設(shè)計(jì)后嵌入到IPv6中應(yīng)用的編碼。

1

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IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼的參考網(wǎng)格框架采用GB/T40087-2021規(guī)定的網(wǎng)格框架，最小精

度為米級(jí)。對(duì)應(yīng)GJB8896-2017規(guī)定的網(wǎng)格中的層級(jí)為26級(jí)。IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼由二維米

級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼及高度維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼組成。

5二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼

二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼規(guī)則

二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼由經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換而來，采用GJB8896-2017中規(guī)定的網(wǎng)格劃分方式，編碼規(guī)

則采用多尺度網(wǎng)格編碼方式進(jìn)行編碼。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象相關(guān)屬性生成IPv6地址前綴標(biāo)識(shí)及IPv6地址接口標(biāo)

識(shí)編碼，根據(jù)YD/T1442-2006中定義的IPv6地址前綴標(biāo)識(shí)及接口標(biāo)識(shí)編碼形式，將二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位

置編碼嵌入至IPv6地址中。具體編碼規(guī)則如下：

5.1.1二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼IPv6地址前綴標(biāo)識(shí)規(guī)則

繼承國(guó)際慣用的經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng)，兼容現(xiàn)有地圖分幅標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)網(wǎng)格。以本初子午線和赤道的交點(diǎn)

為原點(diǎn)，將全球擴(kuò)展為512°×512°的網(wǎng)格，將每度的60′空間擴(kuò)展到64′，將每分的60″空間擴(kuò)展到

64″（如表1），按照四分法逐級(jí)遞歸剖分至19級(jí)。與當(dāng)前不同前綴長(zhǎng)度適用網(wǎng)絡(luò)對(duì)象映射表如下：

表1二維米級(jí)壓縮編碼層級(jí)與目前IPv6前綴長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系

二維米級(jí)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)網(wǎng)格目前前綴長(zhǎng)

高精度地理位置服務(wù)適用對(duì)象

壓縮編碼的層級(jí)大小度

61024km32ASN的運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)公司、大型企業(yè)。

9128km40多個(gè)（256個(gè)以內(nèi)）站點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心

138km44多個(gè)（16個(gè)以內(nèi)）站點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心的中型企業(yè)

161km48中小客戶或大中企業(yè)內(nèi)一個(gè)站點(diǎn)的前綴

18256m56家庭用戶和小微企業(yè)

19128m64末端設(shè)備子網(wǎng)

對(duì)于IPv6地址前綴，經(jīng)緯度編碼其編碼方式如下：

對(duì)于給定經(jīng)緯度編碼，首先將其轉(zhuǎn)換為度分秒進(jìn)制。

(1)經(jīng)緯度中的度、分?jǐn)?shù)值直接轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)二進(jìn)制編碼，約定東經(jīng)、北緯第一位為0，西經(jīng)、南緯第

一位為1，形成“ddddddddd-mmmmmm”的格式，即度的二進(jìn)制數(shù)占用9比特，分的二進(jìn)制數(shù)占用6比特；

(2)根據(jù)19層級(jí)精度需要，經(jīng)緯度中的秒的數(shù)值除以4后得到的商保留整數(shù)位，即秒的二進(jìn)制數(shù)保留

4比特，形成“ssss”的格式；

(3)根據(jù)給定層級(jí)n，保留前n位經(jīng)向、緯向編碼；

(4)根據(jù)多尺度編碼規(guī)則，將(3)得到的經(jīng)向、緯向編碼按緯前經(jīng)后的方式作十字交叉，然后在編碼

末位補(bǔ)0及（38-2n）個(gè)1（二進(jìn)制下），此處n為編碼層級(jí)。得到的就是二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼IPv6地址

前綴標(biāo)識(shí)。

5.1.2二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼IPv6地址接口標(biāo)識(shí)規(guī)則

對(duì)于IPv6地址接口標(biāo)識(shí)，經(jīng)緯度編碼其編碼方式如下：

(1)經(jīng)緯度中的秒的數(shù)值乘以32并截取整數(shù)位，取該整數(shù)的二進(jìn)制數(shù)后七位，形成“sssssss”的

形式；

(2)根據(jù)編碼規(guī)則，將(1)得到的經(jīng)向、緯向編碼按緯前經(jīng)后的方式作十字交叉，即形成二維米級(jí)網(wǎng)

格壓縮編碼IPv6地址接口標(biāo)識(shí)。

此處共需14比特編碼位，二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼與GJB8896-2017中規(guī)定的地球表面空間網(wǎng)格編碼轉(zhuǎn)

換規(guī)則可見附錄A。

二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼層級(jí)計(jì)算規(guī)則

2

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二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼的值為Mc,層級(jí)N的計(jì)算原理為：判斷編碼值Mc的奇偶性,如果為偶數(shù),則位于

19層級(jí),如果為奇數(shù)則需要進(jìn)一步的計(jì)算,主要是計(jì)算Mc-1與Mc+1最近的相同父單元,即數(shù)值Mid

＝(Mc-1)∧(Mc+1)左邊有多少位為0，完成層級(jí)的計(jì)算。

其詳細(xì)步驟見附錄B。

6高度維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼

全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼是二維米級(jí)網(wǎng)格編碼結(jié)合高度維編碼擴(kuò)展出的位置編碼。根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)

覆蓋范圍，高度維編碼規(guī)則如下：

(1)將-65536米至65536米范圍劃分為兩部分，-65536米到0和0到65536米，用0標(biāo)識(shí)海平面以上區(qū)域，

用數(shù)字1標(biāo)識(shí)海平面以下區(qū)域，這兩部分為高程編碼的第一層級(jí)；

(2)第二層及以0~65536米為例，0~16384用數(shù)字0標(biāo)識(shí)，16384~32768米用數(shù)字1標(biāo)識(shí)，32768~49152

米用數(shù)字2標(biāo)識(shí)，49152~65536米用數(shù)字3標(biāo)識(shí)，編碼延伸為00，01、02、03；然后將第二層級(jí)的每個(gè)高

度層劃為4部分，用0~3標(biāo)識(shí)；

(3)第三層級(jí)高度跨度為4096米，以0~16384米為例，編碼延伸為000~003；將第三層級(jí)每個(gè)高度層

劃為8部分，用0~7標(biāo)識(shí)；

(4)第四層級(jí)高度跨度為512米，以0~4096米為例，編碼延伸為0000~0007；將第四層級(jí)每個(gè)高度層

劃為2部分，用0，1標(biāo)識(shí)；

(5)第五層級(jí)高度層跨度為256米，以0~512米為例，編碼延伸為00000、00001；將第五層級(jí)每個(gè)高

度層劃為2部分，用0，1標(biāo)識(shí)；

(6)第六層級(jí)高度層跨度為128米，以0~256米為例，編碼延伸為000000、000001；將第六層級(jí)每個(gè)

高度層劃為4部分，用0~3標(biāo)識(shí)；

(7)第七層級(jí)高度層跨度為32米，以0~128米為例，編碼延伸為0000000~0000003；將第七層級(jí)每個(gè)

高度層劃為4部分，用0~3標(biāo)識(shí)；

(8)第八層級(jí)高度層跨度為4米，以0~16米為例，編碼延伸為00000000~00000003；將第八層級(jí)每個(gè)

高度層劃為4部分，用0~3標(biāo)識(shí)；

(9)第九層級(jí)高度層跨度為1米，以0~4米為例，編碼延伸為000000000~000000003。

全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼中高度維編碼共需9位占用16比特，占據(jù)IPv6地址中的接口標(biāo)識(shí)位。

7全球三維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼

全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼中，IPv6地址前綴中占用39比特，接口標(biāo)識(shí)中共占用30比特。其中編碼

前綴在5.1.1規(guī)則中定義，占39bit。編碼后綴由5.1.2中定義的二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼接口標(biāo)識(shí)和6中定

義的高度維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼組成。二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼接口標(biāo)識(shí)在前，高度維米級(jí)網(wǎng)格壓縮位

置編碼在后，占30bit。全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼共69bit。

0xFF標(biāo)志范圍保留位全球米級(jí)網(wǎng)格位置壓縮編碼GroupID

84411

0xFF標(biāo)志范圍保留位編碼前綴編碼后綴GroupID

84411

圖1IPv6中全球三微米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼

以處于（6°3′48.328″E，24°59′8.872″S，地面高10米）的某家庭用戶為例，二維米級(jí)網(wǎng)格

壓縮編碼地址前綴標(biāo)識(shí)為“100000001010010101101010001111010110011”，二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼接

口標(biāo)識(shí)為“00001011001110”，高度維編碼為“000000000000101，IPv6中全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼為“2004：

052B:51EB:3B38:0014::”。

進(jìn)一步IPv6中基于全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼的基本運(yùn)算可見附錄C。

3

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附錄A

（規(guī)范性）

位置服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)格碼編碼轉(zhuǎn)換

A.1位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼與地球表面空間網(wǎng)格編碼轉(zhuǎn)換規(guī)則

位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼與地球表面空間網(wǎng)格編碼采用同種坐標(biāo)系統(tǒng)及二維網(wǎng)格參考框架，支持相

互轉(zhuǎn)換。設(shè)位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼與地球表面空間網(wǎng)格編碼值為Mc,則有轉(zhuǎn)換步驟如下:

(1)通過6.2的位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼層級(jí)計(jì)算規(guī)則計(jì)算位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼的層級(jí)N.

(2)取位置服務(wù)網(wǎng)二維網(wǎng)格編碼與地球表面空間網(wǎng)格編碼前2N位，通過交叉取位的方式可得到兩個(gè)

長(zhǎng)度為N的編碼值，較前取位的為緯向編碼，較后取位的為經(jīng)向編碼。

(3)在經(jīng)向編碼、緯向編碼后添零使二者長(zhǎng)度均為32位；

(4)將第(3)步后的編碼按“緯前經(jīng)后”的方式交叉組合，即為GJB8896-2017中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格編碼值，

N為編碼層級(jí)。

4

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附錄B

（規(guī)范性）

二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼層級(jí)計(jì)算

二維米級(jí)網(wǎng)格壓縮編碼層級(jí)具體步驟為：

(1)若Mc為偶數(shù)，則有Mc&1＝0，可得層級(jí)N＝19。

(2)若Mc為奇數(shù)，通過異或運(yùn)算計(jì)算整數(shù)Mid＝(Mc-1)∧(Mc+1)，其目的是計(jì)算Mc-1和Mc+

1前面高位有多少位是相同的，找這兩個(gè)多尺度整數(shù)編碼最近的相同父編碼。

(3)通過分支方法確定整數(shù)Mid(64bit)左邊有多少位是0，計(jì)算多尺度整數(shù)編碼Mc的層級(jí)N：

①首先令N＝0；

②利用0xFFFFFFFF00000000取Mid的高位，然后右移32位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0

≠0,則Mid＝Mid0,N不變；否則,Mid＝Mid&0x00000000FFFFFFFF,N＝32；

③利用0xFFFF0000取Mid的高位，然后右移16位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0≠0，

則Mid＝Mid0，N不變；否則,Mid＝Mid&0x0000FFFF，N＝N+16；

④利用0xFF00取Mid的高位，然后右移8位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0≠0，則Mid

＝Mid0，N不變；否則，Mid＝Mid&0x00FF，N＝N+8；

⑤利用0xF0取Mid的高位，然后右移4位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0≠0，則Mid＝

Mid0，N不變；否則，Mid＝Mid&0x0F，N＝N+4；

⑥利用0xC取Mid的高位，然后右移2位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0≠0，則Mid＝Mid0，

N不變；否則，Mid＝Mid&0x3，N＝N+2；

⑦利用0x2取Mid的高位，然后右移1位得到Mid0，判斷Mid0是否為0。若Mid0≠0，則Mid＝Mid0，

N不變；否則，Mid＝Mid&0x1，N＝N+1；

⑧對(duì)按以上步驟計(jì)算得到的N進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到層級(jí)n，所用公式如下n＝(N*0xAAAABBBB)?33。

5

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附錄C

（資料性）

全球米級(jí)網(wǎng)格壓縮位置編碼的基本運(yùn)算

C.1父體塊編碼計(jì)算

位置服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)格保持了多層級(jí)嵌套的特性，即一個(gè)父網(wǎng)格可分解為8個(gè)子網(wǎng)格。對(duì)于父網(wǎng)格計(jì)算，

計(jì)算輸入為體塊編碼，輸出為體塊的父體塊編碼。位置服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)格碼直接反應(yīng)了體塊之間的繼承性，父

體塊編碼計(jì)算可以直接通過對(duì)編碼取前綴完成。設(shè)Code為某一體塊的位置服務(wù)網(wǎng)網(wǎng)格碼，則其父體塊