TEQC在GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

李 沖,何鑫星,劉云青

(1.武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院,湖北 武漢430079;2.國(guó)家測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心,四川 成都610041)

0 引 言

TEQC(Translation,Editing and Quality Checking)是功能強(qiáng)大且簡(jiǎn)單易用的GNSS數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件,是由UNAVCO Facility(美國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與地殼形變觀測(cè)研究大學(xué)聯(lián)合體)研制的為地學(xué)研究GPS監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)管理服務(wù)的公開(kāi)免費(fèi)軟件,主要功能有格式轉(zhuǎn)換、編輯和質(zhì)量檢核[1-2]。其中,格式轉(zhuǎn)換可將許多不同廠家的GPS接收機(jī)觀測(cè)(二進(jìn)制)文件轉(zhuǎn)換為 RINEX文件,也可以在RINEX文件的不同格式之間轉(zhuǎn)換;編輯功能可用于RINEX文件字頭塊部分,也可進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的任意切割與合并、觀測(cè)值類型的刪減、衛(wèi)星系統(tǒng)的選擇及特定衛(wèi)星的禁用;質(zhì)量檢核可以反映出GPS數(shù)據(jù)的電離層延遲、多路徑影響、接收機(jī)周跳、衛(wèi)星信號(hào)信噪比等信息。

TEQC的功能非常強(qiáng)大,對(duì) RINEX格式的GPS、GLONASS及部分其它數(shù)據(jù)都能處理,同時(shí)TEQC軟件有各種操作系統(tǒng)下使用的版本,包括Unix、Linux、MacOS 以及 Window s的 DOS等。主要介紹的是WINDOWS操作系統(tǒng)的版本,重點(diǎn)介紹GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查及一些最基本的操作命令,并對(duì)TEQC在使用過(guò)程中遇到的一些常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了歸納和總結(jié),同時(shí)根據(jù)作者經(jīng)驗(yàn)提出了相應(yīng)的解決方案。

1 TEQC用于GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查時(shí)的常用命令

1.1 常用語(yǔ)法

TEQC的基本語(yǔ)法結(jié)構(gòu)為:teqc{操作選項(xiàng)}[輸入文件1][輸入文件2]……。在使用操作選項(xiàng)時(shí):“-”表示要輸入部分信息或表示要關(guān)掉一些操作選項(xiàng),“+”表示要輸出部分信息或表示要打開(kāi)一些操作選項(xiàng),只要含有“-”或“+”的都表示是命令選項(xiàng)。例如:teqc+id表示輸出teqc版本號(hào)及計(jì)算機(jī)時(shí)間等信息,teqc++config表示輸出teqc當(dāng)前的設(shè)置信息。

1.2 常用命令

1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

二進(jìn)制文件格式轉(zhuǎn)換為 RINEX格式的命令為[1-3](以T RIMBLE的*.DAT文件為例)

teqc-tr do-week****+nav result.**n+met result.**m source.dat＞result.**o

其中,-tr:表示接收機(jī)類型是Trimble;do:是-tr的參數(shù),d表示是下載(Download)的文件,o表示用戶所感興趣的是o文件(標(biāo)準(zhǔn)輸出);-week****:是 GPS周,可以用 GPS周表示,也可以用YYYY:MM:DD表示,也可用YYYY:DOY;其中 ,“:”符號(hào)可以用“/”表示 ;+nav result.**n:表示用戶也希望輸出N文件;+met result.**m:表示用戶也希望輸出M 文件,但需要提供MET文件;source.dat:是標(biāo)準(zhǔn)輸入文件;＞result.**o:是標(biāo)準(zhǔn)輸出文件。

2)數(shù)據(jù)編輯

①GPS/GLONASS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分隔

部分接收機(jī)可以同時(shí)記錄GPS和GLONASS的數(shù)據(jù)。分隔兩個(gè)星座數(shù)據(jù)的命令為:teqc–R source.**o＞GPS.**o或teqc-G source.**o＞GLONASS.**o

②RINEX格式驗(yàn)證及標(biāo)準(zhǔn)化

命令為:teqc source.**o或teqc source.**o＞result.**o

③文件頭的編輯和提取

以編輯點(diǎn)名為例,其命令為:teqc-O.mo monument source.**o＞result.**o,目的是將source.**o文件中的點(diǎn)名改為monument,輸出文件為result.**o。O文件頭部分常用的設(shè)置有:-O.rno:點(diǎn)名;-O.mn:測(cè)站編號(hào);-O.at:天線類型;-O.an:天線編號(hào);-O.rt:接收機(jī)類型。-O.int:采樣率間隔;+O.c:追加注釋行記錄。

3)質(zhì)量檢查

進(jìn)行質(zhì)量檢查的基本語(yǔ)句為:不使用導(dǎo)航文件時(shí):teqc+qc cham0020.02o;使用導(dǎo)航文件時(shí):teqc+qc-nav cham0020.02n cham0020.02o。執(zhí)行上面語(yǔ)句之后,將生成如下幾個(gè)文件[4-5]:

cham0020.ion電離層觀測(cè)值;

cham0020.iod電離層觀測(cè)值變率;

cham0020.mp1 P1多路徑觀測(cè)值(包括接收機(jī)噪聲);

cham0020.mp2 P2多路徑觀測(cè)值(包括接收機(jī)噪聲);

cham0020.sn1 L1頻率上的信噪比;

cham0020.sn2 L2頻率上的信噪比;

cham0020.azi衛(wèi)星方位角;

cham0020.ele衛(wèi)星高度角;

cham0020.02s質(zhì)量檢查摘要文件。

其中,cham0020.02s是質(zhì)量檢查統(tǒng)計(jì)的結(jié)果文件,是TEQC軟件的核心部分,主要用于對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)定,一般情況下觀測(cè)人員主要是對(duì)該文件進(jìn)行檢查,從而確定觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。其它幾個(gè)文件主要用于作圖,從而可直觀的對(duì)每一顆衛(wèi)星的單項(xiàng)質(zhì)量進(jìn)行檢查。

2 TEQC在GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查時(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

由于GPS儀器類型繁多,數(shù)據(jù)格式各不相同,經(jīng)隨機(jī)軟件轉(zhuǎn)換的RINEX格式數(shù)據(jù)也不盡相同,部分GPS接收機(jī)廠商并未嚴(yán)格遵循IGS公約,導(dǎo)致使用TEQC進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,不能得出正常的檢查結(jié)果,其主要原因有以下幾種情況[6]。

1)頭文件中部分字符過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致其所在行占的字節(jié)數(shù)超出IGS公約的規(guī)定,主要由觀測(cè)者及觀測(cè)單位用漢語(yǔ)錄入過(guò)多文字造成。

解決方案:減少漢字或字符輸入長(zhǎng)度。

2)部分國(guó)產(chǎn)及極少部分進(jìn)口GPS接收機(jī)采用隨機(jī)軟件轉(zhuǎn)換的O文件其頭文件格式未嚴(yán)格執(zhí)行IGS公約的規(guī)定,主要是文件頭中部分行的注釋未對(duì)齊。

解決方案:按標(biāo)準(zhǔn)頭文件格式修改,進(jìn)口GPS接收機(jī)也可采用TEQC自帶的格式轉(zhuǎn)換功能重新轉(zhuǎn)換O文件及N文件。

3)不同版本TEQC執(zhí)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查命令的區(qū)別,部分版本 TEQC使用 TEQC+QC*****.O****N命令進(jìn)行檢查,最新版TEQC應(yīng)使用TEQC+QC*****.O命令進(jìn)行檢查。

4)O文件觀測(cè)數(shù)據(jù)存在問(wèn)題,不符合TEQC對(duì)觀測(cè)文件結(jié)束歷元的要求,主要由于觀測(cè)數(shù)據(jù)的最后一個(gè)或幾個(gè)歷元數(shù)據(jù)量不足或碼定位失敗造成。

解決方案:刪除最后一個(gè)歷元或幾個(gè)歷元的數(shù)據(jù),重新檢查。

5)RINEX轉(zhuǎn)換版TEQC無(wú)法識(shí)別,目前最新版TEQC能正常識(shí)別的版本有2、2.10、2.11,部分接收機(jī)的轉(zhuǎn)換版本結(jié)果有2.20,3.10等,導(dǎo)致TEQC無(wú)法執(zhí)行檢查。

解決方案:將O文件的頭文件第一行RINEX VERSION修改為 TEQC可識(shí)別的版本號(hào),只要其他格式正確,則可正常檢查,版本號(hào)不影響檢查結(jié)果。

6)teqc檢查結(jié)果文件S文件能夠正常輸出,其數(shù)據(jù)可利用率及多路徑效應(yīng)結(jié)果不正確,多見(jiàn)于國(guó)產(chǎn)接收機(jī),主要由于其觀測(cè)數(shù)據(jù)類型不全造成,主要是缺少P碼數(shù)據(jù),該情況TEQC無(wú)法進(jìn)行質(zhì)量檢查。對(duì)于精度要求較高的項(xiàng)目,建議不采用該類型接收機(jī)。

7)teqc檢查結(jié)果文件S文件能夠正常輸出,各項(xiàng)結(jié)果均正常,但數(shù)據(jù)可利用率為“n/a”,其主要由期望總觀測(cè)值數(shù)量未計(jì)算造成,該種情況主要原因是N文件缺失或損壞。

解決方案:重新轉(zhuǎn)換二進(jìn)制格式原始觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取N文件或在IGS公開(kāi)網(wǎng)站上下載與O文件年積日對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航文件。

8)當(dāng)被檢查數(shù)據(jù)所在目錄過(guò)長(zhǎng)或者所在目錄中有空格時(shí),TEQC會(huì)出現(xiàn)不能正常檢查的現(xiàn)象。

解決方案:將 TEQC和檢查數(shù)據(jù)的所在路徑縮短并去除空格。

9)teqc檢查結(jié)果文件S文件能夠正常輸出,其可利用的觀測(cè)數(shù)據(jù)量卻為零或近似為零,這種情況較為少見(jiàn),主要由于GPS接收機(jī)或天線出現(xiàn)問(wèn)題造成。這種問(wèn)題可通過(guò)查看S文件中的衛(wèi)星觀測(cè)情況和定位情況標(biāo)示符進(jìn)行判定。在衛(wèi)星觀測(cè)欄里,如果24 h的連續(xù)觀測(cè)文件中,“C”標(biāo)記出現(xiàn)2次以上,說(shuō)明接收機(jī)有問(wèn)題;如果出現(xiàn)大量的“L”標(biāo)記,說(shuō)明天線有問(wèn)題。和定位有關(guān)的符號(hào)其意義列舉如下:^表示有較大的位置變化;X表示碼定位失敗;C表示定位比較散亂;H表示水平方向定位不準(zhǔn);V表示高程方向定位不準(zhǔn);T表示各個(gè)方向定位均不準(zhǔn);＞表示動(dòng)態(tài)測(cè)量正常;o表示靜態(tài)測(cè)量正常;O表示觀測(cè)量不足;E表示星歷不足;S表示衛(wèi)星數(shù)不足。

3 結(jié) 論

TEQC作為目前國(guó)際上通用的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、編輯、質(zhì)量檢查工具,已不再單純用于IGS站的GPS數(shù)據(jù),隨著高精度GPS數(shù)據(jù)處理技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大,熟練使用TEQC工具已成為GPS數(shù)據(jù)處理人員的基本技能。簡(jiǎn)單介紹了 TEQC的常用命令,并根據(jù)作者多年使用 TEQC的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了其在GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查中碰到的一些常見(jiàn)問(wèn)題和解決方案,以供測(cè)繪同仁參考。

[1]UNAVCO Facility.TEQC[EB/OL].2008-02-15,[2010-5-17],http:∥www.unavco.ucar.edu/software/teqc/teqc.html.

[2]Cambert D,Kelz R,Cabrecque J,et al.NSFAnnual-Rpt2002[EB/OL].2002-10-01,http:∥www.unavco.ucar.edu/aboutus/publications/fy-2002/NSFAnnualRpt2002.pdf.

[3]Werner G.the receiver independent exchange format Version 2.10[EB/OL].2007-11-10,http:∥igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/rinex210.txt.

[4]徐紹銓,張華海,楊志強(qiáng),等.GPS測(cè)量原理及其應(yīng)用[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2003.

[5]劉基余.GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[6]項(xiàng) 霞,王 輝,周遠(yuǎn)光,等.GPS RINEX格式原始數(shù)據(jù)檢查技術(shù)的討論[J].測(cè)繪質(zhì)量監(jiān)督與管理,2007,14(2):19-22.