基于TEQC的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理

李 立 蘭武輝 吳潔琪

（江西省測(cè)繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 江西南昌 330046）

基于TEQC的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理

李 立 蘭武輝 吳潔琪

（江西省測(cè)繪成果質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 江西南昌 330046）

GPS外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理與質(zhì)量分析對(duì)所得的成果起著重要的保證作用。在基于TEQC軟件的基礎(chǔ)上，對(duì)GPS外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理與質(zhì)量分析進(jìn)行闡述，以保證GPS數(shù)據(jù)采集成果滿足質(zhì)量要求。

數(shù)據(jù)預(yù)處理；質(zhì)量分析；TEQC軟件

1 引言

GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理與質(zhì)量分析的結(jié)果是測(cè)量工作者密切關(guān)注的問題，因而采用何種數(shù)據(jù)預(yù)處理與質(zhì)量分析軟件一直是國內(nèi)外學(xué)者爭(zhēng)相研究的課題。總體來說，數(shù)據(jù)預(yù)處理與質(zhì)量分析軟件有TGO軟件、Solutions軟件等。UNAVCO組織開發(fā)的TEQC軟件已經(jīng)被大多數(shù)用戶所采用。

2 TEQC軟件功能介紹

TEQC是一個(gè)命令行運(yùn)行軟件，運(yùn)行環(huán)境為DOS或Windows Dos。對(duì)應(yīng)于不同的接收器和不同類型的數(shù)據(jù)格式，使用的命令是不同的。例如：

（1）將Ashtech觀測(cè)的文件轉(zhuǎn)換為RINEX格式文件，使用命令為：

＞teqc–ash d–O.obs L1+L2+CA+P2+ P1 BB003A12.038＞B0030380.120

（2）將Trimble觀測(cè)的文件轉(zhuǎn)換為RINEX格式文件，使用命令為：

＞teqc–tr do–week****+nav 00010160.02n 00010160.dat＞00010160.02o

2.1 文件頭部分的編輯

TEQC軟件可對(duì)RINEX觀測(cè)數(shù)據(jù)文件的頭部分進(jìn)行編輯，命令如下：

＞teqc–O.mo“A001”kunm1360.12o＞A0011360.12o

2.2 RINEX文件的切割

TEQC軟件可對(duì)RINEX文件進(jìn)行任意的切割，以滿足用戶對(duì)特定觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)使用要求。命令有如下幾種：

（1）+d［Y、M、d、h、m、s］，表示從觀測(cè)時(shí)間開始到設(shè)置的時(shí)間間隔結(jié)束這段時(shí)間的觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。例如：＞teqc+dm 20 kunm1360.12o＞temp1360.12o，這個(gè)命令表示取RINEX文件從觀測(cè)時(shí)間開始到20min后的時(shí)間段的數(shù)據(jù)；

（2）-d［Y、M、d、h、m、s］，表示以結(jié)束觀測(cè)為下限所提取的時(shí)間間隔；

（3）-st YYMMddhhmmss［.sss］，表示從此刻起到觀測(cè)結(jié)束這段時(shí)間段內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)；

（4）-e YYMMddhhmmss［.sss］，表示從開始觀測(cè)到此刻結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

2.3 RINEX文件的合并

TEQC軟件可對(duì)多個(gè)RINEX文件進(jìn)行合并，以此優(yōu)化存儲(chǔ)空間。命令如下：

＞teqc file1 file2……＞file

2.4 衛(wèi)星系統(tǒng)的選擇和取舍

在對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)GPS接收機(jī)接受某些衛(wèi)星的信號(hào)質(zhì)量不佳，這時(shí)就需要用TEQC軟件對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行選擇和取舍，以使成果達(dá)到要求的精度。相關(guān)的TEQC命令如下：

（1）＞teqc–R輸入文件 ＞輸出文件，此命令表示去掉GLONASS衛(wèi)星數(shù)據(jù)；

（2）＞teqc–G#輸入文件 ＞輸出文件，此命令表示禁用#號(hào)GPS衛(wèi)星。

2.5 設(shè)置衛(wèi)星高度角

在考慮對(duì)流層和電離層對(duì)GPS觀測(cè)造成的影響時(shí)，需要設(shè)置衛(wèi)星高度角。命令為：＞teqc set_mask #輸入文件＞輸出文件

2.6 質(zhì)量檢核

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核在GPS實(shí)際工作中十分重要，電離層、對(duì)流層、多路徑效應(yīng)等對(duì)GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)造成的影響不容忽視。TEQC軟件對(duì)GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢核有兩種模式：qc-lite模式和qc-full模式。

(1)qc-lite模式。此模式只需RINEX觀測(cè)數(shù)據(jù)文件， 不需導(dǎo)航文件， 命令為：＞teqc+qc kunm1360.12o。此命令運(yùn)行完畢后，會(huì)產(chǎn)生7個(gè)文件 ：kunm1360.12S、kunm1360.mp1、kunm1360.mp2、kunm1360.iod、kunm1360.ion、kunm1360.sn1、kunm1360.sn2。

(2)qc-full模式。此模式不僅需要RINEX觀測(cè)數(shù)據(jù)文件，還需要RINEX導(dǎo)航數(shù)據(jù)文件，命令為：＞teqc +qc–nav kunm1360.12n kunm1360.12o。此命令運(yùn)行完畢后， 會(huì)產(chǎn)生 9個(gè)文件：kunm1360.12S、kunm1360.mp1、kunm1360.mp2、kunm1360.iod、kunm1360.ion、kunm1360.sn1、kunm1360.sn2、kunm1360.azi、kunm1360.ele。

3 實(shí)例

3.1 操作步驟

本次實(shí)例中采用的數(shù)據(jù)源自中國地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的GPS數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)的下載鏈接為：http:// www.igs.org.cn:8080/，在此采用上海佘山、吉林長春、臺(tái) 灣桃 園 的 監(jiān) 測(cè) 點(diǎn) 文 件， 即 shao0880.13o、shao0880.13n;chan0880.13o、chan0880.13n;twtf0880.13o、twtf0880.13n。由于下載了觀測(cè)數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)文件，因此采用qc-full模式進(jìn)行數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢核。步驟如下：

（1）在開始程序中的運(yùn)行功能里輸入cmd，進(jìn)入到DOS命令編輯區(qū)，如圖3-1所示：

圖3-1

（2）輸入DOS命令進(jìn)入到C盤根目錄，找到相應(yīng)的 teqc文件，在這個(gè)文件夾里面有 teqc.exe、DOS4GW.exe、qcview32.exe以及相關(guān)點(diǎn)的文件，如圖3-2所示：

圖3-2

（3）運(yùn)行 teqc.exe，并啟用 qc-full模式對(duì)shao0880.13o的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析，如圖3-3所示：

圖3-3

（4）運(yùn)行完qc-full模式之后，會(huì)在本身目錄產(chǎn)生9個(gè)新文件，將這9個(gè)新文件放在一個(gè)bk1文件夾里，如圖3-4所示：

圖3-4

（5）運(yùn)用 QCVIEW32查看各衛(wèi)星的方位角（azi）、高度角（ele）、電離層延遲變化率（iod）、電離層延遲誤差（ion）、L1載波信噪比（sn1）、L2載波信噪比 （sn2）、L1載波C/A碼或P碼偽距的多路徑影響（mp1）、L2載波P碼

偽距的多路徑影響（mp2）。由于其他兩個(gè)點(diǎn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的處理與此相似，在這里不再重復(fù)敘述步驟。接下來，以17號(hào)衛(wèi)星為例來說明數(shù)據(jù)的質(zhì)量和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3.2 視圖文件分析

（1）從圖3-5可以看出，17號(hào)衛(wèi)星在第1820個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻15h10min）處和第2550個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻21h15min）處出現(xiàn)了周跳現(xiàn)象；

圖3-5 17號(hào)衛(wèi)星處理前電離層延遲誤差

（2）從圖3-6可以看出，17號(hào)衛(wèi)星在第2550個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻21h15min）處電離層的變化率出現(xiàn)了突然的變化；

圖3-6 17號(hào)衛(wèi)星處理前電離層延遲變化率

（3）從圖3-7可以看出，17號(hào)衛(wèi)星在第1820個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻15h10min）處和第2680個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻21h15min）處L1載波的多路徑誤差的絕對(duì)值已經(jīng)超過1m；

圖3-7 17號(hào)衛(wèi)星處理前L1載波多路徑誤差

（4）從圖3-8可以看出，17號(hào)衛(wèi)星在第1820個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻15h10min）處和第2680個(gè)歷元（對(duì)應(yīng)時(shí)刻21h15min）處L2載波的多路徑誤差的絕對(duì)值已經(jīng)超過1m；

圖3-8 17號(hào)衛(wèi)星處理前L2載波多路徑誤差

（5）從圖3-9可以看出，17號(hào)衛(wèi)星L1載波的信噪比偏高；

圖3-9 17號(hào)衛(wèi)星處理前L1載波信噪比

（6）從圖3-10可以看出，17號(hào)衛(wèi)星L2載波的信噪比偏高。

圖3-10 17號(hào)衛(wèi)星處理前L2載波信噪比

3.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

通過視圖的分析，進(jìn)一步了解了觀測(cè)數(shù)據(jù)中存在的問題，現(xiàn)利用TEQC命令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，步驟如下：

（1）刪除shao0880.13o文件中第1850歷元以前的數(shù)據(jù)，命令為：teqc-st20130329152500 shao0880.13o＞shao0881.13o；

（2）刪除shao0881.13o文件中第2550歷元以后的數(shù)據(jù)，命令為：teqc-e20130329211500 shao0881.13o＞shao0882.13o；

（3）刪除shao0882.13o文件中質(zhì)量不好的3號(hào)、26號(hào)衛(wèi)星， 命令為：teqc-G3 shao0882.13o＞shao0883.13oteqc-G26shao0883.13o＞shao0884.13o；

（4）用TEQC軟件對(duì)shao0884.13o進(jìn)行質(zhì)量分析，并用QXCIEW32查看處理后的文件。

3.4 處理前后的數(shù)據(jù)在SPSO軟件中基線解算質(zhì)量的對(duì)比

圖4-11 數(shù)據(jù)處理前基線解算報(bào)告

圖4-12 數(shù)據(jù)處理后基線解算報(bào)告

4 結(jié)束語

通過基于TEQC的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理，可以看出：

（1）采用TEQC軟件對(duì)GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理，可以發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中存在的誤差，有利于我們及時(shí)糾正誤差，保證后期觀測(cè)數(shù)據(jù)平差時(shí)的精度。

（2）各種GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的誤差與衛(wèi)星高度角有很大的聯(lián)系。隨著衛(wèi)星高度角的降低，信噪比也會(huì)降低，多路徑效應(yīng)、電離層影響都會(huì)加劇。因此，應(yīng)當(dāng)取適當(dāng)?shù)母叨冉刂菇牵M量接收高緯度的衛(wèi)星，從而保證GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（3）剛開始GPS的數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)，此時(shí)接收機(jī)所跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)受各種干擾嚴(yán)重，因此最好剔除最初的歷元數(shù)據(jù)。

（4）根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理，通過數(shù)據(jù)處理前后的對(duì)比分析可以看出經(jīng)TEQC預(yù)處理后的GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，有效的提高了GPS基線解算的質(zhì)量。

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