基于便攜式Ubuntu的GAMIT安裝與使用

范玉磊，張 杰，盧 群，孫 文

（1. 61243部隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830006；2. 61175部隊(duì)，湖北 武漢 430074）

基于便攜式Ubuntu的GAMIT安裝與使用

范玉磊1，張 杰1，盧 群2，孫 文1

（1. 61243部隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830006；2. 61175部隊(duì)，湖北 武漢 430074）

針對(duì)當(dāng)前各種Linux環(huán)境下GAMIT安裝的特點(diǎn)和常見問題進(jìn)行對(duì)比分析，詳細(xì)介紹了基于Portable Ubuntu的GAMIT安裝和使用技巧，經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證，系統(tǒng)運(yùn)行流暢穩(wěn)定且具備可攜式軟件免安裝直接拷貝使用的優(yōu)點(diǎn)，適合廣大初學(xué)者選用。

Portable Ubuntu；GAMIT安裝；Linux環(huán)境

GAMIT是目前全球應(yīng)用最為廣泛的高精度GNSS數(shù)據(jù)處理分析軟件之一，由美國麻省理工學(xué)院（MIT）和斯克里普斯海洋研究所（SIO）共同開發(fā)，其主要特點(diǎn)是解算精度高、運(yùn)算速度快，免費(fèi)開放源代碼。隨著GNSS測(cè)量技術(shù)在大地測(cè)量、工程測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)和氣象學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，國內(nèi)測(cè)繪技術(shù)人員也越來越廣泛地利用GAMIT軟件進(jìn)行高精度GNSS測(cè)量數(shù)據(jù)處理。

GAMIT只能運(yùn)行于Unix及其衍生的操作系統(tǒng)（Linux、SCO Unix、HP-UX、Solaris等）或蘋果OSX系統(tǒng)中，隨著Linux操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和廣泛使用，越來越多的學(xué)者開始探索GAM IT在Linux上的安裝流程和使用技巧[1-3]。目前大多數(shù)測(cè)繪工程人員仍屬于傳統(tǒng)的Windows用戶群，無論是通過雙系統(tǒng)、虛擬機(jī)或Cgwin等方式獲得Linux環(huán)境，安裝GAMIT的過程都較為復(fù)雜，給用戶的實(shí)際應(yīng)用帶來諸多不便。對(duì)比分析了當(dāng)前各種Linux環(huán)境下GAMIT安裝的特點(diǎn)和常見問題，詳細(xì)介紹了基于Portable Ubuntu的GAMIT安裝和使用技巧，并使其穩(wěn)定運(yùn)行于系統(tǒng)中。

1 獲得Linux環(huán)境的各種方法

Ubuntu是目前國際上非常流行的一款Linux操作系統(tǒng)，雖然起步較晚，但發(fā)展較快、穩(wěn)定性強(qiáng)、界面友好，基于該系統(tǒng)平臺(tái)安裝GAMIT具有兼容性強(qiáng)、功能強(qiáng)大、安全可靠、多用戶并行等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛使用[4]。本文中除Cgwin直接模擬Linux環(huán)境外，安裝GAMIT時(shí)均選用Ubuntu系統(tǒng)來構(gòu)建Linux平臺(tái)。

1.1 獲得Linux環(huán)境的傳統(tǒng)方法

1）直接安裝雙系統(tǒng)。直接安裝Windows和Ubuntu雙系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)顯而易見，原生的系統(tǒng)運(yùn)行效率最高，鏈接外設(shè)或數(shù)據(jù)共享簡(jiǎn)單方便。缺點(diǎn)同樣明顯，在同一時(shí)刻只能運(yùn)行一個(gè)操作系統(tǒng)，系統(tǒng)切換時(shí)需要重新啟動(dòng)機(jī)器。目前多數(shù)用戶仍然習(xí)慣于在Windows下工作，為了運(yùn)行某些常用軟件，需要重新切換進(jìn)入Windows，時(shí)間耗費(fèi)較多，非常不便。此外，對(duì)于普通用戶來說，安裝雙系統(tǒng)后對(duì)BIOS和引導(dǎo)分區(qū)的設(shè)置和修復(fù)操作極為復(fù)雜，容易造成雙系統(tǒng)啟動(dòng)失敗等異常情況。

2）Vmware等虛擬機(jī)。當(dāng)前流行的各種虛擬機(jī)軟件（如VMWare、Virtualbox、Hyper-V等），為用戶在單一桌面上運(yùn)行不同操作系統(tǒng)提供了良好的解決方案。利用虛擬機(jī)能夠做到Windows和Ubuntu雙系統(tǒng)真正“同時(shí)”運(yùn)行，在主系統(tǒng)的平臺(tái)上，可以像標(biāo)準(zhǔn)Windows應(yīng)用程序一樣切換，而且對(duì)Ubuntu系統(tǒng)進(jìn)行的虛擬分區(qū)和配置，不會(huì)影響真實(shí)硬盤的數(shù)據(jù)。

在虛擬機(jī)上安裝GAM IT軟件，可以給數(shù)據(jù)處理前的準(zhǔn)備工作帶來很多方便，可以借助Windows操作系統(tǒng)下豐富的工具軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，然后通過共享文件或者硬盤的方式，方便地共享到Linux下進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，尤其是大批量數(shù)據(jù)處理，工作效率能夠得到明顯提高[5]。但虛擬機(jī)軟件一般體積龐大，安裝耗時(shí)較長(zhǎng)，運(yùn)行后對(duì)主機(jī)系統(tǒng)資源占用比較大，鏈接某些外部設(shè)備時(shí)可能存在問題。從安裝后運(yùn)行Ubuntu系統(tǒng)的實(shí)踐來看，其性能比直接硬盤安裝的原生系統(tǒng)降低很多，運(yùn)行速度慢，和宿主機(jī)切換有明顯的卡頓現(xiàn)象。

3）Cgwin等模擬環(huán)境。Cgwin是一個(gè)在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的類Unix模擬環(huán)境，對(duì)于應(yīng)用程序的移植非常有用。利用Cgwin不需要安裝龐大的操作系統(tǒng)就可以得到類似Linux的Shell環(huán)境，資源消耗較小。

使用Cgwin模擬的Linux環(huán)境，與實(shí)際系統(tǒng)環(huán)境存在差異，功能模擬不完全，容易出現(xiàn)沖突，其模擬層的特性導(dǎo)致運(yùn)行效率大打折扣，而且缺失了Linux工具鏈的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)部分學(xué)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，GAM IT在Cygwin中的運(yùn)行效率要低于Linux，不建議用來承擔(dān)數(shù)據(jù)分析任務(wù)[6]。對(duì)于缺乏Linux系統(tǒng)知識(shí)的普通用戶來說Cgwin的安裝和設(shè)置、Shell環(huán)境下GAMIT的編譯安裝以及文件命名和重定向等問題解決起來非常繁瑣，因此不建議使用Cgwin來獲得Linux環(huán)境。

1.2 基于Portable Ubuntu的Linux環(huán)境

Portable Ubuntu由阿根廷的DemonCcC團(tuán)體所開發(fā)，是一個(gè)由Colinux內(nèi)核、Xming X服務(wù)器及 Pulseaudio Server for Windows所構(gòu)建的 “便攜式”Ubuntu 系統(tǒng)，可以在Windows系統(tǒng)上直接運(yùn)行。本文使用的版本為2011年發(fā)布，基于Ubuntu 10．04 LTS系統(tǒng)，壓縮包約1．5 G。解壓縮后約3．5 G，只需雙擊運(yùn)行pubuntu．exe文件即可啟動(dòng)Ubuntu系統(tǒng)，并在屏幕上方出現(xiàn)Gnome的菜單欄，其root用戶密碼為123456。Portable Ubuntu獨(dú)立運(yùn)行在Windows系統(tǒng)中，有著標(biāo)準(zhǔn)Ubuntu發(fā)行版的外觀（橙色，gnome），如同普通的應(yīng)用程序一樣，不會(huì)打擾到Windows系統(tǒng)的桌面。因此所謂“便攜式Ubuntu環(huán)境”是在運(yùn)行中的Windows桌面上加載一個(gè)輕型的易于攜帶的Ubuntu環(huán)境，實(shí)際上就是把Ubuntu系統(tǒng)當(dāng)做一種“視窗應(yīng)用”，與一般的虛擬化技術(shù)（比如VMware）相比更為簡(jiǎn)潔、高效。

Portable Ubuntu的安裝運(yùn)行非常簡(jiǎn)單，能與Windows很好地交互，為用戶提供一個(gè)完整的Linux交互體驗(yàn)，運(yùn)行效率較高，系統(tǒng)性能優(yōu)于虛擬機(jī)。從應(yīng)用實(shí)踐來看，在多數(shù)計(jì)算機(jī)上完成Ubuntu的啟動(dòng)基本在1 min以內(nèi)，和Windows之間的切換也非常流暢。最明顯的優(yōu)勢(shì)在于Portable Ubuntu具備可攜式軟件的優(yōu)點(diǎn)，無需安裝便可使用，無論在系統(tǒng)中進(jìn)行任何操作或設(shè)置，對(duì)本身所在目錄外的任何文件不產(chǎn)生任何影響，隨意拷貝到其他Windows XP系統(tǒng)中雙擊即可運(yùn)行，非常方便。缺點(diǎn)在于該軟件僅支持Windows XP系統(tǒng)，且體積較大，考慮到后期安裝GAMIT需要預(yù)留一定的硬盤空間，擴(kuò)展后的軟件大小約在5 G左右，但對(duì)于現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)硬盤容量來說，其影響基本可以忽略。

2 基于Portable Ubuntu的GAMIT安裝

2.1 Portable Ubuntu的運(yùn)行環(huán)境配置

解壓后的Portable Ubuntu可以直接雙擊運(yùn)行，但為了更好地安裝和使用GAMIT軟件，還需要對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行一定的配置，以提高系統(tǒng)性能，方便使用。

1）修改系統(tǒng)配置文件。打開軟件config目錄下的portable_ubuntu．conf文件，編輯修改以下內(nèi)容：

mem=256

shared_folder0=c：

其中mem表示Ubuntu系統(tǒng)占用內(nèi)存，以MB為單位，由于安裝GAMIT的過程中需要解壓縮和復(fù)制大量文件，占用內(nèi)存較大，如果默認(rèn)使用256 MB的內(nèi)存很難順利完成安裝。目前計(jì)算機(jī)內(nèi)存普遍在2 G以上，建議可修改為1 024或更大數(shù)值。同時(shí)為方便在Windows和Linux程序間共享文件，可以添加“shared_ folder1=d：”語句，將D盤掛載在Ubuntu中。依此類推，可以將“e：、f：、g：”等Windows分區(qū)（包括光驅(qū)和移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備）掛載在系統(tǒng)中直接訪問。

2）擴(kuò)展系統(tǒng)可用硬盤空間。Portable Ubuntu解壓后，剩余的系統(tǒng)空間基本在800 MB左右，而GAMIT安裝需要占用約700 MB，若考慮到增加潮汐改正格網(wǎng)文件otl_FES2004．grid（約700 MB），并為系統(tǒng)預(yù)留一定空間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建議至少應(yīng)為系統(tǒng)增大1．5 G的硬盤空間。方法是采用toporesize utility工具包中的“tfile”工具，在Windows命令行中執(zhí)行以下命令改變鏡像文件大小：

tfile X：．．images ootfs．img new_size

其中“X：．．images ootfs．img”表示軟件包中rootfs．img文件在Windows分區(qū)中存放的路徑，new_ size表示希望改變后的空間大小，以MB為單位。執(zhí)行完畢后啟動(dòng)Portable Ubuntu，在終端里運(yùn)行resize2fs指令，即可改變系統(tǒng)空間大小。

3）更換軟件源。通過“系統(tǒng)→系統(tǒng)管理→新立得軟件包管理器”，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)置服務(wù)器并選擇速度較快的站點(diǎn)，也可通過直接修改文件/etc/apt/sources．list，從互聯(lián)網(wǎng)上查找國內(nèi)較為穩(wěn)定的Ubuntu服務(wù)器列表進(jìn)行添加，而后運(yùn)行“apt-get update”測(cè)試下載速度并進(jìn)行更新。

2.2 GAMIT的安裝配置

以GAMIT 10．5版本進(jìn)行安裝作為例子，安裝步驟如下：

1）安裝GAMIT需要的運(yùn)行環(huán)境，一般包括gfortran、gcc、libx11、csh、tcsh等。Portable Ubuntu系統(tǒng)默認(rèn)使用bash，并且已經(jīng)安裝了libx11圖形庫文件。雖然GAMIT設(shè)計(jì)者建議在csh環(huán)境中安裝運(yùn)行，但經(jīng)過測(cè)試，可以在Portable Ubuntu中的bash環(huán)境中安裝運(yùn)行，因此本例中未安裝csh和tcsh。

按ctl+alt+t打開終端，輸入指令：sudo -s，按提示輸入密碼123456，切換為root用戶，而后輸入apt-get install gfortran和apt-get install gcc安裝編譯環(huán)境。

2）GAMIT軟件的準(zhǔn)備及安裝。一般情況下選擇將GAMIT的源代碼復(fù)制到/opt目錄下進(jìn)行安裝，在終端中輸入cd /opt/gamit10．5，繼續(xù)輸入ls-al，查看該文件夾下的文件及其屬性。找到install_software文件，查看其權(quán)限，若沒有可執(zhí)行權(quán)限，使用chmod指令為其加上可執(zhí)行權(quán)限。而后在終端輸入．/install_software，開始GAMIT的安裝。

安裝過程中，要求對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，此時(shí)可以打開libraries文件夾下Makefile．config文件進(jìn)行設(shè)置。需要修改的地方主要有兩個(gè)：第一個(gè)是X11的路徑，即X11LIBPATH和X11INCPATH的變量值，將其修改成軟件自動(dòng)搜索到的X11路徑；第二個(gè)是GAMIT的內(nèi)部參數(shù)，實(shí)際上就是寫代碼時(shí)聲明的常量，分別是MAXSIT（最大測(cè)站數(shù)）、MAXSAT（最大衛(wèi)星顆數(shù)）、MAXATM（最大天頂延遲）、MAXEPC（最大歷元數(shù)），這些參數(shù)根據(jù)自身需要進(jìn)行修改，本例中將MAXATM改為25即可（默認(rèn)為13）。

返回安裝軟件的終端中，按Y繼續(xù)安裝即可，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的等待，到最后顯示gblock installed，然后詢問是否創(chuàng)建gg的鏈接文件，一般選擇按Y進(jìn)行創(chuàng)建，即可完成全部安裝。

3）配置GAMIT的命令路徑。本例中使用bash安裝GAMIT，因此只要在終端輸入sudo gedit ～/．bashrc，打開環(huán)境配置文件，在文件末尾添加以下代碼：

export PATH="$PATH:/opt/gamit10.5/gamin/bin:

opt/gamit10.5/com:/opt/gamit10.5/kf/bin"

export HELP_DIR=/opt/gamit10.5/help/

保存退出就可以了。最后在終端輸入doy，檢驗(yàn)是否安裝成功。

3 實(shí)例驗(yàn)證

本例選擇烏魯木齊市區(qū)及周邊4個(gè)GNSS點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，點(diǎn)間距離在50～100 km之間，時(shí)段長(zhǎng)度為4 h。首先在用戶目錄下建立一個(gè)名為test的目錄，然后在該目錄下建立rinex、brdc、igs等文件夾，并分別拷貝原始觀測(cè)數(shù)據(jù)文件，廣播星歷文件和精密星歷文件。首先執(zhí)行如下指令：

sh_setup -yr 2015

該指令可鏈接相關(guān)表文件到當(dāng)前工作目錄，而后修改其中部分文件，主要包括為station．info添加測(cè)站信息，修改sestbl．文件設(shè)置解算參數(shù)等。本例中基線解算設(shè)置坐標(biāo)約束為10 m，觀測(cè)值類型使用LC_ AUTCLN，禁用海洋潮汐負(fù)荷改正。最后在test目錄下執(zhí)行如下指令：

結(jié)果評(píng)定采用標(biāo)準(zhǔn)均方根Nrms，解算結(jié)果一般為0．25左右，若大于0．5表明處理結(jié)果是有問題的[7]。運(yùn)算結(jié)束后，在年積日目錄下打開解算結(jié)果文件otesta．064，查找Nrms的值為0．222 81，解算合格。使用過程中，系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定，和Windows之間的切換也比較流暢，通過移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)復(fù)制到其他Windows XP系統(tǒng)中，雙擊即可運(yùn)行，免去了重復(fù)安裝GAMIT的繁瑣過程，適合廣大初學(xué)者使用。

4 結(jié) 語

Ubuntu是當(dāng)前國際上最受歡迎的Linux系統(tǒng)之一，界面友好，穩(wěn)定性強(qiáng)，很多Windows用戶在搭建GAMIT安裝環(huán)境時(shí)，選擇Ubuntu作為系統(tǒng)平臺(tái)。針對(duì)各種Linux環(huán)境下GAMIT安裝使用的特點(diǎn)和常見問題進(jìn)行對(duì)比分析，選擇Portable Ubuntu環(huán)境進(jìn)行GAMIT安裝及應(yīng)用，兼顧性能和操作之間的平衡，具備可攜式軟件免安裝直接拷貝使用的優(yōu)點(diǎn)，適合習(xí)慣Windows操作的普通技術(shù)人員，對(duì)于其推廣和使用具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

[1] 程曉,張艷梅,鄂棟臣,等．在PC機(jī)上運(yùn)行GAMIT/ GLOBK軟件包[J]．測(cè)繪通報(bào),2003(1)：4-6

[2] 王天應(yīng),施闖．GAMIT在PC機(jī)上的安裝和使用[J]．地理空間信息,2007,5(5)：116-118

[3] 成樺．在Linux操作系統(tǒng)下安裝與運(yùn)行GAM IT軟件[J]．計(jì)算機(jī)與信息技術(shù),2007(4)：73-74

[4] 劉志廣,占偉,孟憲剛．Ubuntu系統(tǒng)平臺(tái)的GAMIT/GLOBK 10．35安裝詳解[J]．全球定位系統(tǒng),2009(5)：52-56

[5] 張海東,程廣義,陳永祥,等．GAMIT在虛擬機(jī)系統(tǒng)中的安裝與使用[J]．全球定位系統(tǒng),2012,37(5)：91-95

[6] 田云鋒．GAMIT/GLOBK軟件的安裝技巧[J]．城市勘測(cè),2009(2)：86-89

[7] 魏二虎,曹起,李征航．GAMIT軟件的教學(xué)使用簡(jiǎn)析[J]．測(cè)繪地理信息,2012,37(5)：23-25

P228

B文章編號(hào)：1672-4623（2017）06-0028-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.06.008

范玉磊，碩士研究生，主要研究方向?yàn)镚PS數(shù)據(jù)處理理論與方法。

2016-03-17。

項(xiàng)目來源：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41404020）。