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    Bernese GPS Software Version 5.0 个别指导 处理实例 介绍课程 分节介绍 Rolf Dach, Urs Hugentobler, Pierre Fridez 翻译:空军工程设计研究局 羊远新 校对:武汉大学测绘学院 朱智勤 2007 年 08 月 AIUB Bern大学天文学院 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 目录 1、示例项目介绍 .......................................... 1 2、模拟阶段 1(星期一)................................... 3 2.1、启动菜单............................................................................................. 3 2.2、选择当前时段..................................................................................... 3 2.3、项目安装............................................................................................. 4 2.4、为示例项目准备输入必要文件......................................................... 7 2.4.1、气象文件(*.ATM).................................................................................... 7 2.4.2、通用文件 GEN............................................................................................. 7 2.4.3、轨道文件(*.ORB).................................................................................... 7 2.4.4、RINEX文件 ORX、OUT ............................................................................. 8 2.4.5、测站文件(*.STA) ..................................................................................... 8 2.5、菜单变量............................................................................................. 9 2.6、生成先验坐标................................................................................... 11 2.7、导入观测值文件............................................................................... 12 2.8、小节 ................................................................................................... 17 3、模拟阶段 2(星期二).................................. 18 3.1、准备极移信息文件........................................................................... 18 3.2、生成轨道文件................................................................................... 20 3.3、数据预处理(I).............................................................................. 26 3.3.1、接收机时钟同步计算................................................................................. 26 3.3.2、生成基线..................................................................................................... 29 3.3.3、相位基线文件预处理................................................................................. 31 3.4、小节 ................................................................................................... 35 4、模拟阶段 3(星期三).................................. 36 4.1、数据预处理(II) ............................................................................ 36 第I页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 4.2、生成第一次网平差结果................................................................... 43 4.3、模糊度的解算(QIF) .................................................................... 46 4.4、小节 ................................................................................................... 58 5、模拟阶段 4(星期四).................................. 59 5.1、生成最终网平差结果....................................................................... 59 5.2、检查基准站坐标............................................................................... 65 5.3、检查各日重复测量精度................................................................... 71 5.4、计算该时段的最终解....................................................................... 73 5.5、测站速度估算................................................................................... 76 5.6、小节 ................................................................................................... 83 6、模拟阶段 5(星期五).................................. 84 6.1、动态定位........................................................................................... 84 6.2、时钟估计........................................................................................... 88 6.3、Bernese处理引擎(BPE批处理) .................................................. 96 第II页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 1、示例项目介绍 例子项目被选择的数据为来自 IGS 观测网 络的八个欧洲测站的数据。他们在表 1.1 连同 接收器和天线类型和天线高度一起列出。这些 测站的位置见示意图 1.1。 这些测站中的 MATE、 ONSA 和 VILL 三个 测 站 是 IGS 的 核 心 站 , 它 们 是 包 括 在 参 与 ITRF2000 框架具体实现的 95 个 IGS 跟踪站中 的(IGS 00: ITRF 2000)。 - ONSA - PTBB BRUS - - FFMJ ZIMM -- ZIMJ VILL - MATE 示意图 1.1:示例项目中使用的测站 此外,其中2个测站 (FFMJ、ZIMJ)装备GNSS接收器用于跟踪GPS和GLONASS卫星。有2个 测站(ONSA和PTBB)的天线为radomes天线(类型分别为:OSOD、SNOW)。 用于测站 BRUS 和 PTBB 的接收器被连接到 H-Maser,类型为 ASHTECHZ-123T 的接收机可以用于时 间和频率的传递。 相邻测站间距离在300和1200公里之间,但是有两个测站相距非常近(ZIMM和ZIMJ都位 于Zimmerwald,相距14m)。 每个测站有四天的数据。分别是2002年年积日为143和144的两天,2003年年积日为138 和139的两天。在这些章节中,你将会基于 IGS最终产品分析数据,其目的是获得速度场。 属于这一示例项目的数据已经包含在其中。因此, 你也可以使用这份文件在家重复解 算,练习Bernese GPS软件的使用。 第1页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 表 1.1:示例项目测站的接收机、天线类型、天线高度列表 测站名称 所在地点 BRUS 13101M004 FFMJ 14279M001 MATE 12734M008 ONSA 10402M004 PTBB 14234M001 VILL 13406M001 ZIMJ 14001M006 ZIMM 14001M004 Brussels, Belgium Frankfurt (Main), Germany Matera, Italy Onsala, Sweden Braunschweig, Germany Villafranca, Spain Zimmerwald, Switzerland Zimmerwald, Switzerland 接收机类型 天线类型 ASHTECH Z-XII3T ASH701945B M JPS LEGACY JPSREGANT SD E TRIMBLE 4000SSI TRM29659.00 ASHTECH Z-XII3 AOAD/M B ASHTECH Z-XII3T ASH700936E ASHTECH Z-XII3 AOAD/M T JPS LEGACY JPSREGANT SD E TRIMBLE 4000SSI TRM29659.00 Radome 天线 高度 NONE NONE NONE OSOD SNOW NONE NONE NONE 3.9702 m 0.0000 m 0.1010 m 0.9950 m 0.0562 m 0.0437 m 0.0770 m 0.0000 m 第2页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 2、模拟阶段 1(星期一) 本阶段的目标为: (1)熟悉UNIX 环境、Bernese GPS软件的菜单和示例项目; (2)验证项目安装,(见到第2.2和2.3节,以及有关本节部分的说明); (3)使用COOVEL为整4天的数据生成先验(推理)坐标(见到第2.6节); (4)使用RNXOBV3(第2.7节)将4天所有观测值数据从RINEX文件导入到Bernese格式。 2.1、启动菜单 使用命令G1启动菜单程序. 通过导航子菜单熟悉菜单的结构,在(“Menu>Help>General”)下阅读通用帮助文件可以得 到在Bernese GPS软件的菜单用法。 在Bernese本阶段介绍进程,项目已为每个用户安装。检查在Bernese菜单中statusbar的项 目名称已被正确地设定成你的项目(参考分发的讲义),而且现在时段已设定为第一时段(例如: $Y+0=2002,$S+0=1430)。如果不是这种情况,请参见帮助。 2.2、选择当前时段 选择“Menu > Campaign >Edit SESSION Table”检查时段表。在界面“SESSION Table” 中,Bernese推荐使用通配符???0“SESSION identifier”进行定义。下面的界面是一个典型为 24小时计算时段常备项目所使用的参数定义。当你准备项目的时候,时段表SESSION Table的定 义是非常重要的。请仔细地阅读相应的在线帮助。 G1: 在练习阶段,Bernese的环境在登录期间自动装载。在家你必须在UNIX平台上的源文件${X} /EXE/LOADGPS.setvar 或者使用手动进行Bernese运行环境装载。 第3页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 保存时段表(按下 ^save按钮),在“Menu > Configure > Set SESSION /compute date”打开“ Date Selection Dialogue”对话框 ,对当前时段的相关时间信息进行定义: 2.3、项目安装 通常,一个新项目在项目目录结构产生(“Menu> campaign >Create new campaign”) 之 前,必须首先通过(“Menu>campaign>Edit list of campaigns”)添加至项目列表中,并通过 (“Menu> campaign >Select active campaign”) 设定为激活状态。这些准备工作都需要你为 自己的项目完成,同时你应该验证这一过程是否正确完成。为了要熟悉项目结构,你可以通过命 令行访问你的项目路径和检查项目目录 (可以分别使用命令 cd 和 ls 变更路径和产生项目的目 录列表)。 你将为示例项目的处理找到路径并且输入数据:(注意:${K}/ INTRO已经在这一份文档代 替你的单独项目名称): 第4页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ${K}/INTRO/ATM/ COD11674.ION ${K}/INTRO/GEN/ DATUM. IONEX.PPP PHAS_IGS.REL RECEIVER. SAT_2002.CRX SAT_2003.CRX SATELLIT. SINEX.PPP SINEX.RNX2SNX ${K}/INTRO/OBS/ ${K}/INTRO/ORB/ BULLET_A.ERP CODE0205.DCB IGS11674.PRE IGS11677.IEP P1C10205.DCB P1P20205.DCB ${K}/INTRO/ORX/ BRUS1430.02O FFMJ1430.02O MATE1430.02O ONSA1430.02O PTBB1430.02O VILL1430.02O ZIMJ1430.02O ZIMM1430.02O BRDC1430.02N IFAG1430.02N MATE1430.02N VILL1430.02N ZIMJ1430.02N ${K}/INTRO/OUT/ IGS11674.CLK ${K}/INTRO/RAW/ ${K}/INTRO/SOL/ ${K}/INTRO/STA/ EXAMPLE.BLQ EXAMPLE.PLD EXAMPLE.STA IGS_00_R.CRD SEESIONS.SES ${K}/INTRO/TXT/ COD11677.SUM IGS11677.SUM COD11675.ION PHAS_COD.I01 SATELLIT.I01 IGS11675.PRE BRUS1440.02O FFMJ1440.02O MATE1440.02O ONSA1440.02O PTBB1440.02O VILL1440.02O ZIMJ1440.02O ZIMM1440.02O BRDC1440.02N IFAG1440.02N MATE1440.02N VILL1440.02N ZIMJ1440.02N IGS11675.CLK IGS_00_R.VEL COD12190.ION PHAS_COD.I05 SATELLIT.I05 CODE0305.DCB IGS12190.PRE IGS12197.IEP P1C10305.DCB P1P20305.DCB BRUS1380.03O FFMJ1380.03O MATE1380.03O ONSA1380.03O PTBB1380.03O VILL1380.03O ZIMJ1380.03O ZIMM1380.03O BRDC1380.03N IFAG1380.03N MATE1380.03N VILL1380.03N ZIMJ1380.03N IGS12190.CLK IGS_00.FIX COD12197.SUM IGS12197.SUM COD12191.ION IGS12191.PRE BRUS1390.03O FFMJ1390.03O MATE1390.03O ONSA1390.03O PTBB1390.03O VILL1390.03O ZIMJ1390.03O ZIMM1390.03O BRDC1390.03N IFAG1390.03N MATE1390.03N VILL1390.03N ZIMJ1390.03N IGS12191.CLK 在路径为${K}/INTRO/GEN/的子目录中包含了从路径为${X}/GEN子目录下复制过来的文件,实 际上它们为所有用户所使用。如果你想要浏览这些文件,请在你的项目中使用那些不包含于路径 ${X}/GEN子目录中的文件,以避免和你的同事发生冲突。数据处理的摘要文件存放于路径为 ${K}/INTRO/TXT/ 的子目录中,这些信息也仅仅是你的信息。 此外,你找到参考文件 *.REF,用以比较包含于示例批处理方式(BPEs)解算结果。批处理 文件为(PPP.PCF、RNX2 SNX.PCF、CLKDET.PCF)。首次设置(PPP*)中包含来自精密单点定位 批处理程序(PPP.PCF)的计算结果。在这过程中, 我们假定BPE文件已经成功完成运行,其目的 在于你能获得质量较好先验(预置)坐标文件和速度文件(文件:IGS 00.CRD(坐标文件)和 IGS 00.VEL(速度文件)在STA子目录中),在该目录中,假定测站名称缩写列表文件(文件名 称为:Example.ABB)已经完成: 第5页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ${K}/INTRO/ATM/ RIM021430.INX_REF ${K}/INTRO/GEN/ ${K}/INTRO/OBS/ ${K}/INTRO/ORB/ ${K}/INTRO/ORX/ ${K}/INTRO/OUT/ PPP021430.PRC_REF PPP021430.CLK_REF PPP021430.OUT_REF ${K}/INTRO/RAW/ ${K}/INTRO/SOL/ ${K}/INTRO/STA/ EXAMPLE.ABB_REF IGS_00.CRD_REF PPP021430.CRD_REF REF021430.CRD_REF ${K}/INTRO/TXT/ RIM021440.INX_REF PPP021440.PRC_REF PPP021440.CLK_REF PPP021440.OUT_REF IGS_00.VEL_REF PPP021440.CRD_REF REF021440.CRD_REF RIM031380.INX_REF PPP031380.PRC_REF PPP031380.CLK_REF PPP031380.OUT_REF PPP031380.CRD_REF REF031380.CRD_REF RIM031390.INX_REF PPP031390.PRC_REF PPP031390.CLK_REF PPP031390.OUT_REF PPP031390.CRD_REF REF031390.CRD_REF 在本示例教程中,将会或多或少按照批处理示例BPE RNX2SNX.PCF的计算流程为一个区域 性GNSS网计算出其测站坐标和对流层叁数。由于将会在每个阶段练习时段的早晨课上涉及到有 关的理论性问题,所以我们将不完全严格地遵从本示例中BPE批处理程序的所有运行步骤。本示 例的用于叁考的计算结果如下: ${K}/INTRO/ATM/ F1_021430.TRP_REF ${K}/INTRO/GEN/ ${K}/INTRO/OBS/ ${K}/INTRO/ORB/ ${K}/INTRO/ORX/ ${K}/INTRO/OUT/ R2S021430.PRC_REF F1_021430.OUT_REF ${K}/INTRO/RAW/ ${K}/INTRO/SOL/ F1_021430.SNX_REF ${K}/INTRO/STA/ F1_021430.CRD_REF ${K}/INTRO/TXT/ F1_021440.TRP_REF R2S021440.PRC_REF F1_021440.OUT_REF F1_021440.SNX_REF F1_021440.CRD_REF F1_031380.TRP_REF R2S031380.PRC_REF F1_031380.OUT_REF F1_031380.SNX_REF F1_031380.CRD_REF F1_031390.TRP_REF R2S031390.PRC_REF F1_031390.OUT_REF F1_031390.SNX_REF F1_031390.CRD_REF 另外一个批处理例子提供了从广播星历导航信息数据开始,估计接收机和卫星钟差修正参 数。 (CLKDET.PCF)。你可以在星期四或者星期五阶段学习中使用仿照这一示例。叁考结果文件 是: 第6页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ${K}/INTRO/ATM/ ${K}/INTRO/GEN/ ${K}/INTRO/OBS/ ${K}/INTRO/ORB/ TT_021430.CLK_REF ${K}/INTRO/ORX/ ${K}/INTRO/OUT/ CLK021430.PRC_REF TT_021430.CLK_REF TTG021430.OUT_REF ${K}/INTRO/RAW/ ${K}/INTRO/SOL/ ${K}/INTRO/STA/ ${K}/INTRO/TXT/ TT_021440.CLK_REF CLK021440.PRC_REF TT_021440.CLK_REF TTG021440.OUT_REF TT_031380.CLK_REF CLK031380.PRC_REF TT_031380.CLK_REF TTG031380.OUT_REF TT_031390.CLK_REF CLK031390.PRC_REF TT_031390.CLK_REF TTG031390.OUT_REF 2.4、为示例项目准备输入必要文件 2.4.1、气象文件(*.ATM) 在这个路径中目录下输入的这些文件是从IGS中心获得的处理后的文件,是以Bernese格式是 全球的电离层模型。这些文件将被用于在QIF策略(QIF–strategy)下,解算模糊相位(QIF: Quasi–Ionosphere–Free)。 2.4.2、通用文件 GEN 这些输入的通用文件中包含的信息既不是用户信息也不是项目特性。所有用户都需要访问这 些文件, 这些文件的更新和变化将会影响每个人的处理过程,这些文件位于${X}/GEN子目录中。 表2.1中列表显示了在处理示例项目的时候必需的通用文件。 它也显示了哪些文件需要用户以匿 名登录方式访问AIUB ftp服务器并下载,以便于做到这些文件时时更新。(AIUB ftp服务器中下 载通用文件的网址为:http: //www.aiub.unibe.ch/download/BSWUSER50/GEN) 每个Bernese的处理程序都有它自己的界面。在表2.1中确认列出你所使用文件的正确性。 下载并拷贝这些文件到你项目中的GEN子目录中。目的是为了避免在${X}/GEN子目录中“存 活”文件发生意外变化,我们推荐你只在你项目所在的空间中检查、浏览这些文件。 2.4.3、轨道文件(*.ORB) 后缀名为 *.PRE的文件中的精密轨道数据是IGS中心处理后的最终产品,*.PRE文件中不包括 GLONASS卫星的轨道数据。 相应的地球自转叁数文件每周提供一次,地球自转参数文件的后缀名为 *.IEP。 第7页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 表2.1:列出了将被Bernese程序用于处理示例数据的通用文件 Filename CONST. DATUM. receiver. PHAS COD.I01 radome codes SATELLIT.I01 SAT $Y+0.CRX GPSUTC. IAU2000.NUT IERS2000.SUB POLOFF. JGM3. CSRC.TID SINEX.TRO SINEX.PPP SINEX.RNX2SNX IONEX. IONEX.PPP Content Modification Download All constants used in the No BSW aftp Bernese GPS Software Definition of geodetic datum Introducing new reference BSW aftp ellipsoid receiver information Introducing new receiver Type BSW aftp Phase center eccentricities Introducing new elevation- BSW aftp and variations including dependent corrections New antenna Satellite information file New launched satellites BSW aftp Satellite problems Satellite maneuvers, bad data, ... BSW aftp Leap seconds When a new leap second is BSW aftp Announced by the IERS Nutation model coefficients No — Subdaily pole model No — Coefficients — Pole offset coefficients Introducing new values from — IERS annual report (until 1997) Earth potential coefficients No — OT Ocean tides coefficients No — SINEX. SINEX header information Adapt SINEX header for — your institution . . . for the PPP Example . . . for the double–diff. Example IONEX header information Adapt IONEX header for — your institution . . . for the PPP Example 此外,该目录中还包含了不同码差分偏移量(DCBs)的月平均值。 2.4.4、RINEX文件 ORX、OUT 原始数据以RINEX格式提供。观测值文件(*.$YO)对所有示例都有用。($Y是当前跨越二年 时段的菜单时间变量)。导航信息文件*.$YN在示例项目中只作为时钟参数估计使用。 时钟的RINEX文件位于OUT子目录(OUT–directory)。这些文件连同IGS轨道数据和ERP数据 存放于ORB子目录中(ORB–directory)。这些文件包含测站和卫星时钟钟差改正,钟差改正的 采样间隔率为5分钟。 2.4.5、测站文件(*.STA) 在ITRF2000叁考框架下,使用IGS中心提供的数据,可以得到测站先验坐标,先验坐标存在 文件IGS 00.CRD之中。它是使用批处理PPP程序、按2002年第143天生成实例中的测站坐标。它包 含所有的IGS核心站(从IGS 00 R.CRD文件中拷贝而来—IGS当时的叁考框架为ITRF2000)坐标, 其余测站的先验坐标为批处理程序PPP的解算结果。坐标历元是2000年01月01日。与测站坐标文 件相对应的速度场文件为IGS 00.VEL,IGS 00.VEL文件中包含了核心站速度(从文件IGS 00 R.VEL中拷贝而来),核心站的速度是通过其他站的NNR-NUVEL1 A 速度计算而来的。在文件 Example.PLD中提供了测站被分布在不同板块上的情况。在文件IGS 00. FIX中包含所有IGS核心 站的列表。当估计测站坐标的时候 ,定义地球坐标系基准是非常有用的。你可以通过文本编辑器 或者通过Bernese菜单(“Menu > Campaign > Edit Station files”)浏览这部分的全部文 件。 确认在Bernese软件处理数据中的测站信息正确性 (测站名称、接收机类型、天线类型、天 线高度,等等) ,文件Example.STA是用来验证RINEX文件的头文件信息。必须使用这个文件的理 由是:在实际中,RINEX文件中会出现一些天线高度或者接收机/天线类型不正确,基于不同天线 叁考点的天线高可能没有被正确测量。同样地,在RINEX文件中测站名称的命名可能与我们想要 第8页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 处理的那些测站名称不一致。接收机天线类型必须与文件PHASCOD.I01那些定义相吻合,其原因 是接收机天线相位中心的偏移量和变化量将被使用。接收机类型必须定义在receiver.file中, 在文件中正确地应用DCB进行修正。 在本节中提到的最后一个文件是Example.BLQ。它提供、装载给要处理测站的海洋潮汐系 数。它一般在最终运行程序(GPSEST)进行参数估计时被使用。 2.5、菜单变量 处理GNSS数据的时候,通常会遇到一些只有细微不同的选项修改而需要重复运行的程序。一 个典型的示例是一系列时段数据的处理。因为时段数目很典型地是文件名的一部份,所以观测文 件的名称从时段变成时段。重复每一次用手选择正确的文件进行所有的运行是非常麻烦的。对于 批处理程序BPE来说,它是一个自动化运行的托管程序的。针对这种情况,Bernese的菜单系统提 供被一个称为菜单变量的强大工具。菜单变量在用户—特殊(user–specific)菜单下定义,输 入文件${U}/PAN/MENU VAR.INP即可完成定义;通过“Menu>Configure>Menu variables”可以容 易进行理解。三个类型菜单变量是可以利用的: 预先定义变量 (也可以认为是菜单时间变量)、 用户定义变量、和系统环境变量。 对被用于Bernese GPS软件的文件,系统环境变量必须产生完整的路径。项目数据存放路径 为:${K}/INTRO=/aiub u camp/INTRO。用户所依赖的文件存放路径为:${U}=/u/aiub/bern 50/GPSUSER,注意,在路径中将发现你的bern50用户名被替代。临时用户文件存放路径为: ${T}=/scratch/bern50。 最后,与项目无关的独立文件(共用文件)存放路径为:${X}=/aiub sw/BERN50/GPS。 第9页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在菜单变量的第一个界面中,预先定义的变量提供了分配给当前时段的时间序列设置。从菜 单变量的第二个界面中,你可以观察到可以使用的变量和它们的用法: 注意:变量 $S+1 是指下一个时段。因为我们正在使用的作为日常处理时段表也符合第二界 面表中的相隔天数。 第10页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 这些变量是全部自动被菜单传输并保存至界面或运行程序。我们推荐在输入界面中利用它们 (例如:文件名的特殊性)。 2.6、生成先验坐标 按照规定,在通过批处理程序BPE中PPP程序得到先验坐标之前,参考历元应当被设定为2000 年01月01日。第一个步骤是通过外推法得到当前被处理数据的历元坐标。程序COOVEL可以实现这 一目的。在“Menu>Service>Coordinate tools>Extrapolate coordinates(外推法坐标)”中 打开程序输入界面: “REFERENCE EPOCH” (参考历元) $YMD STR+0 → 2002 05 23 “Output coordinate file” (输出坐标文件) APR$YD+0 → APR02143 “TITLE” (标题) SESSION $YSS+0: → SESSION 021430: 按下^Run按钮开始程序运行。程序产生并在路径为:${K}/INTRO/OUT的子目录中输出文件 COOVEL.L*。这一个文件可以使用^Output进行浏览或者使用在界面中使用 “Menu>Service>Browse program output”进行浏览。文件浏览应该看起来如下: 第11页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 =============================================================================== Program : coovel Bernese GPS Software Version 5.0 Purpose : Propagation of coordinates with a given velocity field Campaign: ${K}/INTRO Default SESSION : 1430 year 2002 Date : 19 Jul-2007 07:30 User name : bern50 =============================================================================== Example: SESSION 021430: Coordinate propagation ------------------------------------------------------------------------------- INPUT AND OUTPUT FILENAMES -------------------------- ------------------------------------------------------------------------------- SESSION Table : ${K}/INTRO/STA/SESSION S.SES Input coordinate file : ${K}/INTRO/STA/IGS_00.CRD Output coordinate file : ${K}/INTRO/STA/APR02143.CRD Input velocity file : ${K}/INTRO/STA/IGS_00.VEL Program output : ${K}/INTRO/OUT/COOVEL.L00 Error message : ${U}/WORK/ERROR.MSG ------------------------------------------------------------------------------- 程序输出的头文件部分是Bernese GPS V5.0软件所有程序标准格式。此外,每个程序都有一 条表示该程序运行特征的标题线。它可以通过程序输出、打印,得到大部份结果文件。此外,许 多程序输出文件还提供一个列表,其中包括:已经被使用输入文件、或者生成的输出文件。 运行程序COOVEL的结果是得到一个先验坐标文件(文件存放路径为: ${K}/INTRO/STA/APR02143.CRD),包含当前时段观测历元处理后的测站点位(划线是表示其它 测站在处理过程中被忽略): IGS00 COORDINATES BASED ON IGS01P37_RS54.SNX 29-JUN-03 -------------------------------------------------------------------------------- LOCAL GEODETIC DATUM: IGS00 EPOCH: 2002-05-23 0:00:00 NUM STATION NAME X (M) Y (M) Z (M) FLAG 6 BRUS 13101M004 15 FFMJ 14279M001 36 MATE 12734M008 42 ONSA 10402M004 47 PTBB 14234M001 56 VILL 13406M001 63 ZIMJ 14001M006 64 ZIMM 14001M004 4027893.7773 4053455.9006 4641949.6104 3370658.5806 3844059.9795 4849833.7343 4331293.9550 4331297.0935 307045.7760 617729.6193 1393045.3794 711877.1009 709661.2696 -335049.0774 567542.0890 567555.8333 4919475.0809 4869395.6681 4133287.4177 5349786.9189 5023129.5003 4116014.9013 4633135.6788 4633133.8919 PPP PPP IGS00 IGS00 PPP IGS00 PPP PPP 使用“Menu>Configure>Set SESSION /compute date” 重复这一个步骤,变更现在的时 段,为示例中的其余三个时段进行设置。然后使用Rer^ un按钮可以重新开始程序运行。因为通 过前面的重复步骤使得菜单时间变量已经发生变更,所以没有选项需要更改。 2.7、导入观测值文件 至此,项目已经完成安装,所有项目安装需要的文件都已经通过下载、更新、设置、计算, 可以进行使用。下面进行的第一步是:需要将原始观测值的RINEX文件进行转换处理,使其文件 格式转换为与Bernese(二进制)格式一致。为对原始观测数据文件(RINEX)中的数据可用性进 行观察,你可以通过菜单操作方式,运行“Menu>RINEX>RINEX utilities>Create observation statistics”中程序RNXGRA(RINEX GRAPHIC)生成数据分布图,数据分布图生成之后可以进行 判断分析原始数据情况。当然,这一步骤不是强制性的,但是在你开始数据分析之前,得到测站 对卫星跟踪情况的印象可能是有用的。 第12页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 通过菜单操作“Menu>RINEX >Import RINEX to Bernese format>Observation files”,运 行位于该菜单下的程序RXOBV3,可以实现RINEX观测值文件的导入(在本示例项目处理的过程 中,我们不使用RINEX导航文件)。你需要为本示例项目的4个时段的每个时段运行该程序 RXOBV3。 所有RINEX观测值文件的存放路径宜为:${K}/INTRO/RAW/ ????1430.02O,这样符合当前选 择条件的RINEX观测值文件将被自动输入至“original RINEX observation files(原始观测值 文件)”输入栏中,并被、显示记录。你可以通过按钮验证在输入栏中文件选择的正确性(以文 件扩展名02O进行分类)。在文件选择对话框中,你可以看见到当前选择文件的目录。目录可以显 示出当前时段是否在2003年中选择了2003年的RINEX文件。如果是从2003年中选择了2003年的 RINEX文件,那么“original RINEX observation files”的按钮标签将变为“03O”。 第13页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 下一个界面是RINEX通用输入文件界面的详细说明。针对程序RXOBV3,在其定义输入选项中 有3个二级界面,其中允许你为Bernese观测值头文件选择一些数据,其目的是为Bernese观测值 头文件的一些叁数进行输入、详细说明: 因为IGS中心只提供GPS卫星位置的轨道数据,所以我们在“参考卫星系统(Satellite system to be considered)”选项中选择GPS。 第14页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 另外2个二级界面中提供了验证RINEX文件头文件信息的选项: 使用^Run按钮开始运行程序。 第15页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 一条警告信息将会显示并提示你:2个装备有GNSS接收机的测站对GLONASS卫星(R卫星系 统)的观测数据已被删除(仅保留对GPS卫星的观测数据)。 ### PG RXOBV3: OBSERVATION DATA FROM OTHER SATELLITE SYSTEM REJECTED RINEX FILE NAME: ${K}/INTRO/RAW/FFMJ1430.02O SR R2RDOR: SATELLITES SKIPPED! SYSTEM: "R" ### PG RXOBV3: OBSERVATION DATA FROM OTHER SATELLITE SYSTEM REJECTED RINEX FILE NAME: ${K}/INTRO/RAW/ZIMJ1430.02O 运行程序RXOBV3生成的输出文件RXO02143.OUT存放路径为:${K}/INTRO/OUT(注意区分:其 他时段的相应文件名称),该文件(RXO02143.OUT)可以使用^Output按钮进行浏览,也可以通 过菜单操作“Menu>Service>Browse program output”实现浏览。在该文件RXO02143.OUT中,附 在输入选项之后的信息提供了:RINEX观测值文件头文件信息中测站信息记录概况和该测站观测 值文件在Bernese GPS软件处理中的使用值。另外,一些观测计算值也可以被使用。接下来的部 分中,你可以检查出Bernese观测值文件中可以完全使用的历元数量: ... Table OF INPUT AND OUTPUT FILE NAMES: ------------------------------------ Num Rinex file name Bernese code header file name #epo ... Bernese code observ. file name Bernese phase header file name #epo ... Bernese phase observ. file name ------------------------------------------------------------------------------- ... 1 ${K}/INTRO/RAW/BRUS1430.02O ${K}/INTRO/OBS/BRUS1430.CZH ${K}/INTRO/OBS/BRUS1430.CZO ${K}/INTRO/OBS/BRUS1430.PZH ${K}/INTRO/OBS/BRUS1430.PZO 2778 ... 2778 ... 2 ${K}/INTRO/RAW/FFMJ1430.02O ${K}/INTRO/OBS/FFMJ1430.CZH ${K}/INTRO/OBS/FFMJ1430.CZO ${K}/INTRO/OBS/FFMJ1430.PZH ${K}/INTRO/OBS/FFMJ1430.PZO 2799 ... 2799 ... 3 ${K}/INTRO/RAW/MATE1430.02O ${K}/INTRO/OBS/MATE1430.CZH ${K}/INTRO/OBS/MATE1430.CZO ${K}/INTRO/OBS/MATE1430.PZH ${K}/INTRO/OBS/MATE1430.PZO 2880 ... 2880 ... 如果某些RINEX文件中出现了历元丢失的情况,你可以通过运行程序(RNXGRA)得到的该 RINEX观测值图像来检查该RINEX文件。 第16页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 2.8、小节 在今天的时段结束的时候,你应该已经生成了如下文件: (1)在你项目的STA目录下生成了测站先验坐标文件(BPE—PPP等方式):APR02143.CRD, APR02144.CRD,...(共4天数据、4个先验坐标文件) (2)在你项目的OBS目录下生成了Bernese二进制格式的非差观测值文件(对原始观测的 RINEX进行交换):BRUS1430.CZH,BRUS1430.PZH,BRUS1430.CZO,BRUS1430.PZO,...(共4 天数据) 为今后4天的进程,这些文件必须生成。 第17页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 3、模拟阶段 2(星期二) 本阶段的目标为: (1) 生成 Bernese 格式的极移信息文件(POLUPD) (2) 由 IGS 提供的精密轨道文件生成表格式的轨道文件(PRETAB) (3) 生成 Bernese 要求的标准轨道文件(ORBGEN) (4) 预处理Bernese格式的观测值文件: — 接收机时钟同步的计算(CODSPP) — 生成基线文件(SNGDIF) — 对生成基线文件进行预处理(MAUPRP) 对于所有四天示例数据的处理过程,你可以运行所有程序对一天的数据进行处理, 然后对接 下来那一天的数据再次进行重复运行。 3.1、准备极移信息文件 在ORB子目录中提供了:连同精密轨道文件(PRE)在内的、一组固定的地球方位定向信息。 然而精密轨道文件由IGS中心从最终数据系列中公布,更新频率为每周一次,这可以作为在 同一周之内使用的轨道文件EOPs。 必须将这些以IERS/IGS标准格式定义的信息文件(在Bernese中的文件扩展名为*.IEP)转换 为以Bernese的内部EOP格式定义的信息文件(在Bernese中的文件扩展名为*.ERP)。 通过菜单操作(“Menu>Orbits/EOP>Handle EOP files>Convert IERS to Bernese format”),运行程序POLUPD,可以转换生成以一个以Bernese内部EOP格式定义的信息文件 *.ERP,也可以对一个现有文件的EOP记录进行更新。 第18页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第19页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在程序POLUPD运行的最后一个界面中所显示的样本内容是Bernese GPS软件(5.0版)中时间 窗口格式的详细描述。在时间窗口中可以通过时段进行定义(包括:单一时段或者一个队列的时 段)。时间窗口中的另一个选择项是,可以定义观测历元的开始时间和终止时间。通过输入观测 历元的开始时间和终止时间,用户可以自己定义起始—终止的时间段。用户可以参考在线帮助文 件获得更多的描述。 信息: ### PG POLUPD: NUTATION MODEL NOT SPECIFIED IN INPUT ERP FILE USING NUTATION MODEL NAME : IAU2000 ### PG POLUPD: SUBDAILY POLE MODEL NOT SPECIFIED IN INPUT ERP FILE USING SUBDAILY POLE MODEL NAME : IERS2000 信息只不过提示你,由于在输入过程中使用Bernese格式的*.ERP文件没有包括,半日的极移 信息和天文章动模型从输入界面中在运行程序后被写入至输出文件。 例如: 1、在输入的ERP文件中没有对章动模型详细描述,现使用章动模型名称为:IAU2000; 2、在输入的ERP文件中对半日极移模型没有详细描述,使用的半日极移模型名称为: IERS2000。 3.2、生成轨道文件 在这部分样本数据的处理过程中,我们只用到Bernese GPS软件轨道部分的两个程序: 第1个程序名称为PRETAB,可以通过菜单操作“Menu>Orbits/EOP >Create tabular orbits”进行调用,程序PRETAB的主要任务是生成列表式的轨道文件(TAB)(例如:将精密轨 道从地球参考框架转换至天球参考框架)和卫星时钟文件(CLK)。如果没有广播星历轨道文件 使用,运行程序CODSPP运行时将调用时钟文件(见 3.3.1中叙述)。 第20页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在界面“PRETAB 3: Options for Clocks”中包含有提取卫星时钟信息的选项,在精密轨道 文件中按采样率为15分钟给出时钟值,使用2次多项式和插值多项式的方法对12小时的时钟数据 进行内插计算,使用程序CODSPP可以很好的完成接收机时钟同步的计算。 第2个在Bernese软件轨道部份中被使用的程序名称为:ORBGEN(“Menu>Orbits/EOP>Create standard orbits”) ,它将准备称作为“标准轨道”的文件,标准轨道文件将作为虚拟观测值 在列表式轨道文件中用于卫星位置的确定,进行最小二乘平差。 第21页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 对EOP文件进行确认,确认使用的章动、半日极移模型与在运行程序PRETAB时所使用的章 动、半日极移模型相同。将这使用的3个文件强制性的构成一组,连同生成的标准轨道一起用于 所有处理程序。 第22页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在“ORBGEN 3.1: Options”界面中的“ORBIT MODEL IDENTIFIER(轨道模型辨别)”用于 检查输入文件和选项之间的一致性。 如果JPL提供的行星星历(DE200.EPH)文件无效,你可以在“ORBGEN 1.1: General Files” 界面下不填写 “Planetary ephemeris file” 输入栏内容,使其为空白,并将 “ORBGEN 3.1: Options”界面中“ORBIT MODEL IDENTIFIER”选项设置为“?”。 第23页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 建议为每个时段生成1个包含有1天卫星轨道的标准轨道文件,这意味着针对本示例教程,程 序ORBGEN将被运行4次。 第24页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 程序将生成一个输出文件ORB02143.OUT(或者与其它时段相对的文件),输出文件的内容与 下图中的内容相似: ... INPUT AND OUTPUT FILENAMES -------------------------- ------------------------------------------------------------------------------- SESSION Table : ${K}/INTRO/STA/SESSIONS.SES General constants : ${X}/GEN/CONST. Pole file : ${K}/INTRO/ORB/IGS02143.ERP Subdaily pole model : ${X}/GEN/IERS2000.SUB Nutation model : ${X}/GEN/IAU2000.NUT Coeff. of Earth potential : ${X}/GEN/JGM3. Satellite problems : ${X}/GEN/SAT_2002.CRX Satellite information : ${X}/GEN/SATELLIT.I01 Planetary ephemeris file : ${X}/GEN/DE200.EPH Ocean tides file : ${X}/GEN/OT_CSRC.TID Orbital elements, file 1 : --- Orbital elements, file 2 : --- Standard orbits : ${K}/INTRO/ORB/IGS02143.STD Radiation pressure coeff. : --- Residual file : --- Summary file : ${K}/INTRO/OUT/ORB02143.LST Scratch file : ${U}/WORK/ORBGEN.SCR Scratch file : ${U}/WORK/ORBGEN.SC2 Program output : ${K}/INTRO/OUT/ORB02143.OUT Error message : ${U}/WORK/ERROR.MSG ------------------------------------------------------------------------------- ... ... ------------------------------------------------------------------------------- RMS ERRORS AND MAX. RESIDUALS ARC NUMBER: 1 ITERATION: 2 ------------------------------------------------------------------------------- SAT #POS RMS (M) --- ---- ------- QUADRATIC MEAN OF O-C (M) TOTAL RADIAL ALONG OUT ----------------------------- MAX. RESIDUALS (M) RADIAL ALONG OUT -------------------- 1 96 0.01 2 96 0.01 3 96 0.01 4 96 0.01 ... 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.04 0.03 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.01 0.02 0.02 在输出文件中包含有每颗卫星的RMS(均方根)误差的重要信息,如果使用的精密轨道数据 和EOP文件中的信息一致(真实的RMS(均方根)误差依赖于精密轨道文件的质量和极移文件,极 移文件实现在ITRF参考框架和ICRF参考框架之间的转换;还有在运行程序ORBGEN选择的轨道模型 选项),那么每颗卫星的RMS(均方根)误差不应大于1~2厘米。1 比较第2次迭代完成后和第2次迭代完成后的RMS(均方根)误差,可以得出经过2次迭代之后 的结果已经足够可以为GNSS卫星生成精密的标准轨道数据了。 位于目录 ${K}/INTRO/OUT/ORB02143.LST 下的 ORB02143.LST 文件中对位于目录 ${K}/ INTRO/ OUT/R2S021430.PRC REF 中的 R2S021430.PRC 和R2S021430.REF 文件进行相应比较后得 到的合适于轨道的RMS(均方根)值进行了总结。 1、你可以比较使用BULLET A.ERP文件替代IGS02143.ERP的结果差别,不过这仅仅是个尝试— 注意:不要使用用BULLET A.ERP文件得到的标准轨道的结果数据进行任何更进下一步的处理工 作。 第25页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 3.3、数据预处理(I) 3.3.1、接收机时钟同步计算 现在可以准备调用Bernese GPS软件中的处理部分程序了,针对这个示例数据运行3个程序: 1、第1个程序被称为CODSPP,菜单运行为:“Menu>Processing >Code-based clock synchronization”,程序CODSPP的主要功能是进行接收机时钟同步的计算。 第26页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 我们针对示例数据文件,已经使用批处理程序BPE的子程序PPP获得了测站高质量的、可用的 地心坐标;所以,在选项“Estimate coordinates(估计坐标)”中可以设置为“NO”;运行程 序CODSPP之前,最重要的选项是“Save clock estimates(保存时钟估计)”,该选项应被设置 为“BOTH”。 第27页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 运行程序CODSPP生成如下输出界面: ... Station: BRUS 13101M004 FILE: ${K}/INTRO/OBS/BRUS1430.CZO receiver UNIT: 0 ------------------------------------------------------------------------------------------- ... RESULTS: -------- Observations IN FILE: 21844 BAD Observations : 0.15 % RMS OF UNIT WEIGHT :0.97 M NUMBER OF ITERATIONS: 2 ... ... Station COORDINATES: -------------------- LOCAL GEODETIC DATUM: IGS00 BRUS 13101M004 X (MARKER) Y Z A PRIORI 4027893.78 307045.78 4919475.08 NEW 4027893.78 307045.78 4919475.08 NEW- A PRIORI 0.00 0.00 0.00 RMS ERROR 0.00 0.00 0.00 HEIGHT LATITUDE LONGITUDE 149.66 50 47 52.143 4 21 33.186 149.66 50 47 52.143 4 21 33.186 0.00 0 0 0.000 0 0 0.000 0.00 0.0000 0.0000 CLOCK PARAMETERS: ----------------- OFFSET FOR REFERENCE EPOCH: 0.000000632 SEC CLOCK OFFSETS STORED IN CODE+PHASE OBSERVATION FILES ... ... ******************************************************************************* SUMMARY OF BAD Observations ******************************************************************************* MAXIMUM RESIDUAL DIFFERENCE ALLOWED : CONFIDENCE INTERVAL OF F*SIGMA WITH F: 30.00 M 5.00 NUMBER OF BAD OBSERVATION PIECES : 2 NUMB FIL Station TYP SAT FROM TO #EPO ------------------------------------------------------------------------------- 1 2 FFMJ 14279M001 OUT 7 02-05-23 15:47:30 02-05-23 15:47:30 1 2 4 ONSA 10402M004 OUT 6 02-05-23 17:34:00 02-05-23 17:34:00 1 ------------------------------------------------------------------------------- 第28页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在输出文件中,最重要的信息是:CLOCK OFFSETS STORED IN CODE+PHASE OBSERVATION FILES(储存于码+相位的观测值文件中的钟差值),它将显示出通过运行程序CODSPP计算出的接 收机钟差值δk同时被保存在码、相位观测值文件中。通过这一步计算,在示例数据进一步处理 过程中不再使用码观测值文件。 在程序CODSPP运行结束后的输出文件中,可以检查到(每个处理后的非差(zero difference)文件)后验均方根误差(posteriori RMS error)。 如果SA(SA—人为降低卫星时钟准确度)政策继续运行,后验均方根误差位于20~30米之间 都属于正常(2000年05月之前)。在没有SA的影响下,如果P码测量值可以使用前提下,后验均 方根误差的期望值大约是3米(在处理示例数据中,不同时段的时间间隔就是一个实例)。 然而,即便出现大量的低质量码测量值,仍然可以用于计算接收机钟差δk,δk的精度可以 达到需要的指标1µs。 如果你得到的是不规律的信息,可能是你在观测值文件的导入过程中没有排除GNSS观测值。 在GNSS系统(GLONASS和GPS)下,GPS与GLONASS这两个卫星系统的时间差是已经有估算值, 这个估算值参数在最近观测的GNSS观测值中已经被安装。 由于在标准轨道文件中没有可用的GLONASS轨道数据—在观测值文件导入过程中GLONASS观测 值已经被忽略,因而没有GLONASS观测值可用的参数;在这些时段中,我们只处理GPS数据,所以 你可以忽略这些警告信息。 你可以使用提取程序CODXTR(“Menu>Processing>Program output extraction>Codebased clock synchronization”),从程序CODSPP运行后生成的输出文件中生成简短的摘要文件, 摘要文件中包括了(${K}/INTRO/OUT/R2S021430.PRC REF中)2个参考文件R2S021430.PRC 和 R2S021430.REF的解算结果。 3.3.2、生成基线 2、第2个程序被称为SNGDIF,可以通过菜单操作“ Menu > Processing > Baseline file creation”激活,程序SNGDIF可以生成单差值并把生成的单差值保存在文件中。在“SNGDIF 1:”界面中的“GENERAL”选项设置: ①、Measurement type(测量类型): PHASE(相位观测值) ②、“Processing strategy”(处理策略): “OBS-MAX”策略 第29页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第30页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 运行程序SNGDIF输出的信息只是列出了使用了哪些非差(zero difference)文件,同时列 出了生成的单差(single difference)文件。如果使用“OBS-MAX”策略,将包括下面线划中出 现的部分: 1 BRUS 13101M004 2 BRUS 13101M004 3 BRUS 13101M004 4 BRUS 13101M004 5 BRUS 13101M004 6 BRUS 13101M004 7 BRUS 13101M004 8 FFMJ 14279M001 9 FFMJ 14279M001 10 FFMJ 14279M001 11 FFMJ 14279M001 12 FFMJ 14279M001 13 FFMJ 14279M001 14 MATE 12734M008 ... - FFMJ 14279M001 - MATE 12734M008 - ONSA 10402M004 - PTBB 14234M001 - VILL 13406M001 - ZIMJ 14001M006 - ZIMM 14001M004 - MATE 12734M008 - ONSA 10402M004 - PTBB 14234M001 - VILL 13406M001 - ZIMJ 14001M006 - ZIMM 14001M004 - ONSA 10402M004 CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: CRIT.: 11280 9694 11370 OK 10221 10378 6976 11242 10826 OK 12603 OK 10252 10576 7076 OK 11705 OK 10491 在上述图形界面中,以列表的方式列出了非差文件中可能出现的所有基线和相应判断值,判 断结果中含有“OK”标签的为生成的最优基线。 如果你引入了GLONASS数据,此处给出的结果是以不同的基线告终,但这并不影响结果。 3.3.3、相位基线文件预处理 3、第3个程序被称为MAUPRP,可以通过菜单操作“Menu > Processing > Phase preprocessing”运行该程序,程序MAUPRP的主要任务是进行周跳(cycle-slip)探测。 第31页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第32页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第33页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 关于程序MAUPRP的输出结果将在时段教程中详细讨论,Bernese GPS软件的用户手册中有详 细的描述;其中最要的条目是检查三差解结果: ... Station 1: BRUS 13101M004 YEAR: 2002 SESSION: 1430 Station 2: ONSA 10402M004 DAY : 143 FILE : 0 BASELINE LENGTH (M) : 883750.408 OBSERVAT. FILE NAME : ${K}/INTRO/OBS/BRON1430.PSH ... ... ------------------------------------------------------------------------ EPOCH DIFFERENCE SOLUTION ------------------------------------------------------------------------ FREQUENCY OF EPOCH DIFF. SOLU.: #OBS. USED FOR EPOCH DIFF. SOLU: RMS OF EPOCH DIFF. SOLUTION (M): 3 17643 0.011 COORDINATES NEW-A PRIORI X (M): Y (M): Z (M): 0.145 +0.061 +0.285 +- 0.026 0.032 0.020 -----------------------------------------------------------------------... 三差解用来作为数据筛分的参考,根据相位差分值的均方根(RMS OF EPOCH DIFF),可以 判断:预处理相位取得成功,RMS OF EPOCH DIFF应当小于2厘米,在三差解结果中,对测站坐标 估计值的期望值范围是≤0.5米。 程序MAUPRP的输出结果中指出了没有必要为每条基线都运行MAUPRP程序。 然而,无论是何种理由,如果你再次使用程序SNGDIF重新生成了基线,那么必须重新运行 MAUPRP程序去获得新的结果。 你也许会得到关于一些因历元的原因造成某些基线的均方根误差(RMS OF EPOCH DIFF)远 大于O-C值的信息,相应的观测值已被标识,这些观测值也不再会干扰下一步数据处理。 你可以使用程序MPRXTR(“Menu>Processing>Program output extraction>Phase preprocessing”)提取程序MAUPRP的输出文件,生成一个简短的摘要文件。 SUMMARY OF THE MAUPRP OUTPUT FILE ********************************* SESS FIL OK? ST1 ST2 L(KM) #OBS. RMS DX DY DZ #SL #DL #MA MAXL3 MIN. SLIP -------------------------------------------------------------------------------------------- 1430 1 OK BRUS ONSA 884 17643 0.011 0.145 0.061 0.285 131 234 41 0.050 11 1430 2 OK FFMJ MATE 1220 18002 0.012-0.161 0.030-0.286 36 429 58 0.049 558 1430 3 OK FFMJ ONSA 840 20430 0.011-0.205 0.021-0.068 101 140 44 0.050 11 1430 4 OK FFMJ ZIMJ 368 11610 0.011-0.020 0.032-0.071 76 223 24 0.049 11 1430 5 OK FFMJ ZIMM 368 19563 0.011-0.015-0.015-0.089 46 198 39 0.042 46188 1430 6 OK PTBB ZIMM 640 17032 0.013-0.018-0.047-0.128 45 96 21 0.049 46188 1430 7 OK VILL ZIMM 1162 17990 0.012 0.175 0.080 0.199 54 218 30 0.050 17 ------------------------------------------------------------------------------- Tot: 7 783 17467 0.012 70 220 37 第34页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 这个摘要文件包含在结果参考文件中(${K}/INTRO/OUT/R2S021430.PRC REF — R2S021430.PRC文件与R2S021430.REF文件中的结果可能会有细微差别,其原因是:生成两个文件 的输入选项定义不完全一致)。 3.4、小节 在今天时段结束的时候,你应该已经生成下列文件: 1、Bernese极移文件,在项目的ORB子目录中,文件名为IGS02143.ERP; 2、Bernese标准轨道文件,在项目的ORB子目录中,文件名为IGS02143.STD; 3、Bernese卫星时钟文件,在项目的ORB子目录中,文件名为IGS02143.CLK; 4、单差文件(基线文件),在项目的OBS子目录中,文件名为BRON1430.CSH BRON1430.PSH, BRON1430.CSO, BRON1430.PSO,...; 5、应该完成了对程序ORBGEN、CODSPP、SNGDIF、和MAUPRP运行输出结果文件的验证; 项目中4天的上述结果文件都应该生成,对其他天的数据处理只需要进行简单的时段改变并 重新运行上述程序即可。 第35页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 4、模拟阶段 3(星期三) 本阶段的目标为: (1) 运行程序(GPSEST, RESRMS, SATMRK),对残差进行筛分; (2) 运行程序(GPSEST),生成坐标和对流层参数的第1次估计值; (3) 运行程序(GPSEST),解算双差模糊度(double difference ambiguities); 理论上为示例项目准备了4个全天的数据,至少每一年有1个时段,例如:2002年地143天、 2003年第138天,可以通过时段设置来运行这些时段下的运算步骤。 4.1、数据预处理(II) 程序GPSEST功能是进行最小二乘平差,在时段模式中首先运行程序GPSEST是解算得到基于L3 数据浮点模糊度解的一种很好方法。通过这次程序GPSEST的运行,我们不期望可以解算出最终结 果,但是我们却可以借此检查数据质量,并保存完成最小二乘平差后的残差值。该程序通过菜单 操作(“Menu >Processing >Parameter estimation”)实现参数估计,程序启动后,要在运行 界面中进行如下选项设置: 第36页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 运行该程序时不要使用样本观测值,如果想要检查所有观测值(我们需要使用所有观测值— 不包括为确定模糊度进行的采样数据),这显得很重要。所以,该程序的运行时间显得相对费时 (在CPU为ubecx的计算机中运行大约需要3分钟)。 第37页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 我们希望对测站坐标进行松弛约束(loose constraints),以便使得来自于IGS中心、在 ITRF 2000参考框架下的测站坐标生效(如:在坐标文件中标识为IGS00)。 第38页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 如果需要将残差值写入残差值输出文件,不需要将任何参数提前消除(包括模糊度参数也不 需要消除)。 第39页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 对于对流层参数估计而言,有4个小时观测值数据的解算结果就足以满足这一目的实现: 程序GPSEST的输出文件中重复所有的重要输入选项,输入数据的摘要以及计算结果的估 计。在输出文件中有1条关于后验均方根误差(posteriori RMS error)的重要信息: A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT (PART 1): ------------------------------------------ A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT : 0.0011 M (SIGMA OF ONE-WAY L1 PHASE OBSERVABLE AT ZENITH) 第40页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 如果使用高程相关加权(elevation - dependent weighting),后验均方根误差 (posteriori RMS error)的期望值范围大约在1.0~1.5毫米之间;较高的后验均方根误差 (posteriori RMS error)则意味着: — 原始观测数据采集源自于低质量的接收机; — 数据采集观测条件比较恶劣; — 数据预处理步骤(程序MAUPRP和程序CODSPP)没有被成功运行; 如果生成的残差值已经被存入二进制的残差值文件(“GPSEST 2.1: Output Files 1”), 可以通运行程序REDISP进行残差值查看(程序REDISP,“Menu>Service>Residual files>Display residual file”);或者运行程序RESRMS(“Menu >Service >Residual files>Generate residual statistics”),计算机屏幕将自动显示残差值。 第41页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 程序RESRMS的输出文件(路径:${K}/INTRO/OUT/RMS021430.OUT)中较好的对数据质量进行 了概述;另外,残差值文件包含的摘要表中说明了观测值数据使用的有效性,能够说明这一点的 文件还有: — ${K}/INTRO/OUT/R2S02143.PRC REF的参考文件R2S02143.PRC REF中包含的 ${K}/INTRO/OUT/RMS02143.SUM的RMS02143.SUM文件; — ${K}/INTRO/OUT/RMS02143.LST的RMS02143.LST的直方图。 数据筛分的重要输出文件“Edit information file(编辑信息文件)”(路径: ${K}/INTRO/OUT/RMS02143.EDT),该文件可以使用程序SATMRK标注观测值中的异常值(“Menu >Service >Bernese observation files> Mark/delete observations”)生成该文件。 第42页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 4.2、生成第一次网平差结果 完成观测值的数据筛分之后,可以获得消去电离层影响—模糊度未整数确定的L3解。此处的 输入选项与先前处理步骤的输入选项非常相似,只有如下所示中极少数的不同: 保存在文件中的测站坐标和对流层参数估计值在稍后重新进行介绍: 第43页 通过提高采样率实现提高数据处理速度: Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 通过强制约束IGS核心站坐标去获得地球参考框架下的解不是最佳方法,程序ADDNEQ2提供了 许多经验性的选项(如:最小二乘法);这将作为明天演讲时段的标题,今天我们跟随行如下的 分解步骤: 第44页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 由于在这个程序的运行中不保存残差值文件,模糊度参数需要在参数建立之前从标准方程中 提前排除。 与上图中程序GPSEST中选项设置一致,运行程序GPSEST,可以生成输出文件的第一部分,结 果部分是以参数和观测值的统计开始的: 13. RESULTS (PART 1) -------------------- NUMBER OF PARAMETERS (PART 1): ----------------------------- PARAMETER Type #PARAMETERS #PRE-ELIMINATED #SET-UP ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... Station COORDINATES AMBIGUITIES SITE-SPECIFIC TROPOSPHERE PARAMETERS 24 0 24 ... 419 419 (BEFORE INV) 451 ... 56 0 56 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... TOTAL NUMBER OF PARAMETERS 499 419 531 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... NUMBER OF Observations (PART 1): ------------------------------- Type FREQUENCY FILE #Observations ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... PHASE L3 ALL 20418 ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... TOTAL NUMBER OF Observations 20418 ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... 第45页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 观测值的后验均方根误差(posteriori RMS error)和最小二乘平差的初次结果提供如下: A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT (PART 1): ------------------------------------------ A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT : 0.0011 M (SIGMA OF ONE-WAY L1 PHASE OBSERVABLE AT ZENITH) DEGREE OF FREEDOM (DOF) CHI**2/DOF : 19932 : 1.22 Station COORDINATES: ------------------- ${K}/INTRO/STA/FLT02143.CRD NUM Station NAME PARAMETER A PRIORI VALUE NEW VALUE NEW- A PRIORI RMS ERROR ... ------------------------------------------------------------------------------------------------... 6 BRUS 13101M004 X Y Z 4027893.7773 307045.7760 4919475.0809 4027893.7804 307045.7753 4919475.0800 0.0031 -0.0007 -0.0009 0.0016 0.0014 0.0017 HEIGHT 149.6632 149.6644 0.0012 0.0022 ... LATITUDE 50 47 52.143447 50 47 52.143352 -0.0029 0.0009 ... LONGITUDE 4 21 33.186467 4 21 33.186417 -0.0010 0.0014 ... ... 由于质量不佳的观测值在先前的步骤中已经排除,故所获得的后验均方根误差值 (posteriori RMS error)应该会减小(起码不会增大),如果结果显示不是这种情况,则可能 的原因是:观测值和强制约束的先验坐标值不一致。对于这部分检查的详细描述作为明天课程的 一个标题。 4.3、模糊度的解算(QIF) 解算模糊度,我们需要在使用QIF (quasi-ionosphere-free、准自由电离层)策略下,分别 地、逐条的解算基线。基线处理的模式是必须要进行选择的,因为在基线处理过程中有着大量的 参数选项。试图解算一个时段的模糊度可能要求使用大量的CPU和内存。关于模糊度解算的理论 背景将作为星期四早晨课程的一个标题。不过,如果有时间,你今天就可以开始的处理 “cookbook”。 通过在你项目目录-观测值子目录中列表的所有单差相位观测值的头文件,可以生成列表中 一个时段完整(如:2002年1430时段)的基线观测值文件。 > ls ${K}/INTRO/OBS/????1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/BRON1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/FFMA1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/FFON1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/FFZI1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/FFZM1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/PTZM1430.PSH ${K}/INTRO/OBS/VIZM1430.PSH 第46页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 本时段的第1条基线是从BRUS至ONSA,使用观测值文件为BRON1430;使用菜单变量的方式, 将这条基线名称定义为:BRON$S+0。在模糊度解算的步骤中,需要使用以下选项设置: 这里只输入一个基线文件,测站坐标、对流层估计参数已经在前面的步骤中进行了介绍;需 要说明的是:此处输出的单条基线应当注意保护,防止因后面程序运行产生的结果将其覆盖。 第47页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第48页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第49页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在输出文件中,在程序GPSEST的显示输入选项和输入数据的报告之后,程序GPSEST的当前运 行结果在2个部份中被呈现:第一部分中指出了:在什么地方模糊度的估计值作为真实值被引 用;而在第二部分报告:在分析过程完成之后,解算出模糊度参数的整数值(整周模糊度的整数 值)。在程序输出文件中,模糊度的真值估计在“Statiosn COORDINATES(测站坐标)”一节的下 方: ... 13. RESULTS (PART 1) -------------------- NUMBER OF PARAMETERS (PART 1): ----------------------------- PARAMETER Type #PARAMETERS #PRE-ELIMINATED #SET-UP ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... Station COORDINATES AMBIGUITIES STOCHASTIC IONOSPHERE PARAMETERS 3 120 20578 0 3 ... 0 138 ... 20578 (EPOCH-WISE) 20578 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... TOTAL NUMBER OF PARAMETERS 20701 20578 20719 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... NUMBER OF Observations (PART 1): ------------------------------- Type FREQUENCY FILE #Observations ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... PHASE L1 ALL PHASE L2 ALL 17805 17805 ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... TOTAL NUMBER OF Observations 35610 ------------------------------------------------------------------------------------------------- ... A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT (PART 1): ------------------------------------------ A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT : 0.0013 M (SIGMA OF ONE-WAY L1 PHASE OBSERVABLE AT ZENITH) DEGREE OF FREEDOM (DOF) CHI**2/DOF : 17682 : 1.58 Station COORDINATES: ------------------- (NOT SAVED) NUM Station NAME PARAMETER A PRIORI VALUE NEW VALUE NEW- A PRIORI RMS ERROR ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... 42 ONSA 10402M004 X Y Z 3370658.5802 711877.1002 5349786.9190 3370658.5804 711877.0999 5349786.9195 0.0002 -0.0003 0.0005 0.0003 0.0005 0.0003 HEIGHT 45.5659 45.5664 0.0005 0.0004 ... LATITUDE 57 23 43.074626 57 23 43.074633 0.0002 0.0002 ... LONGITUDE 11 55 31.859790 11 55 31.859770 -0.0003 0.0005 ... ... 第50页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ... AMBIGUITIES: ----------- REFERENCE AMBI FILE SAT. EPOCH FRQ WLF CLU AMBI CLU AMBIGUITY RMS TOTAL AMBIGU. DL/L ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... 1 2 3 4 ... 121 122 ... 1 18 11 1 1 18 803 1 1 1 18 1140 1 1 1 18 2541 1 1 1 121 25 2 121 25 3 122 47 4 122 47 -1.69 0.56 9.10 8.43 0.72 0.27 0.37 0.29 1 30 1 1 1 25 1 13 1688 1 1 47 --- REFERENCE ----- REFERENCE --- 3181808.31 5312278.56 21539287.10 7052711.43 4265891. 4765818. 在输出文件接下来的部分中,显示出了QIF (quasi-ionosphere-free、准自由电离层) 消除 算法的计算结果: AMBIGUITY RESOLUTION: -------------------- STRATEGY : QUASI-IONOSPHERE-FREE AMBIGUITY RESOLUTION (QIF) ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... AMBIGUITY RESOLUTION ITERATION: 1 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... BEST INT. CORRECTIONS IN CYCLES FILE AM1 CL1 #AM1 AM2 CL2 #AM2 L1 L2 L1 L2 L5 L3 RMS(L3) ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... 1 9 9 1 121 25 1 -2 -1 0.66 0.85 -0.189 -0.005 0.004 1 26 29 1 121 25 1 1 2 0.08 0.10 -0.020 0.010 0.004 1 33 38 1 122 47 1 6 9 0.74 0.96 -0.219 -0.035 0.004 1 6 6 1 18 18 1 3 5 0.11 0.15 -0.034 -0.006 0.004 1 34 39 1 38 43 1 -5 -5 -0.01 -0.01 0.001 -0.007 0.004 1 31 35 1 57 65 1 -1 -3 1.09 1.39 -0.305 0.009 0.004 1 54 62 1 122 47 1 10 12 -0.14 -0.18 0.037 -0.007 0.005 1 25 28 1 122 47 2 33 44 0.11 0.14 -0.029 0.012 0.005 1 59 67 1 60 69 1 -11 -13 0.15 0.19 -0.043 0.000 0.005 1 36 41 1 45 53 1 0 -3 -0.24 -0.32 0.071 0.004 0.005 首先,描述了单步迭代法步骤(指定了整周数达到10的模糊度可以使用单步迭代法解算出结 果—参见:界面“GPSEST 3.2.3: Quasi-Ionosphere-Free (QIF) Ambiguity Resolution Strategy(准自由电离层消除策略)”),随后的信息中对每个双差模糊度的解算结果进行了列 表: . . .FILE 文件数目(此处只有1个,因为之处理了一条基线); . . .AM1 第一次模糊度的数目(单差标准); . . .CL1 相应模糊度构成的集合; 第51页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 . . .#AM1 属于同一个集合的模糊度的数目; . . .AM2, CL2, #AM2 第二次模糊度的相应信息; . . .BEST INT. L1、L2波段相位预估(先验)值的整周改正数(模糊度的先验值 是由坐标先验值计算得到的,可能是相当不准确的); . . .CORRECTIONS IN CYCLES (整周数的修正值) 载波相位L1、L2提供了关于L1、L2模糊度的小数部分(fractional parts)信 息,在L3、L5波段相位模糊度的整周数确定包括范围更大,用L5波段值可以表示 电离层—用L5波段的整周数表示出电离层偏差。这些值可能远大于在界面 “GPSEST 3.2.3: QIF Ambiguity Resolution Strategy(QIF消除策略)” (option “Search width of pairs of L1 and L2 ambiguities”,选项“搜索 L1、L2波段模糊度宽度”)中显示出来的最大值。 L3波段的均方根值是根据保存的模糊度值作为准则的,模糊度和L3波段的均方根 误差(RMS errors)大于在程序输入界面中的规定值(在本示例数据中,规定值 为0.03),这些值也不会在后续的处理中被解算。 在下表中是模糊度解算结果的摘要: REFERENCE AMBI FILE SAT. EPOCH FRQ WLF CLU AMBI CLU AMBIGUITY RMS TOTAL AMBIGU. DL/L ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 ... 1 18 1 1 1 1 121 25 1 18 803 1 1 2 121 25 1 18 1140 1 1 3 122 47 1 18 2541 1 1 4 122 47 1 26 1 1 1 5 121 25 1 26 2316 1 1 6 18 18 19 1 1 1 7 121 25 1 9 2580 1 1 8 122 47 15 1 1 1 9 121 25 1 5 2774 1 1 10 122 47 1 21 1 1 1 11 121 25 1 21 875 1 1 12 121 25 1 21 1140 1 1 13 52 60 1 21 2712 1 1 14 47 55 1 29 1 1 1 15 121 25 1 29 1191 1 1 16 122 47 1 29 1213 1 1 17 122 47 1 29 2412 1 1 18 50 58 17 1 1 1 19 121 25 1 7 1434 1 1 20 122 47 1 7 2657 1 1 21 122 47 1 14 10 1 1 23 121 25 1 14 1231 1 1 24 122 47 1 4 191 1 1 27 121 25 1 4 1650 1 1 28 122 47 -2.06 2 11 8 -2 3 -2 8 -2 8 -1 -4 0 3 -2 17.34 12.88 8 -1 12.15 5 -8 14 1 33 0.74 2.16 2.18 0.18 3181807.94 5312280. 21539289. 7052711. 2789513. 7998338. 513984. 5465798. 3645130. 11304208. 630972. 2162193. 24351826. 6301871. 2714435. 6067500.34 6067503.88 7875520. -2727952. -2701064.85 2332618. -1371335. 8192805. -2682162. -4511289. 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 对于已经规定了均方根值(RMS)的模糊度是不能解算的(这些模糊度将在接下来运行的程 序中作为真实值)。 第52页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 模糊度的解还受到其他参数影响;为此,模糊度的解算结果—在运行程序得到的输出文件中 的第二部分给出了固定解: ... 14. RESULTS (PART 2) -------------------- NUMBER OF PARAMETERS (PART 2): ----------------------------- PARAMETER Type #PARAMETERS #PRE-ELIMINATED #SET-UP ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Station COORDINATES AMBIGUITIES STOCHASTIC IONOSPHERE PARAMETERS 3 24 20578 0 0 20578 (EPOCH-WISE) 3 ... 138 ... 20578 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... TOTAL NUMBER OF PARAMETERS 20605 20578 20719 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... NUMBER OF Observations (PART 2): ------------------------------- Type FREQUENCY FILE #Observations ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... PHASE L1 ALL PHASE L2 ALL 17805 17805 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... TOTAL NUMBER OF Observations 35610 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT (PART 2): ------------------------------------------ A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT : 0.0013 M (SIGMA OF ONE-WAY L1 PHASE OBSERVABLE AT ZENITH) DEGREE OF FREEDOM (DOF) CHI**2/DOF : 17778 : 1.76 Station COORDINATES: ------------------- (NOT SAVED) NUM Station NAME PARAMETER A PRIORI VALUE NEW VALUE NEW- A PRIORI RMS ERROR ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... 42 ONSA 10402M004 X Y Z 3370658.5802 711877.1002 5349786.9190 3370658.5780 711877.0976 5349786.9177 -0.0022 -0.0026 -0.0013 0.0002 0.0001 0.0003 HEIGHT 45.5659 45.5634 -0.0025 0.0003 ... LATITUDE 57 23 43.074626 57 23 43.074676 0.0015 0.0002 ... LONGITUDE 11 55 31.859790 11 55 31.859667 -0.0020 0.0001 ... ... 你从输出文件中可以看见:通过输出文件中AMBIGUITIES part 1部分和AMBIGUITIES part 2 部分的比较,模糊度总数目为120,其中可以求出固定解的模糊度数目为96。 第53页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 无可否认的,如果“手动”逐条进行基线处理是相当麻烦的—在这个很小的示例项目中,每 个时段有7条基线需要解算。当我们切换到下一条需要解算的基线的输入选项的时候,我们不得 不在程序GPSEST的3个界面下为这条基线改变文件名。 为了避免这些麻烦,Bernese GPS V5.0软件提供的“半自动化”处理功能可以为你提供很大 的便利: 首先,你可以通过菜单操作的方式(“Menu >Configure >Menu variables”)定义一个用户 变量,这个变量包含需要处理的基线名称(如果这样使用的化,列表中的第2条基线为:基线名 称为“FFMJ to MATE”,使用文件名称为FFMA1430)。 现在可以在程序GPSEST的3个界面下使用变量$(BSLIN),在单差文件名输入框内以变量 $(BSLIN)替代输入的文件名: 第54页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 现在,我们通过在菜单变量界面对变量$(BSLIN)进行定义,很容易实现从一条基线切换至另 一条基线。在文件输入的区域内,将会出现自动更新。模糊度解算是批处理程序Bernese Processing Engine (BPE) 的一个典型应用,即使你是使用“手工”进行数据处理。 我们为你项目中的所有基线观测值文件,基于程序GPSEST在输入界面中当前设置运行的前提 下,准备了1个使用Perl语言(一种GCI脚本语言)编写的脚本程序,这个脚本程序用于检查解算 电离层(QIF)模糊度的主要设置,它要求你已经使用为界面“GPSEST 1.1: Input Files 1”的 输入文件名称而建立的菜单时间变量,这个脚本程序启动的时候不需要任何参数,只需要使用键 盘敲入:${U}/SCRIPT/qif all.com。这个脚本程序只适用于这个过程,它不是Bernese GPS软件 正式发布的一部分。 第55页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 与每一个观测值文件相对应的程序运行输出文件已经生成,使用程序GPSXTR,你可以生成该 时段所有基线模糊度解算结果的摘要文件。 第56页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在摘要文件QIF02143.SUM(路径:${K}/INTRO/OUT/QIF02143.SUM)中,可以很轻易的观察 到:针对每一条基线,有多少模糊度可以得到固定解: File Length #Amb RMS0 Max/RMS L5 Amb Max/RMS L3 Amb #Amb RMS0 #Amb Res (km) (mm) (L5 Cycles) (L3 Cycles) (mm) (%) --------------------------------------------------------------------------------------- BRON1430 883.8 120 1.3 0.496 0.151 0.091 0.029 24 1.3 80.0 FFMA1430 1220.4 152 1.5 0.444 0.130 0.095 0.030 66 1.5 56.6 FFON1430 840.1 134 1.4 0.481 0.161 0.096 0.031 30 1.4 77.6 FFZI1430 368.1 88 1.2 0.394 0.132 0.091 0.025 34 1.2 61.4 FFZM1430 368.1 128 1.1 0.384 0.134 0.081 0.019 30 1.2 76.6 PTZM1430 640.1 96 1.3 0.488 0.149 0.086 0.025 14 1.4 85.4 VIZM1430 1162.3 100 1.3 0.487 0.165 0.094 0.026 22 1.4 78.0 --------------------------------------------------------------------------------------- Tot: 7 783.3 818 1.3 0.496 0.147 0.096 0.027 220 1.3 73.1 这个列表也是解算结果参考文件R2S02143.PRC REF(路径:${K}/INTRO/OUT/R2S02143.PRC REF)的一部分,在这个表的下面增加了一行(“7 783.3 818 … … 1.3 73.1”),如图所 示: Estimated Orbit Accuracy: 29.7+- 5.4 mm Basic Noise of L3 Amb : 2.2+- 0.2 mm / 0.020 L3 Cycles 如果提取的是从全球观测网的基线中包含有L3波段模糊度估计值的均方根值RMS,经处理后 得到的模糊度解算值的摘要的时候,可以得到轨道参数的估计精度。 在某些情况下,程序GPSXTR也会为区域性观测网增加这些行;如果出现这种情况,将不能真 实判断轨道估计精度的准确性;如果没有轨道准确性的估计值,将会出现这样一条信息: ### SR EXTAMB: ORBIT ACCURACY NOT ESTIMATED 1 在界面“GPSEST 1.1: Input Files 1”的“Ionosphere models(电离层模型)”的设置选 项“COD$WD+0”中,清除输入字段,可以检查电离层模型造成影响。 重复模糊度的解算(不把模糊度的解算值保存到观测值文件,不标记界面“GPSEST 3.2: General Options 2”中“Save resolved ambiguities” 的选项),比较后验均方根值RMS (posteriori RMS)和模糊度固定解的数量。 第57页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 4.4、小节 在今天课程结束的时候,你应该做到了: (1)使用程序GPSEST进行残差筛分,在你项目的OUT子目录生成文件EDT02143.OUT、 EDT02143.RES; (2)运行程序RESRMS,对上面生成的残差文件进行筛分:生成文件RMS02143.SUM, RMS02143.LST、RMS02143.ED、和RMS02143.OUT; (3)使用程序SATMRK对无效观测值进行判别、标注; (4)使用程序GPSEST对坐标和对流层参数进行第1次估计,生成文件:FLT02143.CRD 和 FLT02143.TRP; (5)使用程序GPSEST,为所有基线进行QIF(电离层)模糊度解算,生成文件: BRON1430.OUT、FFMA1430.OUT等; (6)使用程序GPSXTR,对模糊度的解算输出文件生成摘要文件,摘要文件为 QIF02143.SUM 比较理想的情况是:所有时段的文件都通过了数据筛分(生成文件:FLTyyddd)。 第58页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 5、模拟阶段 4(星期四) 完成昨天的工作,解算4天观测值中所有基线的模糊度,并以文件名格式为年积日(如: 2002年第143天、2003年第138天)的形式保存。 本阶段的目标是: (1)使用程序GPSEST计算1天观测网的最终解; (2)使用程序ADDNEQ2、HELMR1对基准(fiducial)站坐标进行检核; (3)使用程序COMPAR对每天进行重复性检查; (4)使用程序ADDNEQ2重新计算观测网的最终解,生成简化后的法方程(normal equation)文件; (5)使用程序ADDNEQ2计算测站的位移速度。 对示例中的4天数据进行处理,对各天解算的最终坐标结果进行比较。 5.1、生成最终网平差结果 完成所有基线的循环计算后,你可以在时段(SESSION)模式中,使用程序GPSEST完成模糊 度固定解的计算。 在界面“GPSEST 1.1: Input Files 1”中,你可以选择响应时段的所有单差文件(基线): “PHASE Observation Files”选项以“????$S+0(已定的菜单变量)”替代。 第59页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在界面“GPSEST 2.1: Output Files 1”中,要求把法方程(normal equation)文件作为 输出文件; 第60页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 为了程序GPSEST的最终运行,我们认为观测值之间的相关性是正确的: 将先前在QIF策略下、运行程序GPSEST得到的模糊度固定解作为已知值引入: 第61页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 因为这是程序GPSEST最终运行,所以在运行程序所得到的输出文件中增加一些观测值的信息 是值得的,如果你对此次使用所有观测值文件运行程序得到的输出文件和解算得到的法方程 (normal equation)文件存档,在输出文件中增加观测值文件信息将显得非常用。 在先验点位中,我们不需要固定任何测站,例如:所有测站的坐标都是估计值;这将为程序 ADDNEQ2在后期在参考框架(测站约束)下发生变化的实现方面保留了弹性余地。 然而, 在测站坐标中加入了松弛约束条件(储存的法方程没有加入任何约束条件)前提下, 已经通过运行程序GPSEST获得合理解: 第62页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 提前消除在前面步骤中已被解出固定解的模糊度: 对这一类型的项目而言,对流层参数的估计是具有强制性的,我们增加参数估计值的数目 (例如:在每个测站的每个时段中,使用24个参数代替原有的6个参数)。此外,设置对流层的 梯度参数(gradient parameters)如下: 第63页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 运行程序GPSEST得到的1个1-时段输出界面应当如下图: ... 13. RESULTS (PART 1) -------------------- NUMBER OF PARAMETERS (PART 1): ----------------------------- PARAMETER Type #PARAMETERS #PRE-ELIMINATED #SET-UP ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Station COORDINATES AMBIGUITIES SITE-SPECIFIC TROPOSPHERE PARAMETERS 24 0 24 ... 120 120 (BEFORE INV) 152 ... 232 0 232 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... TOTAL NUMBER OF PARAMETERS 376 120 408 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... NUMBER OF Observations (PART 1): ------------------------------- Type FREQUENCY FILE #Observations ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... PHASE L3 ALL 20418 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... TOTAL NUMBER OF Observations 20418 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT (PART 1): ------------------------------------------ A POSTERIORI SIGMA OF UNIT WEIGHT : 0.0011 M (SIGMA OF ONE-WAY L1 PHASE OBSERVABLE AT ZENITH) DEGREE OF FREEDOM (DOF) CHI**2/DOF ... : 20062 : 1.30 对本项目而言,在时段模式下,4次运行程序GPSEST后得到在存储于路径 (${K}/INTRO/SOL)的法方程文件应该具有适用性的: ${K}/INTRO/SOL FIX02143.NQ0, FIX02144.NQ0, and FIX03138.NQ0, FIX03139.NQ0. 第64页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 5.2、检查基准站坐标 使用IGS核心站坐标,对程序ADDNEQ2有关选项进行如下设置的前提下,运行程序ADDNEQ2对 GPS观测网生成最小约束平差结果检查数据的一致性。 第65页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第66页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第67页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 程序ADDNEQ2开始运行的时候需要法方程(组)中所包含的某些参数信息,ADDNEQ2运行所要 求的输入选项如下,当前ADDNEQ2解算结果中最重要的部分是对各类数据进行的统计: SUMMARY OF RESULTS ------------------ Number of parameters: -------------------- Parameter Type Adjusted explicitly / implicitly (pre-eliminated) ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Station coordinates / velocities 24 24 0 ... Site-specific troposphere parameters 223 223 0 ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Previously pre-eliminated parameters 109 109 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Total number 356 247 109 ... Statistics: ---------- Total number of explicit parameters 247 Total number of implicit parameters 109 Total number of adjusted parameters Total number of Observations Degree of freedom (DOF) 356 20418 20062 A posteriori RMS of unit weight Chi**2/DOF ... 0.00114 m 1.30 在程序输出文件的下半部分中以标准形式对所有类型参数的估计值进行了报告: ... Station coordinates and velocities: ---------------------------------- Sol Station name Typ Correction Estimated value RMS error A priori value Unit ... -------------------------------------------------------------------------------------------- ... 1 BRUS 13101M004 X 0.0141 4027893.7914 0.0011 4027893.7773 meters ... 1 BRUS 13101M004 Y 0.0051 307045.7812 0.0004 307045.7761 meters ... 1 BRUS 13101M004 Z 0.0059 4919475.0868 0.0013 4919475.0809 meters ... 1 FFMJ 14279M001 X 0.0141 4053455.9147 0.0009 4053455.9006 meters ... ... Site-specific troposphere parameters: ------------------------------------ Station name Typ Correction Estimated value RMS error A priori value Unit ... -------------------------------------------------------------------------------------------- ... BRUS 13101M004 N -0.0001 -0.0001 0.0001 0.0000 meters ... BRUS 13101M004 E 0.0007 0.0007 0.0001 0.0000 meters ... BRUS 13101M004 U 0.1278 2.3945 0.0024 2.2667 meters ... ... 第68页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 该时段的坐标解算文件(路径:${K}/INTRO/STA/FIN02143.CRD)FIN02143.CRD可能已经同 IGS核心站的先验坐标进行了比较。 使用程序HELMR1(“Menu>Service >Coordinate tools> Helmert(赫尔模特) transformation”)可以实现这一目的,其具体选项如下图所示: 第69页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 针对示例数据,运行程序HELMR1可以得到如下的输出结果,提示出某些进行了M标识的测站 不用于转换参数的计算,在程序输出中,只显示这些测站的残差值。 =============================================================================== Program : HELMR1 Bernese GPS Software Version 5.0 Purpose : Helmert Transformation 项目: ${K}/INTRO Default SESSION: 1430 year 2002 Date : 19-Jul-2007 09:03 User name : bern50 =============================================================================== Example: SESSION 021430: Check fiducial coordinates ------------------------------------------------------------------------------- FILE 1: IGS00 COORDINATES BASED ON IGS01P37_RS54.SNX FILE 2: Example: SESSION 021430: Final coordinate/troposphere results LOCAL GEODETIC DATUM: IGS00 RESIDUALS IN LOCAL SYSTEM (NORTH, EAST, UP) --------------------------------------------------------------------- | NUM | NAME | FLG | RESIDUALS IN MILLIMETERS | | --------------------------------------------------------------------- | | | | || | 6 | BRUS 13101M004 | P A | 6.6 -3.2 -14.3 | M | | 15 | FFMJ 14279M001 | P A | 7.4 4.5 -12.0 | M | | 36 | MATE 12734M008 | I W | -0.6 1.3 -6.1 | | | 42 | ONSA 10402M004 | I W | 0.2 1.4 -6.3 | | | 47 | PTBB 14234M001 | P A | 4.5 1.7 -22.9 | M | | 56 | VILL 13406M001 | I W | 0.4 -2.6 12.3 | | | 63 | ZIMJ 14001M006 | P A | 7.1 2.4 -20.7 | M | | 64 | ZIMM 14001M004 | P A | 6.0 3.1 -12.2 | M | | | | | || --------------------------------------------------------------------- | | RMS / COMPONENT | | 0.5 2.3 10.7 | | --------------------------------------------------------------------- ... 第70页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ... NUMBER OF PARAMETERS : NUMBER OF COORDINATES : RMS OF TRANSFORMATION : 3 9 6.3 MM BARYCENTER COORDINATES: LATITUDE LONGITUDE HEIGHT : 46 31 17.52 : 7 50 4.94 : -99.634 KM PARAMETERS: TRANSLATION IN N : TRANSLATION IN E : TRANSLATION IN U : 0.0 -0.0 -0.0 +- 3.6 MM +- 3.6 MM +- 3.6 MM NUMBER OF ITERATIONS : 1 NO OUTLIER DETECTED 从上面输出界面中,我们可以断定:涉及用于水准面定义的测站没有发现问题;如果出现问 题,现从目录(${K}/INTRO/STA/IGS 00.FIX)下删除了IGS 00.FIX文件,再在程序界面 “ADDNEQ2 5.1: Datum Definition for Station Coordinates”中手工选择用于坐标框架基准 定义的测站,之后连同有问题的测站,重新运行程序ADDNEQ2。 5.3、检查各日重复测量精度 如4个时段的最小约束解算结果均有效,可以使用程序COMPAR(“Menu > Service > Coordinate tools > Coordinate comparison”)进行坐标解算结果的重复性检查,设置如下: 第71页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 程序计算所有测站坐标的算术平均值,程序输出随后输出的片段中报告了每个单独坐标与算 术平均值的差值: NUM Station #FIL C RMS 1 2 3 4 ----------------------------------------------------------- 6 BRUS 13101M004 4 N 11.5 -10.5 -9.4 8.9 11.0 E 10.7 -9.8 -8.7 9.5 9.0 U 3.3 2.5 2.1 0.2 -4.7 15 FFMJ 14279M001 4N E U 6.9 10.2 2.3 -6.2 -5.7 -8.9 -8.8 0.7 -2.0 6.1 5.8 8.8 8.8 3.0 -1.7 36 MATE 12734M008 4N E U 10.7 -8.2 -10.2 9.5 8.9 13.3 -12.2 -10.8 10.7 12.3 2.5 3.6 -1.4 -2.0 -0.2 42 ONSA 10402M004 4N E U 7.3 10.2 2.3 -6.3 -6.4 -9.2 -8.5 -2.6 1.7 6.3 6.3 8.7 9.0 2.2 -1.4 47 PTBB 14234M001 4N E U 8.9 -7.4 -8.0 6.7 8.7 11.4 -10.2 -9.5 9.6 10.1 2.5 1.8 2.5 -1.5 -2.8 56 VILL 13406M001 4 N 9.2 -8.3 -7.6 7.3 8.7 E 11.7 -9.3 -10.9 11.0 9.2 U 1.0 -0.8 0.5 -0.8 1.2 63 ZIMJ 14001M006 4N E U 9.4 -7.7 -8.5 11.1 -10.0 -9.3 1.6 2.0 -0.8 8.2 8.0 9.3 9.9 0.5 -1.7 64 ZIMM 14001M004 4N E U 9.2 -7.4 -8.4 11.5 -10.0 -9.9 2.0 0.6 -2.8 8.1 7.8 9.7 10.1 1.8 0.4 关于这个输出结果的解释是:参见警告信息,记住首2列(①、②)和末2列(③、④)引用 了不同的历元,①、②与③、④引用参考历元的年份不同;很显然,需要考虑测站的位移速度 (在下一步要进行测站位移速度的计算,参见§5.5)。 第72页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 这个输出结果可以用于鉴别单日独立时段数据的解算结果是否存在可疑之处,这可以提取程 序ADDNEQ2最终运行结果文件中,位于(路径:${K}/INTRO/STA/示例.STA)测站信息文件的 “TYPE 3”一节中,该节中以列表的方式列出了可能存在疑问的测站。这些测站的所有参数是在 法方程(normal equations)组成之前的预先估计值,因此,也就是在最终结果被解算出之前已 经存在。 5.4、计算该时段的最终解 如果在时段解算结果中1个或者多个测站被拒绝或者这些测站定义的基准面仍然不能被接 受,那么这个时段最终解仍然需要重新计算;在§5.2中,相应的重复执行程序ADDNEQ2,程序运 行完成后,本时段最终解的结果文件为: ${K}/INTRO/SOL/FIN$YD+0.NQ0, ${K}/INTRO/STA/FIN$YD+0.CRD, ${K}/INTRO/ATM/FIN$YD+0.TRP 在界面“ADDNEQ2 2: Output Files”选项“Troposphere SINEX”的输入项字段中增加输出 文件名,在最终解的结果文件中可以生成对流层的SINEX文件。 进行速度判断时,使用每个时段只包含坐标参数的较小的法方程文件更为有利。 除此之外,为生成1个SINEX坐标文件作为当时的最终解,对流层叁数必须在解算出最终解之 前提前消除;为避免生成SINEX文件出现异常,必须被约束所有测站坐标;我们介绍测站坐标文 件(路径:${K}/INTRO/STA/FIN$YD+0.CRD)FIN$YD+0.CRD是先前在最小约束条件下,通过运行 程序ADDNEQ2得到的解;得到的坐标是约束解。 为生成较小的法方程文件(NQ0)和坐标文件(SINEX),必须在程序ADDNEQ2界面“ADDNEQ2 1:Input Files” 中的输入选项做出如下图修改的前提下(注意:法方程文件为 FIN$YD+0.NQ0、测站坐标文件为FIN$YD+0.CRD),运行程序ADDNEQ2: 第73页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第74页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 此处的法方程文件(路径:${K}/INTRO/SOL/RED02143.NQ0)只包含测站坐标参数,运行程 序ADDNEQ2输出文件的下列区段中证明了对流层参数已经提前消除: ... SUMMARY OF RESULTS ------------------ Number of parameters: -------------------- Parameter Type Adjusted explicitly / implicitly (pre-eliminated) ... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Station coordinates / velocities 24 24 0 ... Site-specific troposphere parameters 223 0 223 (before stacking)... ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Previously pre-eliminated parameters 109 109 ------------------------------------------------------------------------------------------------ ... Total number 356 24 332 ... Statistics: ---------- Total number of explicit parameters Total number of implicit parameters Total number of adjusted parameters Total number of observations Degree of freedom (DOF) A posteriori RMS of unit weight Chi**2/DOF ... 24 332 356 20418 20062 0.00114 m 1.30 你也能够见到在此处的法方程文件(NQ0)中,参数的数量显著减少,这对于为估算(判 断)测站速度而需要组合大量的法方程文件而言,是非常有利的。 第75页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 5.5、测站速度估算 对于程序ADDNEQ2而言,测站速度的估算、判断显得非常容易;已经介绍过,法方程文件 (NQ0)中只包含测站坐标参数;同时,法方程文件(NQ0)必须在包括一个合理时间间隔(在此 处为1年)的前提下,才能对测站速度进行可靠的估算: 第76页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在程序ADDNEQ2界面“ADDNEQ2 3.1:Options 1”中 “Parameters-Related Options:” 对“Set up station velocities”检查框进行标记,运行程序即可输出测 站速度文件: 而且,我们在测站速度估算完成之后,对每日解算结果的可靠性进行检查。 此处,结果文件中的坐标所采用的参考历元是2000年01月01日。 第77页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 下列界面“ADDNEQ2 4:Comparison of Individual Solutions:”中提供了根据重复性探 测每日解算结果可能存在粗差的选项: 在程序ADDNEQ2下列界面“ADDNEQ2 5、5.1、6、6.1”的选项中,点位和速度需要分别进行 如图设置,运行程序ADDNEQ2可以实现在地球参考框架基准下的解算: 第78页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第79页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在使用独立法方程获得坐标结算结果前提下,完成重复性速度估算之后,得到的屏幕输出结 果应该与下图类似: ... Comparison of Individual Solutions: ---------------------------------- BRUS N BRUS E BRUS U 0.63 0.31 0.98 -0.47 -0.29 0.62 0.47 0.36 -0.58 -0.63 0.21 1.04 0.60 -0.19 -1.03 FFMJ N FFMJ E FFMJ U 0.48 0.30 1.33 -0.32 0.33 0.99 0.34 -0.32 -1.14 0.40 0.16 0.76 -0.56 -0.18 -1.55 MATE N MATE E MATE U 0.04 0.67 0.62 0.02 -0.32 -0.61 0.01 0.35 0.72 0.06 -0.75 -0.32 0.02 0.76 0.40 ONSA N ONSA E ONSA U 0.65 0.40 1.12 0.19 0.23 -1.04 -0.27 -0.25 1.30 0.76 0.44 -0.55 -0.75 -0.42 0.82 PTBB N PTBB E PTBB U 0.51 0.11 0.84 0.29 0.12 -0.49 -0.32 -0.11 0.27 -0.53 0.09 -0.87 0.55 -0.07 1.02 VILL N VILL E VILL U 0.60 0.35 0.99 -0.33 0.05 -0.90 0.28 -0.10 1.00 -0.67 0.40 -0.69 0.66 -0.45 0.80 ZIMJ N ZIMJ E ZIMJ U 0.37 0.24 0.60 0.36 -0.19 0.60 -0.16 0.12 -0.56 0.39 -0.25 0.48 -0.31 0.24 -0.42 ZIMM N ZIMM E ZIMM U 0.36 0.18 0.76 0.25 0.17 0.83 -0.34 -0.13 -1.01 0.32 -0.14 0.15 -0.31 0.16 -0.05 按照界面“ADDNEQ2 4: Comparison of Individual Solutions” 的设置,在该表的底部对 所有可能的粗差解算值进行了概括;如果解算值存在粗差,那么可以被探测出来。 在这里,在表的底部没有附加信息,因而,在解算值中不存在粗差。 第80页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 如果将位于测站Zimmerwald 的2台不同接收机(ZIMJ和ZIMM)接收数据解算出的速度进行比 较,会发现2者之间有细微的差别: ... Station coordinates and velocities: ---------------------------------Reference epoch: 2000-01-01 00:00:00 Station name Typ A priori value Estimated value Correction RMS error ... -------------------------------------------------------------------------------------------- ... ... ZIMJ 14001M006 VX VY VZ -0.0129 0.0182 0.0098 -0.0153 0.0176 0.0104 -0.0024 -0.0006 0.0006 0.0011 0.0004 0.0011 VU 0.0000 -0.0013 -0.0013 0.0015 ... VN 0.0143 0.0165 0.0022 0.0004 ... VE 0.0197 0.0195 -0.0003 0.0003 ... ... ZIMM 14001M004 VX VY VZ -0.0129 0.0182 0.0098 -0.0129 0.0186 0.0124 0.0000 0.0004 0.0026 0.0010 0.0004 0.0011 VU 0.0000 0.0020 0.0020 0.0014 ... VN 0.0143 0.0161 0.0018 0.0004 ... VE 0.0197 0.0202 0.0004 0.0003 ... ... 你可以在这2个测站的信息文件中约束测站速度的估算值,拷贝测站的原始信息文件(路 径:${K}/INTRO/STA/Example.STA),而且把下列划线部分加入拷贝至副本文件。 Type 004: Station COORDINATES AND VELOCITIES (ADDNEQ) ----------------------------------------------------- RELATIVE CONSTR. POSITION Station NAME 1 Station NAME 2 NORTH EAST UP **************** **************** **.***** **.***** **.***** 14001M004 ZIMJ 14001M006 RELATIVE CONSTR. VELOCITY NORTH EAST UP **.***** **.***** **.***** ZIMM 0.00001 0.00001 0.00001 (注意在文件中下一区段开始前,文件中空白行数的变化。) 介绍一下,此处的测站信息文件是修改后的测站信息文件而不是最初的测站信息文件;你将 得到位于Zimmerwald的测站如下的速度估算值。 第81页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 ... Station coordinates and velocities: ---------------------------------Reference epoch: 2000-01-01 00:00:00 Station name Typ A priori value Estimated value Correction RMS error ... -------------------------------------------------------------------------------------------- ... ... ZIMJ 14001M006 VX -0.0129 -0.0140 -0.0011 0.0009 VY 0.0182 0.0182 -0.0000 0.0003 VZ 0.0098 0.0115 0.0017 0.0009 VU VN VE ... ZIMM 14001M004 VX VY VZ 0.0000 0.0143 0.0197 -0.0129 0.0182 0.0098 0.0005 0.0163 0.0198 -0.0140 0.0182 0.0115 0.0005 0.0012 ... 0.0020 0.0004 ... 0.0001 0.0003 ... -0.0011 -0.0000 0.0017 0.0009 0.0003 0.0009 VU 0.0000 0.0005 0.0005 0.0012 ... VN 0.0143 0.0163 0.0020 0.0004 ... VE 0.0197 0.0198 0.0001 0.0003 ... ... 最终解算结果包含于文件FINAL.CRD(路径:${K}/INTRO/STA/FINAL.CRD)之中,和文件 FINAL.VEL(路径:${K}/INTRO/STA/FINAL.VEL)之中。 1、测站坐标文件 Example: Estimate final solution - coordinates and velocities 19-JUL-07 09:13 -------------------------------------------------------------------------------- LOCAL GEODETIC DATUM: IGS00 EPOCH: 2000-01-01 0:00:00 NUM Station NAME X (M) Y (M) Z (M) FLAG 6 BRUS 13101M004 15 FFMJ 14279M001 36 MATE 12734M008 42 ONSA 10402M004 47 PTBB 14234M001 56 VILL 13406M001 63 ZIMJ 14001M006 64 ZIMM 14001M004 4027893.8383 307045.7401 4919475.0646 A 4053455.9398 617729.5771 4869395.6489 A 4641949.6605 1393045.3348 4133287.3898 W 3370658.6188 711877.0639 5349786.9059 W 3844060.0433 709661.2304 5023129.4995 A 4849833.7476 -335049.1270 4116014.8635 W 4331294.0068 567542.0458 4633135.6596 A 4331297.1399 567555.7887 4633133.8682 A 2、测站速度文件 Example: Estimate final solution - coordinates and velocities 19-JUL-07 09:13 -------------------------------------------------------------------------------- LOCAL GEODETIC DATUM: IGS00 NUM Station NAME VX (M/Y) VY (M/Y) VZ (M/Y) FLAG PLATE 6 BRUS 13101M004 15 FFMJ 14279M001 36 MATE 12734M008 42 ONSA 10402M004 47 PTBB 14234M001 56 VILL 13406M001 63 ZIMJ 14001M006 64 ZIMM 14001M004 -0.0198 -0.0109 -0.0199 -0.0136 -0.0185 -0.0090 -0.0140 -0.0140 0.0174 0.0165 0.0185 0.0154 0.0169 0.0210 0.0182 0.0182 0.0094 A EURA 0.0092 A EURA 0.0127 W EURA 0.0079 W EURA 0.0060 A EURA 0.0123 W EURA 0.0115 A EURA 0.0115 A EURA 第82页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 5.6、小节 在今天课程结束的时候,你应该已经完成了: (1)使用程序GPSEST解算出当日的最终解,生成文件FIX02143.OUT、FIX02143.NQ0 (所有时段); (2)使用程序ADDNEQ2和HELMR1检查测站中基准站的坐标,生成文件: FIN02143.CRD、FIN02143.TRP、FIN02143.OUT和HELMR1.OUT; (3)使用程序COMPAR检查当日解算值的重复性,生成文件:COMPAR.OUT; (4)使用程序ADDNEQ2生成1个最终时段解,并且通过减少法方程(NQ0)参数数量达 到减小法方程的文件容量,生成文件RED02143.NQ0、 RED02143.SNX; (5)如果可能,使用程序ADDNEQ2解算测站速度估算值,生成文件:FINAL.CRD、 FINAL.VEL。 第83页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 6、模拟阶段 5(星期五) 在前面的模拟阶段中,你应该已经完成了:坐标估算、测站速度估算、对流层参数估 算;这是Bernese GPS软件为大多数用户提供的标准应用程序。 如果你已经完成了这些工作,今天你可以根据你的兴趣解算一些特定解;这些文档提 供了一些用于练习的建议: — 为1个测站进行动态定位; — 使用非差处理的方式进行时钟估算; — 使用Bernese GPS软件提供的Bernese处理引擎(BPE批处理); 6.1、动态定位 示例项目没有包含真正的流动站;然而,你从它们之中可以定义一个流动站(例如:定义 FFMJ为流动站),引用其他所有测站最终解的坐标(路径:${K}/INTRO/STA/FIN02143.CRD)。 第84页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在程序GPSEST的界面“GPSEST 2.2: Output Files 2”的“Kinematic coordinates(动态 坐标)”中的输出文件中:选择储存动态坐标文件。 由于动态定位参数的数目会变的非常大,我们只为动态定位选择时间间隔短的数据: 在程序GPSEST “Datum Definitions for Station” 的界面中,固定除测站FFMJ以外的所 有测站坐标(在“GPSEST 4”界面中选择“MANUAL(手工)”,并在“GPSEST 4.2”界面中选择 除测站FFMJ以外的所有测站)。 第85页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在动态坐标选项中:允许首次运行的时候不提前消除任何参数: 让我们假定:该测站只发生水平移动: 第86页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 作为期望值,你只会获得很小的动态坐标估算值,原因是:测站FFMJ没有移动: KINEMATIC COORDINATES: --------------------- ${K}/INTRO/STA/KIN02143.KIN EPO: EPOCHS SINCE 2002-05-23 02:00:00 (SAMPLING 300 SEC) CORRECTION AND RMS IN METER ... EPO EPOCH(MJD) #OBS STA LATITUDE LONGITUDE HEIGHT ... ---------------------------------------------------------------------------------------------- ... FFMJ 14279M001 50 5 26.079483 8 39 53.878597 178.1970 1 52417.083333 21 FFMJ -0.0297 +- 0.011 -0.0170 +- 0.007 -0.0001 +- 0.001 ... 2 52417.086806 21 FFMJ -0.0147 +- 0.009 -0.0047 +- 0.006 -0.0000 +- 0.001 ... 3 52417.090278 22 FFMJ -0.0040 +- 0.009 -0.0058 +- 0.006 0.0002 +- 0.001 ... 4 52417.093750 23 FFMJ -0.0020 +- 0.010 -0.0054 +- 0.007 -0.0001 +- 0.001 ... 5 52417.097222 23 FFMJ -0.0048 +- 0.012 -0.0014 +- 0.009 -0.0000 +- 0.001 ... 更多建议: — 引用结果文件和动态坐标作为1个输入文件的时候,另外运行程序GPSEST;如果估算值 为“0”,需要确认:为测站FFMJ设定先验动态定位值的文件的正确性; — 为“Kinematic coordinates”选择使用提前消除“EVERY EPOCH(任何历元)”(它们 被程序用作反向替代(back-substituded),其目的是获得1个解算值 — 同时解算它 们的参数),将解算结果与第1次解算结果进行比较。 — 在界面 “GPSEST 3.2: General Options 2”中,将“Var–covar wrt epoch parameters”选项参数从“SIMPLIFIED(单一)”改变为“CORRECT(正确)”;再次 和第1次解算结果进行比较; — 使用该天历元、智能提前消除和反向替代算法,解算全天的动态坐标;为保持计算机的 计算能力,我们数据的采样率间隔设定为300秒; — 针对“kinematic Station”,你也可以运行预处理程序CODSPP和MAUPRP。 另外,在Bernese GPS软件中,你可以非差观测值去获得动态定位值;经过平滑处理的观测 码、纯载波相位、或者观测码与载波相位的组合解都可能用于动态定位解算;参考下面一节中, 为非差数据的预处理而进行的时钟估计;比较你使用不同类型观测值生成的结果,对它们解算能 够达到的精度加深印象。 第87页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 6.2、时钟估计 为了进行时钟估计,我们必须使用码+相位观测数据,数据处理采用非差处理的方式。 可以通过菜单操作“Menu > RINEX > RINEX utilities > Clean/smooth observation files”,使用程序RNXSMT开始对非差数据进行预处理。在第1个界面中,选择1个时段的所有 RINEX文件;大多数的情况下,在输入选项中使用缺省值就可以很好的完成运算: 在程序RXOBV3的第1个输入界面中选择:导入经数据平滑处理后的RINEX观测值文件,运行程 序RXOBV3就可以将这些RINEX文件格式转换为Bernese格式(注意:此处得到的非差观测值文件将 覆盖先前通过这一步处理示例数据获得的非差观测值文件)。 第88页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 因为我们希望只使用程序GPSEST计算采样率为5分钟的时钟值,你可以对已经存在于程序 RXOBV3的观测值数据重新设置数据采样率:在界面“RXOBV3 2: Input Options 1”选项 “Sampling interval(采样率间隔)”中,设置为300秒(5分钟)。 此外,为了RINEX数据文件平滑处理,你必须考虑 “SIGNAL STRENGTH REQUIREMENTS(信号 强度的必要条件)”(参见在线帮助): 完成RINEX文件格式转换为Bernese格式之后,你必须使用程序CODSPP完成接收机时钟同步的 计算。这些选项的设置同样参见§3.3.1;只是在最后1个输入界面中的“Mark outliers in obs. Files(标记观测值文件)”选项不同:我们需要选择“CODE”。这样,通过程序GPSEST的参数 估计,可以排除坏的码观测值。 现在,你可以在非差模式下,准备运行程序GPSEST;从已经完成计算得到的该时段的最终解 文件中,引入坐标估算值和对流层参数: 第89页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第90页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第91页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第92页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 时钟估计的残差值保存在文件CLK02143.RES(路径:${K}/INTRO/OUT/CLK02143.RES)中; 使用程序RESRMS可以将码和相位解算后残差值大于2厘米的粗差进行筛分(记得码的残差值依比 例放大到相位残差值—在输入字段中的2厘米,相应的码的残差值为2米): 使用程序SATMRK标记相应的观测值,并且重新运行程序GPSEST;在第2次迭代中,可以使用 程序RESRMS将残差值大于6毫米的残差值筛分(剔除),并使用程序SATMRK将相应的观测值标 记;第3次重新运行程序GPSEST,可以得到确定的时钟估计值。在界面 “GPSEST 2.1: Output Files 1”的“Result Files 1”的“Clock RINEX”选项中,需要特别指定时钟输出文件(如: CLK$YD+0)。 在使用程序CCRNXC时,选择参考时钟,运行该程序CCRNXC,即可获得时钟的最终解(菜单操 作:“Menu > RINEX > RINEX utilities > Combine/manipulate clock data(组合/生成时钟 数据)”): 第93页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第94页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 第95页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在程序CCRNXC输出文件的最后,对时钟估计解算结果的质量以列表方式提供了综述: ... REFERENCE CLOCK SELECTION FOR OUTPUT FILE ----------------------------------------- Selected reference Station: ... MATE 12734M008 STATISTICS ON THE CLOCKS IN THE OUTPUT FILE ------------------------------------------- # per file rms of poly. fit (ns) Clock name out 001 n=0 n=1 n=2 ------------------------------------------------------------------- MATE 12734M008 288 288 57.543 0.000 0.000 ONSA 10402M004 288 288 36.041 0.100 0.093 PTBB 14234M001 288 288 1.222 0.138 0.072 BRUS 13101M004 278 278 2.497 1.600 1.358 VILL 13406M001 288 288 24.142 23.310 18.686 FFMJ 14279M001 281 281 0.3E+06 0.3E+06 0.3E+06 ZIMJ 14001M006 169 169 0.3E+06 0.3E+06 0.3E+06 ZIMM 14001M004 288 288 0.3E+06 0.3E+06 0.3E+06 G20 80 80 19.792 0.161 0.161 G14 106 106 52.600 0.183 0.154 ... 更多提示: — 使用PPP模式,对Bernese的非差观测值文件进行近似筛分,这个过程需要逐站进行。确 认对轨道信息文件(orbits)、轨道文件(按周提供的EOP文件)、卫星时钟文件 (satellite clocks)使用了相同的设置(如:IGS的最终数据或者CODE的最终解算数 据)。 — 在界面 “GPSEST 3.2: General Options 2”中,将“Var–covar wrt epoch parameters”选项参数从“SIMPLIFIED(单一)”改变为“CORRECT(正确)”; — 对位于该观测网中的其中1个测站使用PPP模式解算,与之前生成的观测网解算获得的种 差改正估计值进行比较。你既可以使用IGS时钟(从位于该项目OUT子目录中的程序 CCRNXC输出文件中,可以从时钟RINEX文件中提取卫星时钟信息),也可以使用通过观 测网解算获得的卫星时钟估计值(在程序CCRNXC的“CCRNXC 1: Filenames”界面之区 域“RESULT FILES”的“Bernese satellite clock file”选项中,需要特别指定卫星 时钟的输出文件)。 6.3、Bernese处理引擎(BPE批处理) 运行Bernese提供的已配置运行环境的Bernese处理引擎(BPEs)批处理样本程序之一是可能 的。把它们安装到你的用户环境中,确认在用户环境中的数据有效。关于样本批处理程序用途的 详细描述: (1)PPP.PCF—精密单点定位; (2)RNX2SNX.PCF—使用GNSS RINEX观测值文件生成SINEX文件; (3)CLKDET.PCF—估计测站和卫星时钟; 第96页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 在项目路径中,为解算方案准备的参考文件也会生效。 注意:某些在先前模拟阶段中已经生成的文件将被覆盖。 即便使用BPE很简单,请注意不要对所有时段运行全部的BPEs批处理程序:首先,当BPE程序 运行的时候,盯着屏幕相当无聊;其次,应当避免计算机的CPUs超负荷运行。对示例项目的1个 时段,使用BPE进行演示运算,将足以获得BPE的输出文件。 为将要运行的BPE程序选择一个时段,我们选择第1个时段(如:2002年第143天);使用菜单 操作(“Menu > BPE > Start BPE process”),开始运行BPE程序: 第97页 Bernese GPS Software V5.0 样本数据教程 另外,建议通过了解本模拟时段中BPE的结构和功能,达到熟悉BPE,例如: — 通过阅读*.PCF文件的开头部分信息; — 通过观察样本BPE程序的用户脚本文件,使之可以作为个人BPE的模块在家使用; — 通过对BPE输出文件的学习。 第98页

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