高 樂(lè),成英燕

(1.中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院,北京100830;2.山東科技大學(xué)測(cè)繪學(xué)院,山東青島 266510)

0 引 言

隨著GPS日臻完善,GPS導(dǎo)航定位技術(shù)在航空、測(cè)繪、授時(shí)及遙感等領(lǐng)域中已得到了廣泛的應(yīng)用,精密解算GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的軟件也隨之得到了重視與發(fā)展。國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了很多GPS數(shù)據(jù)處理軟件,所要介紹的GAMIT/GLOBK軟件正是其中之一,還有瑞士伯爾尼大學(xué)天文研究所研制的BERNESE軟件,美國(guó)宇航局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)研制的GIPSY/OASIS軟件等。GAMIT/GLOBK最主要的特點(diǎn)是其解算精度高,且免費(fèi)開(kāi)放源代碼,用戶(hù)可以根據(jù)需要對(duì)源程序做相應(yīng)的修改,以便于科研工作。

1 SUSE 11.1系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)置簡(jiǎn)介及安裝

Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類(lèi)Unix操作系統(tǒng),Linux之所以受到廣大計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的喜愛(ài),主要原因有兩個(gè),一是它屬于自由軟件,用戶(hù)不用支付任何費(fèi)用就可以獲得它和它的源代碼,并且可以根據(jù)自己的需要對(duì)它進(jìn)行必要的修改和無(wú)約束地繼續(xù)傳播;另一個(gè)原因是,它具有Unix的全部功能,任何使用 Unix操作系統(tǒng)或想要學(xué)習(xí)Unix操作系統(tǒng)的人都可以從Linux中獲益。下面以SUSE Linux說(shuō)明其安裝過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題[1]。

1.1 系統(tǒng)分區(qū)

1.1.1 分區(qū)類(lèi)型

該軟件每個(gè)硬盤(pán)都有一個(gè)分區(qū)表,其中有 4個(gè)項(xiàng)。分區(qū)表中的一項(xiàng)可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)主分區(qū)或一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)。但只允許有一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)項(xiàng)。主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)都是由一系列連續(xù)的柱面(物理磁盤(pán)區(qū)域)組成。限制每個(gè)硬盤(pán)最多具有 4個(gè)分區(qū),因?yàn)槌^(guò)4個(gè)分區(qū)就不能與分區(qū)表相符,這也是使用擴(kuò)展分區(qū)的原因。擴(kuò)展分區(qū)本身可以再分為多個(gè)邏輯分區(qū),它是邏輯分區(qū)的容器。

1.1.2 使用YaST進(jìn)行分區(qū)

如果選擇按原樣接受建議,則分區(qū)設(shè)置不會(huì)有任何改變。如果選擇基于此建議調(diào)整分區(qū)設(shè)置,則將打開(kāi)專(zhuān)家分區(qū)工具。利用它可以精確調(diào)整分區(qū)設(shè)置?，F(xiàn)在將 YaST建議的原始設(shè)置作為進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)。

首次在建議窗口中選擇分區(qū)項(xiàng)目時(shí),YaST分區(qū)對(duì)話框?qū)@示當(dāng)前建議的分區(qū)設(shè)置。在繼續(xù)操作之前,按原樣接受這些當(dāng)前設(shè)置或?qū)λ鼈冞M(jìn)行更改。也可以丟棄所有這些設(shè)置,而從頭開(kāi)始設(shè)置。

YaST專(zhuān)家分區(qū)程序?qū)υ捒蛑辛谐隽怂幸堰B接硬盤(pán)上的所有現(xiàn)有分區(qū)或建議分區(qū)。其中將整個(gè)硬盤(pán)作為不帶編號(hào)的設(shè)備列出,如/dev/hda或/dev/sda。將分區(qū)作為這些設(shè)備的一部分列出,如/dev/hda1或/dev/sda1。此外還顯示硬盤(pán)的大小、類(lèi)型、文件系統(tǒng)和裝入點(diǎn)以及硬盤(pán)的分區(qū)。裝入點(diǎn)描述Linux文件系統(tǒng)樹(shù)中裝入分區(qū)的位置。

圖1 編輯分區(qū)設(shè)置

如果在安裝期間運(yùn)行專(zhuān)家對(duì)話框,還會(huì)列出并自動(dòng)選中所有可用硬盤(pán)空間。要為SUSE Linux提供更多磁盤(pán)空間,請(qǐng)?jiān)诹斜碇凶韵露?從硬盤(pán)的最后一個(gè)分區(qū)向上到第一個(gè)分區(qū))釋放所需空間。如果連接了多個(gè)硬盤(pán),則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)選擇對(duì)話框,可以在其中選擇要用于新分區(qū)的硬盤(pán)。然后,指定分區(qū)類(lèi)型(主要類(lèi)型和擴(kuò)展類(lèi)型)。圖2～5展示了創(chuàng)建分區(qū)的過(guò)程(2-＞3-＞4-＞5)

1.2 分區(qū)參數(shù)

單擊編輯來(lái)編輯分區(qū)并設(shè)置以下關(guān)鍵參數(shù):

1)文件系統(tǒng)

要在安裝范圍內(nèi)立即格式化分區(qū),請(qǐng)為分區(qū)指定以下文件系統(tǒng)之一:Swap、Ext2、Ext3、ReiserFS或JFS

2)裝入點(diǎn)

指定應(yīng)將分區(qū)裝入文件系統(tǒng)樹(shù)中的哪個(gè)目錄。請(qǐng)從各個(gè) YaST建議中選擇,或指定任何其它名稱(chēng)。

1.3 改變分區(qū)大小

如果先前選擇了包含 Windows FAT或NTFS分區(qū)的硬盤(pán)作為安裝目標(biāo),則YaST建議將該分區(qū)刪除或縮小。這樣,即使當(dāng)前硬盤(pán)上沒(méi)有足夠的空間,仍可以安裝 SUSE Linux。如果所選硬盤(pán)只包含一個(gè)覆蓋整個(gè)硬盤(pán)的Window s分區(qū),則此功能尤其有用。預(yù)安裝 Windows的計(jì)算機(jī)上通常是這種情況。如果 YaST發(fā)現(xiàn)所選硬盤(pán)上沒(méi)有足夠的空間,但可以通過(guò)刪除或縮小Windows分區(qū)騰出空間。

圖6 調(diào)整分區(qū)大小

1.4 系統(tǒng)軟件安裝

SUSE Linux中包含許多用于各種用途的軟件包。在建議窗口中單擊“軟件”打開(kāi)一個(gè)對(duì)話框,然后在其中選擇一個(gè)預(yù)定義系統(tǒng)。要啟動(dòng)軟件安裝模塊(包管理器)并修改安裝范圍,請(qǐng)單擊“細(xì)節(jié)”。如圖7(YaST包管理器)所示。

圖7 YaST包管理器

需要特別注意的是不能安裝軟件包的任意組合。要安裝的不同軟件包必須相互兼容,否則它們可能會(huì)互相影響并造成沖突,從而影響整體系統(tǒng)。因此,在此對(duì)話框中選擇或取消選擇軟件包后,可能會(huì)看到有關(guān)未解決的包依賴(lài)性或沖突的警報(bào)。因此,在YaST包管理器中進(jìn)行了如下設(shè)置:過(guò)濾器關(guān)鍵詞是:“模式”,基本技術(shù)—＞基礎(chǔ)系統(tǒng)—＞細(xì)節(jié)—＞右鍵單擊基礎(chǔ)系統(tǒng),在快捷菜單下選擇“此列表中的全部?jī)?nèi)容”—＞安裝—＞接受。

2 GCC編譯器的更新

LINUX系統(tǒng)的C和Fortran編譯器系統(tǒng)默認(rèn)的文件選項(xiàng)中MAXUNIT為100,而GAMIT軟件源代碼中則要求MAXUNIT為10000。如果不進(jìn)行修改而直接進(jìn)行GAMIT軟件的安裝,則會(huì)產(chǎn)生很多的警告性錯(cuò)誤,造成安裝后無(wú)法正常運(yùn)行。因此,在安裝 GAMIT/GLOBK之前,需要用GAMIT/GLOBK特定的編譯器取代原LIUNX系統(tǒng)自帶的Gcc編譯器。Gamit軟件的安裝是在用戶(hù)目錄下進(jìn)行的,因此,本人在SUSE Linux系統(tǒng)中建立了用戶(hù)帳戶(hù)gaole,而GCC編譯器的安裝是在根用戶(hù)下進(jìn)行的。在SUSE Linux根用戶(hù)上安裝gcc3.4.4為例,介紹gcc的安裝步驟[2]。

1)gcc編譯器裝前須知:

安裝之前,系統(tǒng)中必須要有cc或者gcc等編譯器,并且是可用的,或者用環(huán)境變量CC指定系統(tǒng)上的編譯器。如果系統(tǒng)上沒(méi)有編譯器,不能安裝源代碼形式的gcc3.4.4。因此,在SUSE Linux中,應(yīng)用YaST包管理器選擇相關(guān)包并進(jìn)行安裝。

2)gcc編譯器下載

從網(wǎng)站上(http://gcc.gnu.org)下載GCC編譯器gcc3.4.4的源代碼,可供下載的文件一般有兩種形式:gcc-3.4.4.tar.gz和 gcc-3.4.4.tar.bz2,只是壓縮格式不一樣,內(nèi)容完全一致,下載其中一種即可。

3)修改root

GCC要在 root用戶(hù)下安裝,且 root為bash,因此,進(jìn)行如下設(shè)置:在 YaST — ＞Securing and users—＞user and group mangement里修改root為/bin/bash。

4)文件解壓縮

在根用戶(hù)下,將GCC編譯器源代碼拷貝至/usr/gcc目錄下,進(jìn)入該目錄,用tar_zxvf命令將其解壓后,找到gcc3.4.4/libf2c/libI77/目錄下的fio.h文件,用vi命令打開(kāi),將#define MAXUNIT 100這一行改為10000,保存后,退到/usr/gcc目錄,重新進(jìn)行編譯和安裝GCC。

5)建立目標(biāo)目錄

建議編譯后的文件不要放在源目錄中(雖然這樣做也可以),最好單獨(dú)存放在另外一個(gè)目錄中,而且不能是源目錄的子目錄。

輸入的命令為:#mkdir gcc_obj;#cd gcc_obj

6)覆蓋原有系統(tǒng)的gcc

輸入命令:#/usr/src/gcc-3.4.4/configureprefix=/usr/(此時(shí)的目錄為/usr/src/gcc-3.4.4_obj)。這樣,將用gcc-3.4.4覆蓋原來(lái)系統(tǒng)自帶的gcc。對(duì)原有系統(tǒng)的gcc進(jìn)行覆蓋,可以省去許多麻煩的設(shè)置。

7)編譯

執(zhí)行命令:#make bootstrap,這是一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程。

8)安裝

執(zhí)行命令:#make install,運(yùn)行結(jié)束后重啟系統(tǒng)。

3 GAMIT軟件的安裝

GAMIT軟件的安裝是在用戶(hù)目錄下進(jìn)行的。下面以在SUSE Linux用戶(hù)目錄上安裝Gamit 10.31為例,介紹Gamit的安裝過(guò)程[2,3,4]。

3.1 軟件下載

從麻省理工學(xué)院的FTP服務(wù)器(http://bowie.mit.edu)下載GAMIT軟件包,其中包括了軟件源代碼和安裝包。在 LINUX系統(tǒng)中創(chuàng)建/home/gaole/gamit目錄,將GAMIT安裝包目錄下的文件拷貝至此,其中有安裝批處理文件install_software和幾個(gè)以.tar.Z結(jié)尾的壓縮文件,以10.31版為例,有:

install_software安裝批處理文件;

com.10.2.tar.Z組件壓縮包;

gamit.10.2.tar.Z gamit軟件壓縮包;

help.10.2.tar.Z幫助系統(tǒng)壓縮包;

kf.10.2.tar.Z kf軟件壓縮包;

libraries.10.2.tar.Z庫(kù)文件壓縮包;

可選的還有:

templates.10.2.tar.Z數(shù)據(jù)模塊壓縮包;

maps.10.2.tar.Z地圖數(shù)據(jù)壓縮包。

3.2 SUSE系統(tǒng)配置文件的修改

1)YaST—＞Securing and users—＞user and group mangement— ＞/bin/csh

2)要對(duì)安裝程序的配置文件Makefile.config進(jìn)行修改。

與系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)置主要是庫(kù)文件和編譯器的路徑設(shè)置,在 SUSE Linux下設(shè)置的路徑為/home/gaole/gamit/libraries下的Makefile.config文件是安裝程序的配置文件,很多與系統(tǒng)和GAMIT相關(guān)的參數(shù)都在里面設(shè)置。將“#Specific to FC5”這一項(xiàng)下面的兩個(gè)X11環(huán)境前的“#”去掉,然后保存。

X11LIBPATH/usr/X11R6/lib

X11INCPATH/usr/X11R6/include/X11

與GPS數(shù)據(jù)處理相關(guān)的幾個(gè)參數(shù)可以設(shè)置為

MAXSIT最大測(cè)站數(shù)默認(rèn)值50;

MAXSAT最大衛(wèi)星數(shù)默認(rèn)值32;

MAXATM 最大天頂延遲參數(shù)默認(rèn)值13;

MAXEPC最大歷元數(shù)默認(rèn)值2880

以上幾個(gè)參數(shù)根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際研究需要作相應(yīng)的修改。

3.3 軟件安裝

1)由于install_software是用C shell寫(xiě)的安裝腳本,所以在運(yùn)行install_software前要確保命令解釋程序?yàn)镃 shell,且install_software具有可執(zhí)行的屬性,可用命令chmod+x為其添加可執(zhí)行屬性。執(zhí)行命令:#chmod+x install_software

做好以上準(zhǔn)備就可以安裝軟件了,進(jìn)入/usr/gamit/source目錄,執(zhí)行./install_software。在安裝中會(huì)出現(xiàn)三個(gè)問(wèn)題:

①找到的X11路徑正確,此時(shí)按Y+回車(chē)。

②剛才設(shè)置的最大測(cè)站等參數(shù)時(shí)合適,此時(shí)按Y+回車(chē),然后開(kāi)始安裝。

③安裝完成Gamit后安裝GLOBK,按Y+回車(chē)即可。

2)設(shè)置軟件路徑

等待上述安裝過(guò)程結(jié)束之后,并不能正常運(yùn)行GAMIT軟件,要對(duì).cshrc/.tcshrc文件配置,否則csh將無(wú)法再終端調(diào)用GAMIT命令進(jìn)行數(shù)據(jù)解算,該文件是C Shell配置文件,默認(rèn)為隱藏文件。由于SUSE默認(rèn)使用bash,所以用戶(hù)主目錄下并沒(méi)有該配置文件,需要自己在主文件夾下建立一個(gè).cshrc文 件。 把 路 徑/usr/gamit/com、/usr/gamit/gamit/bin、/usr/gamit/kf/bin,加入到 path。

具體過(guò)程為

顯示隱藏文件,打開(kāi).cshrc修改,加入路徑set path=(……)等項(xiàng),如:set path=(/home/gaole/gamit/com /home/gaole/gamit/gamit/bin /home/gaole/gamit/kf/bin /home/gaole/gamit/help /usr/local/bin /sbin /bin /usr/ccs/bin＄path)setenv HELP_DIR home/gaole/gamit/help/

4 實(shí)際數(shù)據(jù)處理

GAMIT/GLOBK軟件是高精度GPS數(shù)據(jù)處理軟件中最為經(jīng)濟(jì),使用最廣泛的一個(gè)軟件,利用該軟件解算GPS數(shù)據(jù)需要進(jìn)行如下工作[5]:

1)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件,這包括準(zhǔn)備連續(xù)觀測(cè)臺(tái)站和全球IGS站的觀測(cè)數(shù)據(jù)文件以及IGS所提供的服務(wù)數(shù)據(jù);

2)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,這包括文件的分割、合并和質(zhì)量檢查;

3)應(yīng)用GAMIT軟件解算GPS數(shù)據(jù),包括設(shè)置GAMIT軟件參數(shù)并進(jìn)行解算,解算完畢后檢查結(jié)果的質(zhì)量;

4)對(duì)解算結(jié)果做進(jìn)一步的處理,包括數(shù)據(jù)的提取,剔除突跳點(diǎn)以及繪制序列圖等。

GAMIT/GLOBK具有自動(dòng)批處理功能,按照上述步驟,從IGS網(wǎng)站上下載了2000年第34天BLYT 、JPLM 、LNCO、MATH 、VNDP 五個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù),建立工程目錄d034,在此目錄下建立brdc(保存導(dǎo)航文件brdc0340.00n)、rinex(保存觀測(cè)o文件)、tables(保存控制文件)、igs(保存精密星歷.sp3文件),使用終端運(yùn)行GAMIT/GLOBK,輸入下列命令

#Csh

#Sh_gamit–extp casm–d 2000 034–noftp–orbit IGSF

用戶(hù)會(huì)在自動(dòng)生成的結(jié)果目錄034中得到處理結(jié)果。Sh_gamit完成后生成ASCII碼的結(jié)果文件Q文件、完全解結(jié)果文件O文件、協(xié)方差文件H文件。

一般用以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)每天的結(jié)算結(jié)果[6]:

①包括所需要的所有的數(shù)據(jù);

②數(shù)據(jù)與模型的擬合在期望值內(nèi);

③認(rèn)為殘差值合理。

1)從所用觀測(cè)數(shù)據(jù)檢查

大部分情況下,可以通過(guò)GAMIT的總結(jié)文件sh_gamit_ddd.summary中以及由sh_glred產(chǎn)生的單天解重復(fù)性來(lái)評(píng)價(jià)解算結(jié)果是否合理。

首先檢查是否包含所需要的所有數(shù)據(jù)?？偨Y(jié)文件中“Total xfile”項(xiàng)應(yīng)等于 RINEX文件數(shù),如果“Number of station used”小于x文件數(shù),就說(shuō)明其中有些RINEX文件建立后,在中間處理時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)太少又被摒棄了。

2)Gamit數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

GAMIT計(jì)算得到的單天解標(biāo)準(zhǔn)化均方差Post_nrms是衡量單天解質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)之一,其值應(yīng)在0.2左右,若nrms太大,則說(shuō)明處理過(guò)程中周跳可能未完全修復(fù)。

從生成的Q文件中得到的效果ITRF2000框架下的基線結(jié)果,如表1所示。

表1 基線處理結(jié)果

從表1中可看出,GAMIT/GLOBK處理數(shù)據(jù)的精度是非常高的,解算基線的相對(duì)精度可以達(dá)到10-9。

5 結(jié) 論

GAMIT/GLOBK軟件作為高精度GPS解算處理軟件,對(duì)于大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)處理具有運(yùn)算速度快的特點(diǎn),在實(shí)際工作中有著重要的作用。讀者可以根據(jù)以上步驟進(jìn)行SUSE系統(tǒng)平臺(tái)與GAMIT/GLOBK軟件的安裝與運(yùn)行。在實(shí)際使用中還可能遇到各種各樣的問(wèn)題,想要真正地用好GAMIT/GLOBK軟件,需要在實(shí)踐中不斷地摸索與總結(jié)。

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

[3]王志強(qiáng),李 軍.GAMIT使用指南[J].全球定位系統(tǒng),2002,27(2):36-39.

[4]成 樺 .在Linux操作系統(tǒng)下安裝與運(yùn)行GAMIT軟件[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù),2007,(4):73-77.

[5]趙桂儒.基于GAMIT軟件的GPS數(shù)據(jù)處理框架建設(shè)[D].中國(guó)地震局地震研究所,2007.

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