蘇貝(哈爾濱市勘察測繪研究院,黑龍江哈爾濱 150010)

GAMIT/ GLOBK軟件應用實例與數據分析

蘇貝?
(哈爾濱市勘察測繪研究院,黑龍江哈爾濱 150010)

摘 要:詳細介紹了應用GAMIT/ GLOBK軟件計算參考站坐標的技術過程,并以此為基礎計算了連續(xù)運行參考站的多期坐標,評價了其穩(wěn)定性,最后建議使用這類高精度軟件進行數據處理與穩(wěn)定性監(jiān)測。

關鍵詞:連續(xù)運行參考站系統(tǒng);穩(wěn)定性;數據分析

1　前 言

哈爾濱市雙星導航服務系統(tǒng)(下簡稱“HRBCORS”)由哈爾濱市勘察測繪研究院(下簡稱“哈勘測院”)于2007年7月建成,其后于2008年10月,以CQG2000模型為基礎完成了市區(qū)約1 100 km2似大地水準面模型計算與確定工作,2010年2月,在EGM08模型的基礎上又重新計算了市域內約31 000 km2的似大地水準面模型,至此以HRBCORS為基礎建成了全市現(xiàn)代測繪基準體系。

圖1　參考站分布圖

HRBCORS包含有5個參考站,分別是位于江北的DUQS、FATA兩站,市區(qū)的HAXI站,位于雙城市的SHCH站和位于阿城區(qū)的ACHE站。2008年～2011 年,在這5個參考站中有4個站因不同原因都遷移過,其中DUQS和HAXI兩站受到射頻干擾,SHCH和ACHE兩站的委托管理單位搬遷至他處。由于站址頻繁改變,實際應用中參考站的穩(wěn)定性問題顯得比較重要,需要深入研究與分析。

2　聯(lián)測與計算

為了監(jiān)測穩(wěn)定性,需要與國際參考站聯(lián)測以求取點位坐標。經選擇,采用了長春站和水原站作為起算基準點,應用GAMIT/ GLOBK 10．32軟件解算基線和網平差,其中GAMIT軟件用來做基線解算,GLOBK軟件用來做網平差。

2．1聯(lián)測國際參考站點

如圖2所示,原本還選擇了哈巴羅夫斯克站組成一個三角形,但從2013年起該站就沒有觀測數據提供下載了,所以只采用了長春站和水原站作為起算基準。

從IGS11P06．snx文件中摘錄出長春站、水原站的坐標如表1所示:

圖2　聯(lián)測站點空間分布圖

基準點坐標表 表1

從表1中可以看出:長春站的X、Y、Z坐標的中誤差均為0．002 m,首爾站的X、Y、Z坐標的中誤差都大約為0．01 m,其參考框架是ITRF2005,參考歷元是2005．0。

2．2數據準備

計算前需要搜集的數據有綜合精密星歷和起算點的觀測數據及其導航電文。

觀測數據和導航電文下載網址如下:

http:/ / sopac．ucsd．edu/ dataBrowser．shtml

綜合精密星歷下載網址如下:

http:/ / igscb．jpl．nasa．gov/ igscb/ product/ http:/ / garner．ucsd．edu/ pub/ products/ http:/ / www．aiub．unibe．ch/ download/ ftp:/ / igs．ensg．ign．fr/ pub/ igs/ products/ ftp:/ / garner．ucsd．edu/ pub/ products/ ftp:/ / igscb．jpl．nasa．gov/ pub/ product/

ftp:/ / cddisa．gsfc．nasa．gov/ pub/ gps/ products/

ftp:/ / lox．ucsd．edu/ pub/ products/

下載綜合精密星歷時,一個網址若無法打開再換另外一個,登陸FTP服務器提示輸入密碼時,輸入任意一個郵箱地址就可以。

下載星歷的同時需更新GAMIT的相關表文件,如表2所示:

GAMIT表文件 表2

2．3數據組織

在根目錄下建立gamit文件夾,然后建立工程文件夾,例如/ gamit/ cors。

新建brdc文件夾,存放導航電文,其路徑為/ gamit/ cors/ brdc,每天有一個文件即可,文件名修改為brdcdoy0．yyn,如2014年第一天的導航電文文件名為brdc0010．14n。

新建rinex文件夾,存放觀測數據,其路徑為/ gamit/ cors/ rinex。

新建igs文件夾,存放精密星歷文件,其路徑為/ gamit/ cors/ igs。

新建tables文件夾,其路徑為/ gamit/ cors/ tables,存放各種先驗信息和控制文件,包括:①station．info文件,記錄各測站的觀測時間和天線高信息;②lfile．文件,記錄各測站的近似坐標;③sestbl．文件,記錄基線解算模型參數,一般情況下采用默認值;④sittbl．文件,記錄各測站的精度控制指標,對高精度的已知坐標可采用固定約束,待求點坐標采用松弛約束。

2．4數據計算

數據計算采用批處理命令進行,較之以前用單步命令已大為簡化。例如,要處理2014年年積日134～304的數據,在命令行輸入如下命令:

sh_gamit -expt cors -s 2014 134 304 -orbit IGSF -copt x k p -dopt c ao -noftp -remakex Y

之后,系統(tǒng)自動開始基線解算,并以年積日為文件夾名存放單日基線計算結果,其質量合格與否主要看q文件里均方差值,若小于0．25則為合格,如圖3所示。

圖3　q文件實例

基線計算完后,在命令行輸入如下命令進行網平差: sh_glred -s 2014 1 2014 31 -ncomb 31 -expt cors -opt H G E上述命令表示,聯(lián)合2014年年積日1～31的基線計算數據(主要是協(xié)方差信息)來計算待定點的坐標,其平差控制參數可在globk_comb．cmd文件中修改,如圖4所示。

圖4　參數文件實例

2．5計算結果

平差后,軟件會在該工程文件夾下自動生成文件夾gsoln,其路徑為/ gamit/ cors/ gsoln,來存放平差結果文件,所需要的待求點坐標可以在擴展名為．org的文件中找到。

從圖5中可以看出,待求點單月解精度在經緯度方向可達到0．001 m,高程方向約為0．005 m,計算精度已經超過了主流的商業(yè)軟件。

3　穩(wěn)定性評估

HRBCORS的點位坐標穩(wěn)定性計算工作從2010年末開始,截至2014年12月已經計算了5個站參考站4期坐標時間序列,除去存在粗差的結果,得到了34個單月解,經坐標轉換后可得到其平面坐標和大地高,按站別分成x、y、h坐標成圖如圖6所示:

圖6中,從上到下5行15幅圖,分別表示ACHE、FATA、HAXI、DUQS、SHCH五站的北坐標x、東坐標y、大連高h坐標分量圖。從圖中可以看出,5站的x、y、h坐標分量變化趨勢和大小都趨于一致,除開HAXI站2011年12月～2012年4月高程值明顯異于其他月份,這是因為該站受到了射頻干擾。

與理論坐標求差作出誤差分布如圖7所示:

從圖7中可以看出,坐標差時間序列大致呈現(xiàn)出正態(tài)分布的狀態(tài),說明5站坐標不存在系統(tǒng)性的誤差,可保證工程應用的安全。

4　結 語

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)的穩(wěn)定性監(jiān)測工作是一項長期和復雜的工作,需要借助高精度計算軟件進行數據解算與分析,建議采用GAMIT/ GLOBK或Bernese這類業(yè)界比較知名的軟件,并需要加強分析的深度,區(qū)分出各種位移成分,得出更科學的評價結果。

圖5　平差結果文件實例

圖6　坐標分量時間序列圖

圖7　誤差分布圖

參考文獻

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The Application Example of the GAMIT/ GLOBK Software and Its Data Analyze

Su Bei
(Harbin Institute of Geotechnical Investigation and Surveying,Harbin 150010,China)

Abstract:It elaborates technological processes to calculate the coordinates of the reference stations in this paper,using the GAMIT/ GLOBK software．Based on that,the coordinates of the HRBCORS are calculated over a period of time．And its stability is evaluated based on the calculations．Finally,a suggestion is given that the stability monitoring should be done with using such hign-precision software for the data processing．

Key words:CORS;stability;data analyze

文章編號:1672-8262(2015)04-82-04中圖分類號:P228．1

文獻標識碼:B

收稿日期:?2015—04—08

作者簡介:蘇貝(1984—),男,工程師,主要從事衛(wèi)星定位的技術工作。