TEQC在GPS控制網數據預處理中的應用

牛海敏，許本意

（1.武漢科島地理信息工程有限公司襄陽分公司，湖北襄樊441000；2.桂林理工大學土木與建筑工程學院廣西空間信息與測繪重點實驗室，廣西桂林541004；3.桂林航道管理局，廣西桂林541003）

TEQC在GPS控制網數據預處理中的應用

牛海敏1，許本意2，3

（1.武漢科島地理信息工程有限公司襄陽分公司，湖北襄樊441000；2.桂林理工大學土木與建筑工程學院廣西空間信息與測繪重點實驗室，廣西桂林541004；3.桂林航道管理局，廣西桂林541003）

針對高精度的大型GPS控制網批量處理GPS測量數據以及對GPS數據質量的快速檢核這一問題，介紹了TEQC數據預處理軟件,可以方便地對多種數據進行預處理及質量檢查；并結合一項GPS控制網工程中的實測數據，證明了該軟件的有效性，且具有一定的研究價值。

GPS；數據處理；TEQC；質量檢核

隨著空間定位技術的迅速發展，利用GPS定位已成為測繪領域中獲取地面控制點坐標的主要途徑，其觀測量是GPS衛星發送的用于導航定位的載波信號。載波信號在傳播過程中總會面臨不同類型誤差的干擾，如電離層和對流層折射誤差、多路徑效應或者觀測噪聲等[1]。因此，對GPS觀測值進行預處理是高精度GPS控制網基線解算的前提，當觀測值含有較大誤差時，我們應舍棄或者返工重測該時段的數據[2]。采用商業軟件的基線解算結果進行觀測結果質量的分析評定是有效控制觀測量質量的一種方法，而另一種常見的控制觀測數據質量的方法是采用專業的質量評定軟件 TEQC[3]進行評定。

1 TEQC主要功能模塊

TEQC，全名為Translate，Edit and Quality-Check，是功能十分強大且操作簡單的GNSS數據預處理軟件，是由美國衛星導航系統與地殼形變觀測研究大學聯合體研制的，是為地學研究GPS監測站數據管理服務的公開免費軟件，是專門對GPS/GLONASS的數據進行預處理與質量分析的軟件[4，5]。該軟件主要包括數據格式轉換、RINEX數據編輯、數據質量檢查[6]3個模塊。這 3個模塊可以單獨使用，也可以相互組合使用，模塊之間相互獨立，互不影響。通過這3個模塊的使用，可以實時診斷操作的完好性，并向用戶提供錯誤提示。由于其存儲空間小，對硬件系統的要求較低，因此，其適用環境廣，一般用戶都可以操作應用。

1.1 格式轉換

隨著 GPS技術的快速發展以及巨大的市場空間，GPS接收儀器的生產廠家愈來愈多，但是生產廠家為了確保各自的知識產權和商業利潤，他們生產的儀器基本上都是采用各自自主研發的獨立數據格式，而且提供了針對各自儀器和數據服務的隨機軟件。由于各個廠家的數據格式不同，在不同格式的數據之間相互引用時，時常發生不兼容的情況，這給用戶在GPS數據后處理的過程中帶來一定程度上的困難[7]。針對上述情況，伯爾尼大學天文研究所研發了一種獨立于接收機的GPS數據通用交換格式——RINEX，該通用數據交換格式在科學研究和工程技術等領域得到了廣泛認可，已成為GPS數據的標準格式。

TEQC軟件的格式轉換模塊就是接收機不同觀測數據格式之間的相互轉換，適用于目前大多數常用的接收機。

二進制數據格式轉換為標準數據格式的命令為：“teqc-tr do-week****+nav result.**n+met result.**m source.dat>result.**o”（以trimble接收機的*.dat文件為例）。

其中，-tr表示接收機為trimble類型；do是-tr的參數，表示輸入文件為dat格式、如輸出文件為標準格式（rinex）的觀測數據文件；-week****表示為 GPS時間；+nav result.**n表示需要輸出導航文件；+met result.**m表示需要輸出氣象文件，但此時需要提供MET文件；source.dat：是數據格式為dat的標準輸入文件；>result.**o是標準輸出的觀測數據文件。

1.2 數據編輯

1.2.1 文件頭的修改

通用標準格式的觀測數據文件、導航文件、氣象文件都可以利用TEQC軟件進行修改和添加新的注釋。觀測數據文件采用-O、導航文件采用-N、氣象文件采用-M進行識別。修改觀測數據文件的頭文件的命令為：“teqc-0.*”…“input file>Temp file”。

1.2.2 GPS/GLONASS衛星數據的分隔

目前生產的大部分接收機為“雙星”接收機，可以同時接受GPS和GLONASS2種系統的數據。TEQC將2種系統的衛星數據分割開采用的命令為：“teqc-R source.**o>GPS.**o；teqc-G source.**o>GLONASS.* *o”。

通用標準格式的驗證及將其他格式數據進行標準化的命令為：“teqc source.**o；teqcsource.**o>result.* *o”。

使用+v(verify)選項驗證RINEX格式版本的優點有：不需要輸出標準格式；執行速度快；輸入文件為多個時，防止文件整合。

1.2.3 RINEX觀測文件的分割

標準格式的觀測文件常采用開窗的方法進行分割，teqc設置的開窗分割方法一共有8種：

1）[start]+d[Y，M，d，h，m，s]表示以標準格式文件的開始觀測時間為上界，時間間隔為+d[Y，M，d，h，m，s]；

2）-d[Y，M，d，h，m，s][end]表示以標準格式文件的結束觀測時間為下界，時間間隔為-d[Y，M，d，h，m，s]；

3）-st[YYMMddhhmmss[.sss…]][end]表示根據需要指定時間窗上限；

4）-st[YYMMddhhmmss[.sss…]]表示默認以標準格式文件結束觀測時間為下界；

5）[start]-e[YYMMddhhmmss[.sss…]]表示指定時間窗口的下限，-e[]表示默認以標準格式文件的開始觀測時間為上界；

6）-st[YYMMddhhmmss[.sss…]]-e[YYMM ddhhmmss[.sss…]]表示根據需要指定開始時間和結束時間；

7）-st[YYMMddhhmmss[.sss…]]+d[Y，M，d，h，m.s]；

8）-d[Y.M，d，h.m，s]-e[YYMM ddhhmmss [.sss…]]。

1.3 數據質量檢查

TEQC軟件的數據質量檢查模塊，主要采用偽距和載波相位觀測值的線性組合方法處理 GPS/GLONASS導航定位的雙頻觀測數據。GPS觀測站點的觀測環境、觀測數據的質量反映在MP1、MP2、OS值上。

式中，P1，P2分別是雙頻偽距觀測值；1、2為相位觀測值，是 L1，L2的頻率的平方比；OS為觀測值數與周跳數之比。通過相應的處理命令：>teqc+ qc“觀測數據文件”，并生成一個質量檢查匯總文件(* *.S)。

如果只有觀測數據文件，而無法提供導航電文文件的時候，TEQC的質量檢查采用qc lite模式，它的命令格式為：teqc+qc source.**o，生成7個檢查文件：*.* *S，*.iod，*.ion，*.mp1，*.mp2，*.sn1，*.sn2；如 果可以同時提供觀測數據文件和導航電文文件，質量檢查采用qc full模式[7]，它的命令格式為：teqc+qcsource.* *o，生成9個檢查文件：*.**S，*.iod，*.ion，*.mp1，* .mp2，*.sn1，*.sn2，*.azi，*.ele。以D0091241.05o為例，包含了如下：

1）L1載波上的測距碼的多路徑誤差(Movingaverage MP1)；

2）L2載波上的測距碼的多路徑誤差(Movingaverage MP2)；

3）L1、L2的電離層延遲誤差 (D0091241.ion)；

4）L1、L2的對流層延遲變化率 (D0091241.iod)；

5）L1、L2載波的周跳 (slps)，衛星的高度角(D0091241.ele)和方位角 (D0091241.azi)；

6）接收機鐘的漂移 (RateofRx clock drift)，L1、L2信噪比 (D0091241.sn1，D0091241.sn2)和其他相關的參數；

7）S文件為分析結果文件。其中，S文件分為短報告和長報告2部分。短報告給出了一個衛星繪制圖和一個summary列表。長報告的內容為系統設置參數的情況和具體的分析內容。

2 實例分析

本例是桂南地區某山地的GPS控制網的實測數據，利用TEQC軟件對GPS控制網的各臺接收機接收的數據進行質量檢核，然后根據實際情況，設置衛星高度角，對質量較差的衛星或者該衛星觀測較差時段的數據進行剔除等一系列操作命令，處理該GPS控制網的觀測數據。

對處理之后的各項數據進行質量檢核，檢核之后某條基線數據的主要成果參數和處理之前的參數對比如表1所示。

表1 源數據與目標數據QC成果對照表

從表 1的各項參數對比可以明顯看出，經過處理之后的該GPS控制網的數據總體質量比沒有處理之前要好，這樣有利于提高該GPS控制網的精度。

采用相同方法對該控制網的所有基線進行分析處理，并利用TGO軟件對該GPS控制網的原數據文件和目標數據文件分別進行基線解算和網平差，從而依據基線解算成果和網平差報告對TEQC對GPS控制網數據預處理的可靠性進行評價。最后，通過分析報告中的比率、參考變量和RMS的值，可以從整體上發現：處理之后的比率值比處理之前要大，參考變量和RMS的值則是處理之后比處理之前要小。對于基線解算的成果來說，對原數據的處理操作是成功有效的。基線處理之后，再對該GPS控制網進行環閉合差操作，得到環的數目為397，通過的數目為382，失敗的數目為15，但是原數據得到的環的數目為445，通過的數目為365，失敗的數目為80，這也可以說明TEQC軟件對該GPS控制網的處理是成功的。GPS控制網的最后一步操作就是平差，比較處理前后的平差報告，發現處理之前存在2條基線B112和B89超限，但是處理之后經平差基線沒有超限的，全部符合要求。

3 結 語

利用TEQC軟件對GPS控制網測量外業獲取的數據進行轉換、編輯和質量檢查，我們可以快速獲得良好的測量數據成果。TEQC作為一個有力的數據處理工具，對于我們來說，如果能夠充分利用，一方面它可以成為一種有效的數據檢核手段，另一方面也可以成為我們編輯數據的一個重要工具。我們將來可能會利用到它更多的功能，這些功能的實現方法還有待我們去進一步討論學習。

[1] 周忠謨,易杰軍,周琪.GPS衛星測量原理與應用[M].北京:測繪出版社，2004

[2] 魏二虎，王中平，龔真春，等.TEQC軟件用于GPS控制網數據質量檢測的研究[J].測繪通報，2008（9）：6-9

[3] 聶桂根,王院.TEQC軟件對GPS數據質量的評定及軟件界面的開發[J].全球定位系統，2003（4）：32-38

[4] UNAVCO Facility.TEQC(Translate,Edit,Quality Check)[Z]. American：UNAVCO Facility

[5] UNAVCO.Software-DataPre-Processing[EB/OL].http://facility.unavco.org/software/preprocessing/preprocessing.htm l, 2010-04-16/2010-5-18

[6] 林爽，周宗君.TEQC數據質量檢查和界面開發[J].地理空間信息，2009，7（4）：162-164

[7] 田云鋒.TEQC在GPS數據預處理中的應用[J].計算機與信息技術，2005（9）：63-66

[8] 范士杰，郭際明，彭秀英.TEQC在GPS數據預處理中的應用與分析[J].測繪信息與工程，2004，29（2）：33-35

[9] 趙紅強，郭際明，李宗華，等.繪圖工具QCVIEW在GPS數據預處理中的應用[J].測繪通報，2008（11）：44-46

Application of TEQC in GPS Control Network Data Pre-processing

by NIU Haimin

Aiming at the high accuracy of large GPS control network, batch processing GPS measurement data and rapid reviewing to GPS data quality,this paper introduced TEQC data pre-processing software.It could convenientlyto a variety of data pretreatment and quality inspection.Finally,combined with measured data of GPS control network,it proved the software was valid and had certain value for study.

GPS,data processing,TEQC,quality review（Page:81）

2011-04-20

P228.4

B

1672-4623(2012)03-0081-03

牛海敏，主要從事工程測量工作。