GAMIT/ GLOBK軟件應用實例與數(shù)據(jù)分析

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)準備

計算前需要搜集的數(shù)據(jù)有綜合精密星歷和起算點的觀測數(shù)據(jù)及其導航電文。

觀測數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù),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(shù),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(shù)據(jù)計算

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù),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(shù)據(jù)(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(shù)可在globk_comb．cmd文件中修改,如圖4所示。

圖4　參數(shù)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(shù)據(jù)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。