TBC軟件在數據處理中的應用

包　歡，蘇明曉，祁玉飛，李彥敏

(1.信息工程大學,河南 鄭州 450001；2.96633部隊，北京 100096)

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TBC軟件在數據處理中的應用

包歡1，蘇明曉2，祁玉飛2，李彥敏2

(1.信息工程大學,河南 鄭州 450001；2.96633部隊，北京 100096)

摘要：針對TBC軟件在GNSS數據處理方面的應用問題，以及對TBC數據處理精度與可靠性分析的需要，利用TBC進行GNSS數據導入、質量檢核和成果分析等方面，通過與傳統的GNSS工程控制網數據處理軟件——TGO進行基線解算、質量檢核和網平差等方面的比較，取得在數據處理精度和質量檢核方面的差異。文中給出利用該軟件進行工程控制網數據處理有效實用的作業方法，并認為TBC軟件完全滿足GNSS工程控制網數據處理的精度與可靠性要求。

關鍵詞：全球衛星導航系統；數據處理；質量檢核；TBC；TGO

1概述

GNSS具有全天候、高精度、定位速度快、定位點間不需要通視等優點，已經廣泛應用于工程測量，并發揮著重要的作用。對野外采集的GNSS數據進行質量檢核和數據處理，是獲得高精度測量成果的關鍵環節，研究GNSS數據處理軟件在工程測量中的應用技術成為測繪工作者關注的焦點。

為方便測繪工作者對GNSS觀測數據質量的檢核分析，工程測量上使用的GNSS數據處理軟件一般都具有較完備的質量檢核功能。上世紀90年代以來GNSS工程測量數據處理軟件不斷更新換代，僅接收機廠家推出的隨機商用軟件就有GPPS(Geodetic Post Processing Software )、Fillnet、PRISM和TGO(Trimble Geomatics Office)等多種產品。尤其是TGO軟件長期廣泛地用于GNSS工程測量的數據處理和質量檢核，但因為該軟件的設計缺陷，自2011年9月14日以后無法繼續使用。

TBC(Trimble Business Center)是天寶公司推出的GNSS工程測量數據處理軟件，能夠處理GPS(global positioning system)、GLONASS(global navigation satellite system)、全站儀、水準儀和3D掃描儀等測量數據，集成了功能強大的可視工具和建模工具。地質大學游振興等[2]結合測量工程設計TBC解算方案；魏峰等[3]從基線解算和質量檢驗方面探討TBC軟件使用方法。針對同行在軟件使用過程中遇到的問題，從2011年10月開始運用該軟件進行GNSS工程測量數據處理和質量檢核，經過長期的探索實踐，取得了一些應用問題的解決方法和途徑。在此基礎上，將TBC軟件與先前使用的GNSS工程控制網數據處理軟件―TGO進行基線解算、質量檢核和網平差等方面的比對分析，TBC軟件用于GNSS工程控制網數據處理的精度與可靠性。

2TBC軟件的應用技術研究

2.1建立數據處理工程模板

多數測繪生產部門進行的GNSS工程測量數據處理和質量檢核的內容與要求相對穩定，不同批次數據處理任務在測量等級、作業儀器、檢核內容和精度指標等方面有很強的相似性。以往的TGO、GPPS和PRISM等GNSS數據處理軟件每次進行作業時都需要選擇或設置上述參數和指標，這種重復性的操作耽誤了不少的時間和精力。而TBC軟件有新的改進，使用時可以結合本部門工程測量數據處理任務特點建立專用的工程模板。以后進行類似處理時，只要打開建立的模板，直接導入測量數據就可以進行數據處理，勿需重復設置相關參數，減少重復性勞動，提高工作效率。

建立TBC數據處理工程模板：啟動TBC軟件，依次點擊“文件”→“新建工程…”→“<空模板>”→“確定”。在出現的“工程”菜單中點擊“工程設置…”，按需要對坐標系、單位、計算、基線處理等選項進行設置。例如：

1)如常用的地理坐標顯示順序習慣是“B，L，H”，那么應依次選擇“單位”→“坐標”→“顯示順序”后，將缺省的“東坐標，北坐標，高程”顯示順序改選為“北坐標，東坐標，高程”。

2)按照本部門執行的工程測量規范要求，修改基線邊質量檢核標準的操作步驟：“基線處理”→“質量”→取消“接受標準”欄內的兩個勾選框→在選項“使用可選的接受標準”前的框內打勾，如使用的是雙頻接收機，則取消單頻接受標準選項，保留雙頻接受標準選項，并填入測量規范要求的質量指標。最后點擊“確定”，保存工程設置內容。

3)數據處理中需按照測量成果質量檢核標準對同步觀測環和獨立閉合環進行閉合差檢核，可在工程模板中進行設置：“報告”→“報告選項”→“GNSS環線閉合結果”→“報告設置”，對環的“邊”數和“PPM”值按照測量標準要求設置，然后點擊“確定”保存退出。

模板的參數和內容設置完成后，點擊“文件”菜單下的“工程另存為模板…”，在對話框中輸入自己建立的專用模板名稱(也可同時勾選“工程另存為默認模板”前的方框，則存為工程的默認數據處理模板)，點擊“保存”退出即完成工程模板建立。

2.2GNSS測量數據導入

利用TBC軟件進行GNSS測量數據質量檢核時，要同時檢查同步觀測環各點全部時段測量數據的點號、天線高、量高方法及數據文件名等信息。

在TBC軟件中按預設模板建立工程后，點擊“文件”→“導入”，選擇全部測量數據的*.dat文件并導入，出現如圖1所示的界面。在該界面可以檢查導入數據的點名、數據文件名、天線類型、量高方法和天線高等信息，確認無誤后點擊“取消”，返回到選擇導入數據界面。該方法高效靈活，查看信息直觀方便。

圖1　測量信息檢查

在同時導入多個時段的觀測數據進行解算基線時，部分軟件版本存在不能自動解算出全部基線的問題。試驗發現，只要把工程控制網觀測數據分時段導入TBC軟件，軟件即可一次自動解算完成同步觀測環中各時段的全部基線。

導入某一時段觀測數據操作方法是：點擊“導入”快捷鍵，選擇觀測數據所在文件夾后如圖2所示界面，按住Ctrl鍵，用鼠標左鍵點擊選擇該時段各個測站的數據文件名，然后點擊“導入”，即可導入該時段的全部測量數據。

圖2　單時段測量數據導入

2.3GNSS觀測基線的質量檢核

在GNSS測量成果的質量檢核中，需要檢查各條基線觀測時間段是否達到“規范”規定的長度，同步觀測環產生的基線總數是否正確等內容。進行野外同步觀測數據采集時，相鄰時段往往只有幾分鐘間隔，不同點位相鄰時段的測量數據因開關機時間的提前和滯后，會有幾秒至幾分鐘的同步時間，TBC軟件自動將其視作一條新基線，這類多余的基線觀測時間段長度很短，通常要在基線解算前將其刪除。

在TBC軟件中采用以下方法解決問題：在“工程管理器”項目中點擊“時段”前的“+”號，打開自動產生的全部時段各條基線，在第一條基線上快速雙擊左鍵，出現該基線的屬性窗口，可在“持續時間”欄查看時段的時間長度。使用鍵盤上的“↓”(或“↑”)鍵可依次查看各條基線的時段長度是否達到測量規范要求的觀測時長(如1 h、2 h或4 h)，同時刪除遠小于規定時段長度(如30 s、3 min等)的多余基線。

檢查完全部基線，點擊快捷鍵“基線處理”進行基線解算。基線解算窗口右下方顯示解算進程的亮條、已完成解算基線數和基線總數。同步觀測產生的基線總數按下式計算：

(1)

式中：N是同步環中的基線總數；d是測量的時段數；n是同步觀測測站數。據此比較與TBC軟件解算的基線總數是否一致。

2.4查看基線閉合環檢查報告

同步觀測環基線解算完成后，點擊快捷鍵“GNSS閉合環”，軟件按照預先設定的閉合差標準進行限差檢查，自動生成“GNSS環線閉合結果”，顯示組成環的邊數、檢查的總環數，并統計出通過的環數和未通過環數。

對于未通過檢查的閉合環，軟件提供了組成該環的基線邊和分量閉合差信息。包括組成環的基線的名稱、起點、至點、長度、解的類型、開始觀測時間及某基線在未通過環中出現的總次數等信息。這里TBC軟件提供了對超限環組成基線的可視化分析功能：在GNSS環線閉合結果中點擊某超限閉合環或某條基線時，對應的數據處理圖形界面上就以暗紅色顯示對應的超限閉合環或基線。處理人員據此可更便捷地查找到解算質量較差的基線，有針對性地確定重新進行基線處理的方案和步驟，加快數據處理進度。

3對基線解算和網平差結果的比對分析

為驗證TBC軟件進行GNSS工程控制網數據處理的精度與可靠性，與以往使用的TGO軟件在基線解算、閉合環檢核和網平差等3個方面進行比較。

3.1基線解算

使用Trimble 5700接收機，在邊長0.5～50 km的6條基線上采集靜態載波相對測量數據，時段長1 h。兩個軟件基線解算的起算點相同，設置高度截止角同為15°，無其它參數設置和數據編輯。基線解算結果比較見表1。

上述比較易見，兩個軟件基線解算坐標增量互差隨邊長增加有增大的趨勢，但未超出工程控制網精度允許范圍。

3.2基線環閉合差檢核

由6個測站同步進行的3個時段GNSS觀測數據，完成基線解算后，由3～6條邊構成65 421個閉合環。運用TBC和TGO軟件計算的基線環閉合差檢核統計結果見表2。

從表2比較可知，兩個軟件計算的基線環閉合差檢核結果基本一致，但TBC軟件結果略優于TGO。

表1　TBC和TGO軟件基線解算結果比較

表2　TBC和TGO軟件計算的基線環閉合差

3.3網平差

按高等級靜態載波相對測量要求，在5個測站同步采集GNSS觀測數據，設置相同的基線解算參數獲得平差基線，約束相同的已知點，分別使用TBC和TGO軟件進行網平差。

TBC軟件網平差時“協方差顯示”項選擇“線性誤差標量：95%”，其余均為“默認”；TGO軟件網平差時選擇 “95%置信界限”，權為“所有觀測值”和“缺省”，其余均為“默認”。網平差結果的比較情況見表3。

由表3易知，兩個軟件的網平差結果坐標分量為毫米級互差，非常微小。相較于GNSS工程測量厘米級的點位精度來說，因數據處理軟件不同產生的坐標分量差異可以忽略。

表3　TBC和TGO軟件網平差結果比較

4結語

文中介紹的TBC軟件數據處理和質量檢核技巧均是長期作業實踐的經驗積累與總結，結合實際建立針對性強、實用化的數據處理工程模板，靈活

使用TBC軟件提供的質量檢核功能可以有效提高作業效率。與TGO軟件在基線解算和網平差等方面的比較分析知，TBC用于GNSS測量數據處理在精度和可靠性方面都是完全滿足工程控制網要求的。顯然TBC軟件是一款適于工程測量的優秀GNSS數據處理軟件。

參考文獻：

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[責任編輯：李銘娜]

Application research on TBC software in data processingBAO Huan1,SU Mingxiao2,Qi Yufei2,LI Yanmin2

(1.Information Engineering University，Zhengzhou 450001，China；2.Troops 96633，Beijing 100096，China)

Abstract：Aiming at the problem of applying TBC software to GNSS data processing,this paper analyzes the precision and reliability of TBC data processing.Through long-term exploration and practice,the problem of GNSS data import,quality checking and analysis of the results of TBC is solved,and compared with the previous GNSS engineering control network data processing software of TGO in baseline solution,quality checking and adjustment,the difference in data processing accuracy and quality checking is got.This paper gives the method of engineering control network data processing of practical and effective by using TBC,and TBC can meet the accuracy and reliability of GNSS engineering control network data processing requirements.

Key words：GNSS；data processing；quality checking；TBC；TGO

中圖分類號：P228

文獻標識碼：A

文章編號：1006-7949(2016)06-0037-04

作者簡介：包歡(1973-)，男，高級工程師，博士.

收稿日期：2015-04-14；修回日期：2015-04-30