基于TEQC的GPS/MET觀測資料預處理系統的研究與實現

劉俊宏 李濤 胡曉潤

摘 ?要： 四川GPS水汽站網規模較大，存在接收機型號、天線型號、相位中心修正等信息更新頻繁等問題。基于TEQC軟件，實現對GPS觀測資料的站點命名判斷、重復站重命名、觀測量裁剪、數據記錄重定向輸出，以及對反演所需的配置文件的各類內置參數判斷更新等操作，使得預處理后的觀測文件滿足Bernese水汽反演系統的相關格式要求，且不會導致Bernese軟件解算流程的中斷，還增加了解算大氣可降水量的站點成功率，以此來提高對降水強度預報的可靠性。

關鍵詞： TEQC; GPS/MET; 預處理; 大氣可降水量

中圖分類號：P228 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1006-8228（2020）01-47-03

Abstract： Sichuan GPS water vapor station network is large in scale， and there are problems existing such as receiver model， antenna model，and phase center correction.Based on the TEQC software，the site naming judgment，repeat station renaming， observation measurement and cropping， data record redirection output， and various built-in parameter judgment updates of the configuration files required for inversion are realized. The processed observation files meet the relevant format requirements of the Bernese water vapor inversion system， and will not cause the interruption of the Bernese software solution process，but also increase the success rate of the station to calculate the atmospheric precipitation，so as to improve the forecast of precipitation intensity.

Key words： TEQC; GPS/MET; pre-process; PWV

0 引言

TEQC[1] （格式轉換、編輯、質量檢核，Translation、Editing and Quality Checking）是功能強大且簡單、易用的導航衛星數據預處理軟件，是由UNAVCO Facility（美國衛星導航系統與地殼形變觀測研究大學聯合體）研制的為地學研究全球定位系統（Global Positioning System，GPS）監測站數據管理服務的公開軟件，主要有數據格式轉換、RINEX數據編輯和質量檢核[2]三個功能模塊。

其中，格式轉換可將許多不同型號GPS 接收機采集的不同類型的原始數據轉換為標準的RINEX格式文件;數據編輯功能可用于RINEX文件字頭塊部分編輯，也可進行數據文件的分割和合并、觀測值類型的刪減、衛星系統的選擇及特定衛星的禁用;質量檢核可以反映出GPS數據的電離層延遲、多路徑影響、接收機周跳、衛星信號信噪比等信息，并實現了可視化[3]。

1 原始觀測資料預處理系統的研究

該預處理系統處于資料收集之后、反演結算之前，利用TEQC軟件，實現在反演之前對觀測文件內容的更正，包括對重復站的站名替換，對觀測文件進行裁剪，僅保留反演所需的L1，L2，C1，P2觀測量[4]，以及通過讀取觀測文件中的接收機型號、天線型號對反演系統中所需要的各類配置文件的型號參數進行校準更新，其在整個系統的示意圖如圖1所示。

2 數據預處理系統的實現

2.1 對站點名重復的更正

由于觀測文件收集自四川省測繪局、氣象局、地震局三個部門，部門間站網規劃階段并未進行協商，有站點重復建設，導致站點重名、站號重復現象，全省共有72個GPS站點，其中重復站點15個，如樂山站，地震局和測繪局對該站的命名皆為LESH;南充站，地震局和測繪局對該站的命名皆為NANC。這會導致GPS水汽反演系統無法區分重復站點，導致反演過程出錯。

因此在系統解算前，需要對重復站點的站名進行重命名，流程為：對原始觀測文件，包括M、N、O文件中的站點進行判斷，是否屬于重復站點，如果為重復站點，則對重復的測繪局站點進行重命名，修改觀測文件中的站名，然后進入觀測文件頭記錄更正、觀測量裁剪、數據記錄重定向輸出。流程圖如圖2所示。

用TEQC實現觀測文件和導航文件中站名的更改[5]，而氣象文件的更改則通過編寫SHELL腳本實現。以觀測文件—O文件為例，TEQC軟件對收到的觀測文件中重復的站名進行判斷并修正[6]，以南充站為例，部分代碼如下：

for fil in `ls NANC*.？？o`

do

sed -i '7d' $fil

teqc -O.at "TRM59800.00 SCIS" -O.an "" -O.rt "TRIMBLE NETR9 " -O.rn "" -O.rv "" -O.mo "NACH" -O.o "IUM" -O.obs "L1L2C1P2" -R +obs temp $fil

rear=`echo $fil | cut -c5-12`

nfil="NACH"$rear

mv temp $nfil

rm $fil

done

2.2 對過長的觀測文件進行裁剪

收到的原始觀測文件（O文件）過長，且長短不一，故需要對觀測文件進行裁剪[6]，必須保留反演所需的L1，L2，C1，P2四個觀測量[7]，以方便反演系統解算。根據觀測文件觀測量的不同，裁剪觀測量的shell語句舉例如以下所示：

① sed -i 's/10 C1 L1 S1 C2 L2 S2 P2 ? ?C5 L5/ 9 C1 L1 S1 P1 L2 S2 P2 P1 P1/' $fil

② sed -i 's/7 C1 L1 S1 C2 L2 S2 P2/7 C1 L1 S1 P1 L2 S2 P2/' $fil

③ sed -i 's/10 C1 P1 P2 C2 L1 L2 S1 S2 D1/ 8 C1 P1 P2 ?L1 L2 S1 S2 D1/' $fil

2.3 配置文件參數自動校準更新工具

由于站網規模較大，各類設備更換頻繁，接收機型號、天線型號等信息更新頻繁，當遇到Bernese中缺少匹配相應天線、接收機配置文件的時候，會導致該時次的反演過程異常終止，影響其他站點水汽信息的反演。

校準更新處理流程為：通過文件整體掃描的方式，獲取觀測文件中O文件的文件頭，得到GPS水汽臺站的天線、接收機型號參數，再去匹配GPS水汽結算系統中配置文件及解算程序參數，如果不同，則修改配置文件及解算程序的參數;如果相同，則不修改，提高了解算成功率程序流程圖如下圖3所示。

3 結束語

TEQC軟件對GPS數據進行格式轉換、數據編輯以及質量檢核，對GPS應用于實際測量工作中具有重大的意義[8]。在GPS水汽反演系統反演結算之前，對原始觀測文件的預處理，主要解決了報文格式錯誤、天線型號、接收機星型號不能被解算軟件識別、報文中觀測量長度不一等問題，提高了解算后可用站點數量，提高了GNSS/MET站網應用效益，為預報預測和數值模式提供更加穩定的水汽反演產品。

參考文獻（References）：

[1] 古洪偉，田鵬波，王振輝.運用TEQC軟件對GPS數據的預處理與質量評定[J].地理空間信息，.2008.4：32-38

[2] 范士杰，郭際明，彭秀英.TEQC在GPS數據預處理中的應用于分析[J].測繪信息與工程，2004.29（2）：33-35

[3] 葛燕飛，付亞梁，楊銀.TEQC軟件在GPS數據預處理與質量分析中的應用[J].黑龍江科技信息，2010.4：8 .

[4] 紀冬華.基于TEQC的GPS觀測數據質量分析[J].全球定位系統，2014.39（3）：71-73

[5] 趙傳華，秘金鐘，黨亞民.基于TEQC的GPS數據預處理分析[J].導航定位學報，2014.1（1）：84-88

[6] 李立，蘭武輝，吳杰琪.基于TEQC的GPS觀測數據預處理[J].江西測繪，2015.3：58-61

[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，2008.12：32-41

[8] 劉成，周江玲，黃富城等.TEQC在GPS控制網數據處理中的應用[J].測繪與空間地理信息，2018.41（4）：174-176，180