蘇貝(哈爾濱市勘察測(cè)繪研究院,黑龍江哈爾濱 150010)

GAMIT/ GLOBK軟件應(yīng)用實(shí)例與數(shù)據(jù)分析

蘇貝?
(哈爾濱市勘察測(cè)繪研究院,黑龍江哈爾濱 150010)

摘 要:詳細(xì)介紹了應(yīng)用GAMIT/ GLOBK軟件計(jì)算參考站坐標(biāo)的技術(shù)過(guò)程,并以此為基礎(chǔ)計(jì)算了連續(xù)運(yùn)行參考站的多期坐標(biāo),評(píng)價(jià)了其穩(wěn)定性,最后建議使用這類(lèi)高精度軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞:連續(xù)運(yùn)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(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)(下簡(jiǎn)稱(chēng)“HRBCORS”)由哈爾濱市勘察測(cè)繪研究院(下簡(jiǎn)稱(chēng)“哈勘測(cè)院”)于2007年7月建成,其后于2008年10月,以CQG2000模型為基礎(chǔ)完成了市區(qū)約1 100 km2似大地水準(zhǔn)面模型計(jì)算與確定工作,2010年2月,在EGM08模型的基礎(chǔ)上又重新計(jì)算了市域內(nèi)約31 000 km2的似大地水準(zhǔn)面模型,至此以HRBCORS為基礎(chǔ)建成了全市現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系。

圖1　參考站分布圖

HRBCORS包含有5個(gè)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(gè)參考站中有4個(gè)站因不同原因都遷移過(guò),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(shí)際應(yīng)用中參考站的穩(wěn)定性問(wèn)題顯得比較重要,需要深入研究與分析。

2　聯(lián)測(cè)與計(jì)算

為了監(jiān)測(cè)穩(wěn)定性,需要與國(guó)際參考站聯(lián)測(cè)以求取點(diǎn)位坐標(biāo)。經(jīng)選擇,采用了長(zhǎng)春站和水原站作為起算基準(zhǔn)點(diǎn),應(yīng)用GAMIT/ GLOBK 10．32軟件解算基線和網(wǎng)平差,其中GAMIT軟件用來(lái)做基線解算,GLOBK軟件用來(lái)做網(wǎng)平差。

2．1聯(lián)測(cè)國(guó)際參考站點(diǎn)

如圖2所示,原本還選擇了哈巴羅夫斯克站組成一個(gè)三角形,但從2013年起該站就沒(méi)有觀測(cè)數(shù)據(jù)提供下載了,所以只采用了長(zhǎng)春站和水原站作為起算基準(zhǔn)。

從IGS11P06．snx文件中摘錄出長(zhǎng)春站、水原站的坐標(biāo)如表1所示:

圖2　聯(lián)測(cè)站點(diǎn)空間分布圖

基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)表 表1

從表1中可以看出:長(zhǎng)春站的X、Y、Z坐標(biāo)的中誤差均為0．002 m,首爾站的X、Y、Z坐標(biāo)的中誤差都大約為0．01 m,其參考框架是ITRF2005,參考?xì)v元是2005．0。

2．2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

計(jì)算前需要搜集的數(shù)據(jù)有綜合精密星歷和起算點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)及其導(dǎo)航電文。

觀測(cè)數(shù)據(jù)和導(dǎo)航電文下載網(wǎng)址如下:

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

綜合精密星歷下載網(wǎng)址如下:

http:/ / igscb．jpl．nasa．gov/ igscb/ product/ http:/ / garner．ucsd．edu/ pub/ products/ http:/ / www．a(chǎn)iub．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(shí),一個(gè)網(wǎng)址若無(wú)法打開(kāi)再換另外一個(gè),登陸FTP服務(wù)器提示輸入密碼時(shí),輸入任意一個(gè)郵箱地址就可以。

下載星歷的同時(shí)需更新GAMIT的相關(guān)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(dǎo)航電文,其路徑為/ gamit/ cors/ brdc,每天有一個(gè)文件即可,文件名修改為brdcdoy0．yyn,如2014年第一天的導(dǎo)航電文文件名為brdc0010．14n。

新建rinex文件夾,存放觀測(cè)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(yàn)信息和控制文件,包括:①station．info文件,記錄各測(cè)站的觀測(cè)時(shí)間和天線高信息;②lfile．文件,記錄各測(cè)站的近似坐標(biāo);③sestbl．文件,記錄基線解算模型參數(shù),一般情況下采用默認(rèn)值;④sittbl．文件,記錄各測(cè)站的精度控制指標(biāo),對(duì)高精度的已知坐標(biāo)可采用固定約束,待求點(diǎn)坐標(biāo)采用松弛約束。

2．4數(shù)據(jù)計(jì)算

數(shù)據(jù)計(jì)算采用批處理命令進(jìn)行,較之以前用單步命令已大為簡(jiǎn)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(dòng)開(kāi)始基線解算,并以年積日為文件夾名存放單日基線計(jì)算結(jié)果,其質(zhì)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(shí)例

基線計(jì)算完后,在命令行輸入如下命令進(jìn)行網(wǎng)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(jì)算數(shù)據(jù)(主要是協(xié)方差信息)來(lái)計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo),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(shí)例

2．5計(jì)算結(jié)果

平差后,軟件會(huì)在該工程文件夾下自動(dòng)生成文件夾gsoln,其路徑為/ gamit/ cors/ gsoln,來(lái)存放平差結(jié)果文件,所需要的待求點(diǎn)坐標(biāo)可以在擴(kuò)展名為．org的文件中找到。

從圖5中可以看出,待求點(diǎn)單月解精度在經(jīng)緯度方向可達(dá)到0．001 m,高程方向約為0．005 m,計(jì)算精度已經(jīng)超過(guò)了主流的商業(yè)軟件。

3　穩(wěn)定性評(píng)估

HRBCORS的點(diǎn)位坐標(biāo)穩(wěn)定性計(jì)算工作從2010年末開(kāi)始,截至2014年12月已經(jīng)計(jì)算了5個(gè)站參考站4期坐標(biāo)時(shí)間序列,除去存在粗差的結(jié)果,得到了34個(gè)單月解,經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后可得到其平面坐標(biāo)和大地高,按站別分成x、y、h坐標(biāo)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(biāo)x、東坐標(biāo)y、大連高h(yuǎn)坐標(biāo)分量圖。從圖中可以看出,5站的x、y、h坐標(biāo)分量變化趨勢(shì)和大小都趨于一致,除開(kāi)HAXI站2011年12月～2012年4月高程值明顯異于其他月份,這是因?yàn)樵撜臼艿搅松漕l干擾。

與理論坐標(biāo)求差作出誤差分布如圖7所示:

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

4　結(jié) 語(yǔ)

連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期和復(fù)雜的工作,需要借助高精度計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)解算與分析,建議采用GAMIT/ GLOBK或Bernese這類(lèi)業(yè)界比較知名的軟件,并需要加強(qiáng)分析的深度,區(qū)分出各種位移成分,得出更科學(xué)的評(píng)價(jià)結(jié)果。

圖5　平差結(jié)果文件實(shí)例

圖6　坐標(biāo)分量時(shí)間序列圖

圖7　誤差分布圖

參考文獻(xiàn)

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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(hào):1672-8262(2015)04-82-04中圖分類(lèi)號(hào):P228．1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

收稿日期:?2015—04—08

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