TEQC在GPS数据质量检查中的常见问题及解决方案

李 冲,何鑫星,刘云青

(1.武汉大学测绘学院,湖北 武汉430079;2.国家测绘产品质量监督检验测试中心,四川 成都610041)

0 引 言

TEQC(Translation,Editing and Quality Checking)是功能强大且简单易用的GNSS数据预处理软件,是由UNAVCO Facility(美国卫星导航系统与地壳形变观测研究大学联合体)研制的为地学研究GPS监测站数据管理服务的公开免费软件,主要功能有格式转换、编辑和质量检核[1-2]。其中,格式转换可将许多不同厂家的GPS接收机观测(二进制)文件转换为 RINEX文件,也可以在RINEX文件的不同格式之间转换;编辑功能可用于RINEX文件字头块部分,也可进行数据文件的任意切割与合并、观测值类型的删减、卫星系统的选择及特定卫星的禁用;质量检核可以反映出GPS数据的电离层延迟、多路径影响、接收机周跳、卫星信号信噪比等信息。

TEQC的功能非常强大,对 RINEX格式的GPS、GLONASS及部分其它数据都能处理,同时TEQC软件有各种操作系统下使用的版本,包括Unix、Linux、MacOS 以及 Window s的 DOS等。主要介绍的是WINDOWS操作系统的版本,重点介绍GPS观测数据的质量检查及一些最基本的操作命令,并对TEQC在使用过程中遇到的一些常见问题进行了归纳和总结,同时根据作者经验提出了相应的解决方案。

1 TEQC用于GPS数据质量检查时的常用命令

1.1 常用语法

TEQC的基本语法结构为:teqc{操作选项}[输入文件1][输入文件2]……。在使用操作选项时:“-”表示要输入部分信息或表示要关掉一些操作选项,“+”表示要输出部分信息或表示要打开一些操作选项,只要含有“-”或“+”的都表示是命令选项。例如:teqc+id表示输出teqc版本号及计算机时间等信息,teqc++config表示输出teqc当前的设置信息。

1.2 常用命令

1)数据转换

二进制文件格式转换为 RINEX格式的命令为[1-3](以T RIMBLE的*.DAT文件为例)

teqc-tr do-week****+nav result.**n+met result.**m source.dat＞result.**o

其中,-tr:表示接收机类型是Trimble;do:是-tr的参数,d表示是下载(Download)的文件,o表示用户所感兴趣的是o文件(标准输出);-week****:是 GPS周,可以用 GPS周表示,也可以用YYYY:MM:DD表示,也可用YYYY:DOY;其中 ,“:”符号可以用“/”表示 ;+nav result.**n:表示用户也希望输出N文件;+met result.**m:表示用户也希望输出M 文件,但需要提供MET文件;source.dat:是标准输入文件;＞result.**o:是标准输出文件。

2)数据编辑

①GPS/GLONASS卫星数据的分隔

部分接收机可以同时记录GPS和GLONASS的数据。分隔两个星座数据的命令为:teqc–R source.**o＞GPS.**o或teqc-G source.**o＞GLONASS.**o

②RINEX格式验证及标准化

命令为:teqc source.**o或teqc source.**o＞result.**o

③文件头的编辑和提取

以编辑点名为例,其命令为:teqc-O.mo monument source.**o＞result.**o,目的是将source.**o文件中的点名改为monument,输出文件为result.**o。O文件头部分常用的设置有:-O.rno:点名;-O.mn:测站编号;-O.at:天线类型;-O.an:天线编号;-O.rt:接收机类型。-O.int:采样率间隔;+O.c:追加注释行记录。

3)质量检查

进行质量检查的基本语句为:不使用导航文件时:teqc+qc cham0020.02o;使用导航文件时:teqc+qc-nav cham0020.02n cham0020.02o。执行上面语句之后,将生成如下几个文件[4-5]:

cham0020.ion电离层观测值;

cham0020.iod电离层观测值变率;

cham0020.mp1 P1多路径观测值(包括接收机噪声);

cham0020.mp2 P2多路径观测值(包括接收机噪声);

cham0020.sn1 L1频率上的信噪比;

cham0020.sn2 L2频率上的信噪比;

cham0020.azi卫星方位角;

cham0020.ele卫星高度角;

cham0020.02s质量检查摘要文件。

其中,cham0020.02s是质量检查统计的结果文件,是TEQC软件的核心部分,主要用于对观测数据的质量评定,一般情况下观测人员主要是对该文件进行检查,从而确定观测数据的质量。其它几个文件主要用于作图,从而可直观的对每一颗卫星的单项质量进行检查。

2 TEQC在GPS数据质量检查时的常见问题及对策

由于GPS仪器类型繁多,数据格式各不相同,经随机软件转换的RINEX格式数据也不尽相同,部分GPS接收机厂商并未严格遵循IGS公约,导致使用TEQC进行GPS数据质量检查时出现错误,不能得出正常的检查结果,其主要原因有以下几种情况[6]。

1)头文件中部分字符过长,导致其所在行占的字节数超出IGS公约的规定,主要由观测者及观测单位用汉语录入过多文字造成。

解决方案:减少汉字或字符输入长度。

2)部分国产及极少部分进口GPS接收机采用随机软件转换的O文件其头文件格式未严格执行IGS公约的规定,主要是文件头中部分行的注释未对齐。

解决方案:按标准头文件格式修改,进口GPS接收机也可采用TEQC自带的格式转换功能重新转换O文件及N文件。

3)不同版本TEQC执行数据质量检查命令的区别,部分版本 TEQC使用 TEQC+QC*****.O****N命令进行检查,最新版TEQC应使用TEQC+QC*****.O命令进行检查。

4)O文件观测数据存在问题,不符合TEQC对观测文件结束历元的要求,主要由于观测数据的最后一个或几个历元数据量不足或码定位失败造成。

解决方案:删除最后一个历元或几个历元的数据,重新检查。

5)RINEX转换版TEQC无法识别,目前最新版TEQC能正常识别的版本有2、2.10、2.11,部分接收机的转换版本结果有2.20,3.10等,导致TEQC无法执行检查。

解决方案:将O文件的头文件第一行RINEX VERSION修改为 TEQC可识别的版本号,只要其他格式正确,则可正常检查,版本号不影响检查结果。

6)teqc检查结果文件S文件能够正常输出,其数据可利用率及多路径效应结果不正确,多见于国产接收机,主要由于其观测数据类型不全造成,主要是缺少P码数据,该情况TEQC无法进行质量检查。对于精度要求较高的项目,建议不采用该类型接收机。

7)teqc检查结果文件S文件能够正常输出,各项结果均正常,但数据可利用率为“n/a”,其主要由期望总观测值数量未计算造成,该种情况主要原因是N文件缺失或损坏。

解决方案:重新转换二进制格式原始观测数据获取N文件或在IGS公开网站上下载与O文件年积日对应的导航文件。

8)当被检查数据所在目录过长或者所在目录中有空格时,TEQC会出现不能正常检查的现象。

解决方案:将 TEQC和检查数据的所在路径缩短并去除空格。

9)teqc检查结果文件S文件能够正常输出,其可利用的观测数据量却为零或近似为零,这种情况较为少见,主要由于GPS接收机或天线出现问题造成。这种问题可通过查看S文件中的卫星观测情况和定位情况标示符进行判定。在卫星观测栏里,如果24 h的连续观测文件中,“C”标记出现2次以上,说明接收机有问题;如果出现大量的“L”标记,说明天线有问题。和定位有关的符号其意义列举如下:^表示有较大的位置变化;X表示码定位失败;C表示定位比较散乱;H表示水平方向定位不准;V表示高程方向定位不准;T表示各个方向定位均不准;＞表示动态测量正常;o表示静态测量正常;O表示观测量不足;E表示星历不足;S表示卫星数不足。

3 结 论

TEQC作为目前国际上通用的GPS数据转换、编辑、质量检查工具,已不再单纯用于IGS站的GPS数据,随着高精度GPS数据处理技术在测绘领域的广泛应用,其应用范围也不断扩大,熟练使用TEQC工具已成为GPS数据处理人员的基本技能。简单介绍了 TEQC的常用命令,并根据作者多年使用 TEQC的经验总结了其在GPS数据质量检查中碰到的一些常见问题和解决方案,以供测绘同仁参考。

[1]UNAVCO Facility.TEQC[EB/OL].2008-02-15,[2010-5-17],http:∥www.unavco.ucar.edu/software/teqc/teqc.html.

[2]Cambert D,Kelz R,Cabrecque J,et al.NSFAnnual-Rpt2002[EB/OL].2002-10-01,http:∥www.unavco.ucar.edu/aboutus/publications/fy-2002/NSFAnnualRpt2002.pdf.

[3]Werner G.the receiver independent exchange format Version 2.10[EB/OL].2007-11-10,http:∥igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/rinex210.txt.

[4]徐绍铨,张华海,杨志强,等.GPS测量原理及其应用[M].武汉:武汉大学出版社,2003.

[5]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[6]项 霞,王 辉,周远光,等.GPS RINEX格式原始数据检查技术的讨论[J].测绘质量监督与管理,2007,14(2):19-22.