GAMIT/ GLOBK软件应用实例与数据分析

苏贝(哈尔滨市勘察测绘研究院,黑龙江哈尔滨 150010)

GAMIT/ GLOBK软件应用实例与数据分析

苏贝∗
(哈尔滨市勘察测绘研究院,黑龙江哈尔滨 150010)

摘 要:详细介绍了应用GAMIT/ GLOBK软件计算参考站坐标的技术过程,并以此为基础计算了连续运行参考站的多期坐标,评价了其稳定性,最后建议使用这类高精度软件进行数据处理与稳定性监测。

关键词:连续运行参考站系统;稳定性;数据分析

1　前 言

哈尔滨市双星导航服务系统(下简称“HRBCORS”)由哈尔滨市勘察测绘研究院(下简称“哈勘测院”)于2007年7月建成,其后于2008年10月,以CQG2000模型为基础完成了市区约1 100 km2似大地水准面模型计算与确定工作,2010年2月,在EGM08模型的基础上又重新计算了市域内约31 000 km2的似大地水准面模型,至此以HRBCORS为基础建成了全市现代测绘基准体系。

图1　参考站分布图

HRBCORS包含有5个参考站,分别是位于江北的DUQS、FATA两站,市区的HAXI站,位于双城市的SHCH站和位于阿城区的ACHE站。2008年～2011 年,在这5个参考站中有4个站因不同原因都迁移过,其中DUQS和HAXI两站受到射频干扰,SHCH和ACHE两站的委托管理单位搬迁至他处。由于站址频繁改变,实际应用中参考站的稳定性问题显得比较重要,需要深入研究与分析。

2　联测与计算

为了监测稳定性,需要与国际参考站联测以求取点位坐标。经选择,采用了长春站和水原站作为起算基准点,应用GAMIT/ GLOBK 10．32软件解算基线和网平差,其中GAMIT软件用来做基线解算,GLOBK软件用来做网平差。

2．1联测国际参考站点

如图2所示,原本还选择了哈巴罗夫斯克站组成一个三角形,但从2013年起该站就没有观测数据提供下载了,所以只采用了长春站和水原站作为起算基准。

从IGS11P06．snx文件中摘录出长春站、水原站的坐标如表1所示:

图2　联测站点空间分布图

基准点坐标表 表1

从表1中可以看出:长春站的X、Y、Z坐标的中误差均为0．002 m,首尔站的X、Y、Z坐标的中误差都大约为0．01 m,其参考框架是ITRF2005,参考历元是2005．0。

2．2数据准备

计算前需要搜集的数据有综合精密星历和起算点的观测数据及其导航电文。

观测数据和导航电文下载网址如下:

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

综合精密星历下载网址如下:

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/

下载综合精密星历时,一个网址若无法打开再换另外一个,登陆FTP服务器提示输入密码时,输入任意一个邮箱地址就可以。

下载星历的同时需更新GAMIT的相关表文件,如表2所示:

GAMIT表文件 表2

2．3数据组织

在根目录下建立gamit文件夹,然后建立工程文件夹,例如/ gamit/ cors。

新建brdc文件夹,存放导航电文,其路径为/ gamit/ cors/ brdc,每天有一个文件即可,文件名修改为brdcdoy0．yyn,如2014年第一天的导航电文文件名为brdc0010．14n。

新建rinex文件夹,存放观测数据,其路径为/ gamit/ cors/ rinex。

新建igs文件夹,存放精密星历文件,其路径为/ gamit/ cors/ igs。

新建tables文件夹,其路径为/ gamit/ cors/ tables,存放各种先验信息和控制文件,包括:①station．info文件,记录各测站的观测时间和天线高信息;②lfile．文件,记录各测站的近似坐标;③sestbl．文件,记录基线解算模型参数,一般情况下采用默认值;④sittbl．文件,记录各测站的精度控制指标,对高精度的已知坐标可采用固定约束,待求点坐标采用松弛约束。

2．4数据计算

数据计算采用批处理命令进行,较之以前用单步命令已大为简化。例如,要处理2014年年积日134～304的数据,在命令行输入如下命令:

sh_gamit -expt cors -s 2014 134 304 -orbit IGSF -copt x k p -dopt c ao -noftp -remakex Y

之后,系统自动开始基线解算,并以年积日为文件夹名存放单日基线计算结果,其质量合格与否主要看q文件里均方差值,若小于0．25则为合格,如图3所示。

图3　q文件实例

基线计算完后,在命令行输入如下命令进行网平差: sh_glred -s 2014 1 2014 31 -ncomb 31 -expt cors -opt H G E上述命令表示,联合2014年年积日1～31的基线计算数据(主要是协方差信息)来计算待定点的坐标,其平差控制参数可在globk_comb．cmd文件中修改,如图4所示。

图4　参数文件实例

2．5计算结果

平差后,软件会在该工程文件夹下自动生成文件夹gsoln,其路径为/ gamit/ cors/ gsoln,来存放平差结果文件,所需要的待求点坐标可以在扩展名为．org的文件中找到。

从图5中可以看出,待求点单月解精度在经纬度方向可达到0．001 m,高程方向约为0．005 m,计算精度已经超过了主流的商业软件。

3　稳定性评估

HRBCORS的点位坐标稳定性计算工作从2010年末开始,截至2014年12月已经计算了5个站参考站4期坐标时间序列,除去存在粗差的结果,得到了34个单月解,经坐标转换后可得到其平面坐标和大地高,按站别分成x、y、h坐标成图如图6所示:

图6中,从上到下5行15幅图,分别表示ACHE、FATA、HAXI、DUQS、SHCH五站的北坐标x、东坐标y、大连高h坐标分量图。从图中可以看出,5站的x、y、h坐标分量变化趋势和大小都趋于一致,除开HAXI站2011年12月～2012年4月高程值明显异于其他月份,这是因为该站受到了射频干扰。

与理论坐标求差作出误差分布如图7所示:

从图7中可以看出,坐标差时间序列大致呈现出正态分布的状态,说明5站坐标不存在系统性的误差,可保证工程应用的安全。

4　结 语

连续运行参考站系统的稳定性监测工作是一项长期和复杂的工作,需要借助高精度计算软件进行数据解算与分析,建议采用GAMIT/ GLOBK或Bernese这类业界比较知名的软件,并需要加强分析的深度,区分出各种位移成分,得出更科学的评价结果。

图5　平差结果文件实例

图6　坐标分量时间序列图

图7　误差分布图

参考文献

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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

文章编号:1672-8262(2015)04-82-04中图分类号:P228．1

文献标识码:B

收稿日期:∗2015—04—08

作者简介:苏贝(1984—),男,工程师,主要从事卫星定位的技术工作。