GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合處理方法研究

林琳 遼源職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系

引言

本設(shè)計(jì)闡述了GPS數(shù)據(jù)處理原理及其一般的處理流程。對RINEX格式和自定義天線進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后，通過對葫蘆島的GPS的聯(lián)合觀測數(shù)據(jù)的處理證明了多種GPS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)，數(shù)據(jù)處理時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)RINEX格式，可在一種軟件上統(tǒng)一進(jìn)行解算，實(shí)踐證明是可行的。

一、布網(wǎng)方法及其選擇

本次作業(yè)使用Ashtech z x接收機(jī)和Trimble5700接收機(jī)各4臺套，基本采用了多基準(zhǔn)站式的布設(shè)方案,將三臺接收機(jī)分置在三個(gè)基準(zhǔn)站上，在整個(gè)觀測過程中固定不動(dòng)；而流動(dòng)接收機(jī)的流動(dòng)吸納了會(huì)戰(zhàn)式的遷站方式，即在作業(yè)時(shí)，所有接收機(jī)在同一批點(diǎn)上進(jìn)行同步觀測，在完成一批點(diǎn)的測量后，所有接收機(jī)又都遷移到另外一批點(diǎn)上進(jìn)行相同方式的觀測，直至所有的點(diǎn)觀測完畢。這種布網(wǎng)形式有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）由于在各個(gè)基準(zhǔn)站之間進(jìn)行了長時(shí)間的觀測，因此，可以獲得較高精度的定位結(jié)果，這些高精度的基線向量可以作為整個(gè)GPS網(wǎng)的骨架；

（2）其余進(jìn)行同步觀測的點(diǎn)除了自身間有基線向量相連外，它們與各個(gè)基準(zhǔn)站之間也有同步觀測，因此也有同步觀測基線相連，這樣可以獲得更強(qiáng)的圖形結(jié)構(gòu)；

（3）因有幾臺接收機(jī)在基準(zhǔn)站固定不動(dòng)，其余接收機(jī)遷站的組織調(diào)度變得簡單易行，也節(jié)省人力。

二、RINEX及TRIMBLE的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

RINEX是The Receiver INdependent EXchange（與接收機(jī)無關(guān)的交換格式）的簡稱，即為了將不同型號的接收機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，必須建立GPS通用數(shù)據(jù)交換格式，現(xiàn)在采用的RINEX就是這樣一種數(shù)據(jù)交換格式。Trimble和Ashtech接收機(jī)采集的數(shù)據(jù)都能轉(zhuǎn)換成RINEX格式。

不同類型接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)，在數(shù)據(jù)處理時(shí)以RINEX格式為橋梁，進(jìn)行聯(lián)合解算。本次數(shù)據(jù)處理時(shí)，是利用Ashtech的Solutions軟件進(jìn)行的，所以要把Trimble數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RINEX格式導(dǎo)入到Ashtech中。

將Trimble數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RINEX文件：利用Trimbl Geomatics Off i ce（TGO）軟件，在“功能”菜單中打開“Convert to RINEX”功能對話框，輸入的 .dat 文件 : 要被轉(zhuǎn)換成RINEX 格式的文件；輸出文件夾: 存放轉(zhuǎn)換后文件的文件夾， 在該對話框中輸入結(jié)束后單擊“確認(rèn)”，出現(xiàn)配置對話框。配置對話框中的選擇項(xiàng)提供了RINEX轉(zhuǎn)換過程中必須完成的三類控制信息，其中應(yīng)注意:輸出的文件是否正確；選擇正確的天線類型；特別要注意：在RINEX版本選項(xiàng)中一定要選擇2.0版本(對話框默認(rèn)為2.1版本)，否則轉(zhuǎn)換以后在Ashtech軟件(當(dāng)前的2.0版本)中不被識別。

其他內(nèi)容按要求填寫或按默認(rèn)即可。單擊“確認(rèn)”按鈕，完成這個(gè)文件的轉(zhuǎn)換。然后逐個(gè)選中要轉(zhuǎn)換的文件按同樣方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣就完成了對Trimble數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

三、聯(lián)合作業(yè)的數(shù)據(jù)處理

（一）建立項(xiàng)目，選定坐標(biāo)。建立項(xiàng)目后，要選定坐標(biāo)系。使用軟件時(shí)首先給項(xiàng)目輸入名字，然后選擇Coordinate System(坐標(biāo)系統(tǒng))卡片，建立本地的平面直角坐標(biāo)系，輸入相應(yīng)的橢球參數(shù)和投影參數(shù)。

（二）導(dǎo)入數(shù)據(jù)。把Ashtech的原始數(shù)據(jù)和Trimbe的RINEX數(shù)據(jù)導(dǎo)入，出現(xiàn)項(xiàng)目管理主屏。因?yàn)門rimble在外業(yè)測量時(shí)不能輸入天線高、測站點(diǎn)名，只能在內(nèi)業(yè)處理時(shí)加入。雙擊時(shí)間條,在顯示的對話框中，可以根據(jù)測量時(shí)的手工記錄手簿編輯各種信息。在該對話框中Site表示站點(diǎn)標(biāo)識符號，即站點(diǎn)名稱。一般取四位字符；天線參數(shù)：

Antenna Height(m)；

Height type：一般采用Slant(斜高)，即從站點(diǎn)標(biāo)志到天線槽口的斜高；

Antenna: Ashtech zx接收機(jī)采用701975-01-GP類型的天線，在下拉菜單中進(jìn)行選擇。

單擊“Antenna”右面按鈕,可顯示701975-01-GP的參數(shù)：

Antenna Radius : 0.1m；

Slant Height Measurement Point:0.043m；

L1 Phase Center Vertical Offset:0.0564m；

L2 Phase Center Vertical Offset:0.0622m。

Ashtech zx天線類型參數(shù)的幾何圖形是天線標(biāo)簽上的圖形，其參數(shù)正好與軟件中的以上默認(rèn)值相同，Ashtech zx數(shù)據(jù)要選擇這種天線。對Trimble來說，其中沒有它的類型，因此需要根據(jù)上述Ashtech z x天線參數(shù)類型的項(xiàng)目，按Trimble大、小天線的參數(shù)值進(jìn)行歸化，定義新的天線。在該對話框中，天線類型選擇Unkown，單擊右邊的按鈕，出現(xiàn)自定義新類型天線(參數(shù))對話框，其中的參數(shù)值可由Timble大、小天線標(biāo)簽上的幾何圖形的標(biāo)注值獲得，這些參數(shù)值有定義新天線需要的直接數(shù)據(jù),也有需要進(jìn)行計(jì)算才能獲得的數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

本文對不同類型GPS接收機(jī)的聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行了深入地研究和探討，經(jīng)實(shí)踐得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）多種GPS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)在外業(yè)宜采用多基準(zhǔn)站方式布網(wǎng)；在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)RINEX格式，可在一種軟件上統(tǒng)一進(jìn)行解算,實(shí)踐證明是可行的；（2）將Trimble數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成RINEX文件時(shí)，一定要檢查與Ashtech的格式轉(zhuǎn)換版本是否一致；（3）導(dǎo)入數(shù)據(jù)以后一定要把天線類型選正確，Ashtech zx的天線類型是701975-01-GP，而Trimble則需要根據(jù)天線標(biāo)簽上的標(biāo)注值按701975-01-GP的參數(shù)項(xiàng)目進(jìn)行歸化（自定義），做法如前所述；（4）多種GPS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)可以充分利用現(xiàn)有的GPS設(shè)備，提高效率，并且隨著GPS接收機(jī)臺數(shù)的增加，將增加更多的多余基線而增強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)的強(qiáng)度，從而可大大提高網(wǎng)的精度和可靠性。