SUSE系統平臺的GAMIT/GLOBK 10.31安裝詳解*

高 樂,成英燕

(1.中國測繪科學研究院,北京100830;2.山東科技大學測繪學院,山東青島 266510)

0 引 言

隨著GPS日臻完善,GPS導航定位技術在航空、測繪、授時及遙感等領域中已得到了廣泛的應用,精密解算GPS觀測數據的軟件也隨之得到了重視與發展。國內外開發了很多GPS數據處理軟件,所要介紹的GAMIT/GLOBK軟件正是其中之一,還有瑞士伯爾尼大學天文研究所研制的BERNESE軟件,美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室(JPL)研制的GIPSY/OASIS軟件等。GAMIT/GLOBK最主要的特點是其解算精度高,且免費開放源代碼,用戶可以根據需要對源程序做相應的修改,以便于科研工作。

1 SUSE 11.1系統平臺的設置簡介及安裝

Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統,Linux之所以受到廣大計算機愛好者的喜愛,主要原因有兩個,一是它屬于自由軟件,用戶不用支付任何費用就可以獲得它和它的源代碼,并且可以根據自己的需要對它進行必要的修改和無約束地繼續傳播;另一個原因是,它具有Unix的全部功能,任何使用 Unix操作系統或想要學習Unix操作系統的人都可以從Linux中獲益。下面以SUSE Linux說明其安裝過程中的關鍵問題[1]。

1.1 系統分區

1.1.1 分區類型

該軟件每個硬盤都有一個分區表,其中有 4個項。分區表中的一項可以對應于一個主分區或一個擴展分區。但只允許有一個擴展分區項。主分區和擴展分區都是由一系列連續的柱面(物理磁盤區域)組成。限制每個硬盤最多具有 4個分區,因為超過4個分區就不能與分區表相符,這也是使用擴展分區的原因。擴展分區本身可以再分為多個邏輯分區,它是邏輯分區的容器。

1.1.2 使用YaST進行分區

如果選擇按原樣接受建議,則分區設置不會有任何改變。如果選擇基于此建議調整分區設置,則將打開專家分區工具。利用它可以精確調整分區設置。現在將 YaST建議的原始設置作為進行調整的基礎。

首次在建議窗口中選擇分區項目時,YaST分區對話框將顯示當前建議的分區設置。在繼續操作之前,按原樣接受這些當前設置或對它們進行更改。也可以丟棄所有這些設置,而從頭開始設置。

YaST專家分區程序對話框中列出了所有已連接硬盤上的所有現有分區或建議分區。其中將整個硬盤作為不帶編號的設備列出,如/dev/hda或/dev/sda。將分區作為這些設備的一部分列出,如/dev/hda1或/dev/sda1。此外還顯示硬盤的大小、類型、文件系統和裝入點以及硬盤的分區。裝入點描述Linux文件系統樹中裝入分區的位置。

圖1 編輯分區設置

如果在安裝期間運行專家對話框,還會列出并自動選中所有可用硬盤空間。要為SUSE Linux提供更多磁盤空間,請在列表中自下而上(從硬盤的最后一個分區向上到第一個分區)釋放所需空間。如果連接了多個硬盤,則會出現一個選擇對話框,可以在其中選擇要用于新分區的硬盤。然后,指定分區類型(主要類型和擴展類型)。圖2～5展示了創建分區的過程(2-＞3-＞4-＞5)

1.2 分區參數

單擊編輯來編輯分區并設置以下關鍵參數:

1)文件系統

要在安裝范圍內立即格式化分區,請為分區指定以下文件系統之一:Swap、Ext2、Ext3、ReiserFS或JFS

2)裝入點

指定應將分區裝入文件系統樹中的哪個目錄。請從各個 YaST建議中選擇,或指定任何其它名稱。

1.3 改變分區大小

如果先前選擇了包含 Windows FAT或NTFS分區的硬盤作為安裝目標,則YaST建議將該分區刪除或縮小。這樣,即使當前硬盤上沒有足夠的空間,仍可以安裝 SUSE Linux。如果所選硬盤只包含一個覆蓋整個硬盤的Window s分區,則此功能尤其有用。預安裝 Windows的計算機上通常是這種情況。如果 YaST發現所選硬盤上沒有足夠的空間,但可以通過刪除或縮小Windows分區騰出空間。

圖6 調整分區大小

1.4 系統軟件安裝

SUSE Linux中包含許多用于各種用途的軟件包。在建議窗口中單擊“軟件”打開一個對話框,然后在其中選擇一個預定義系統。要啟動軟件安裝模塊(包管理器)并修改安裝范圍,請單擊“細節”。如圖7(YaST包管理器)所示。

圖7 YaST包管理器

需要特別注意的是不能安裝軟件包的任意組合。要安裝的不同軟件包必須相互兼容,否則它們可能會互相影響并造成沖突,從而影響整體系統。因此,在此對話框中選擇或取消選擇軟件包后,可能會看到有關未解決的包依賴性或沖突的警報。因此,在YaST包管理器中進行了如下設置:過濾器關鍵詞是:“模式”,基本技術—＞基礎系統—＞細節—＞右鍵單擊基礎系統,在快捷菜單下選擇“此列表中的全部內容”—＞安裝—＞接受。

2 GCC編譯器的更新

LINUX系統的C和Fortran編譯器系統默認的文件選項中MAXUNIT為100,而GAMIT軟件源代碼中則要求MAXUNIT為10000。如果不進行修改而直接進行GAMIT軟件的安裝,則會產生很多的警告性錯誤,造成安裝后無法正常運行。因此,在安裝 GAMIT/GLOBK之前,需要用GAMIT/GLOBK特定的編譯器取代原LIUNX系統自帶的Gcc編譯器。Gamit軟件的安裝是在用戶目錄下進行的,因此,本人在SUSE Linux系統中建立了用戶帳戶gaole,而GCC編譯器的安裝是在根用戶下進行的。在SUSE Linux根用戶上安裝gcc3.4.4為例,介紹gcc的安裝步驟[2]。

1)gcc編譯器裝前須知:

安裝之前,系統中必須要有cc或者gcc等編譯器,并且是可用的,或者用環境變量CC指定系統上的編譯器。如果系統上沒有編譯器,不能安裝源代碼形式的gcc3.4.4。因此,在SUSE Linux中,應用YaST包管理器選擇相關包并進行安裝。

2)gcc編譯器下載

從網站上(http://gcc.gnu.org)下載GCC編譯器gcc3.4.4的源代碼,可供下載的文件一般有兩種形式:gcc-3.4.4.tar.gz和 gcc-3.4.4.tar.bz2,只是壓縮格式不一樣,內容完全一致,下載其中一種即可。

3)修改root

GCC要在 root用戶下安裝,且 root為bash,因此,進行如下設置:在 YaST — ＞Securing and users—＞user and group mangement里修改root為/bin/bash。

4)文件解壓縮

在根用戶下,將GCC編譯器源代碼拷貝至/usr/gcc目錄下,進入該目錄,用tar_zxvf命令將其解壓后,找到gcc3.4.4/libf2c/libI77/目錄下的fio.h文件,用vi命令打開,將#define MAXUNIT 100這一行改為10000,保存后,退到/usr/gcc目錄,重新進行編譯和安裝GCC。

5)建立目標目錄

建議編譯后的文件不要放在源目錄中(雖然這樣做也可以),最好單獨存放在另外一個目錄中,而且不能是源目錄的子目錄。

輸入的命令為:#mkdir gcc_obj;#cd gcc_obj

6)覆蓋原有系統的gcc

輸入命令:#/usr/src/gcc-3.4.4/configureprefix=/usr/(此時的目錄為/usr/src/gcc-3.4.4_obj)。這樣,將用gcc-3.4.4覆蓋原來系統自帶的gcc。對原有系統的gcc進行覆蓋,可以省去許多麻煩的設置。

7)編譯

執行命令:#make bootstrap,這是一個較長的過程。

8)安裝

執行命令:#make install,運行結束后重啟系統。

3 GAMIT軟件的安裝

GAMIT軟件的安裝是在用戶目錄下進行的。下面以在SUSE Linux用戶目錄上安裝Gamit 10.31為例,介紹Gamit的安裝過程[2,3,4]。

3.1 軟件下載

從麻省理工學院的FTP服務器(http://bowie.mit.edu)下載GAMIT軟件包,其中包括了軟件源代碼和安裝包。在 LINUX系統中創建/home/gaole/gamit目錄,將GAMIT安裝包目錄下的文件拷貝至此,其中有安裝批處理文件install_software和幾個以.tar.Z結尾的壓縮文件,以10.31版為例,有:

install_software安裝批處理文件;

com.10.2.tar.Z組件壓縮包;

gamit.10.2.tar.Z gamit軟件壓縮包;

help.10.2.tar.Z幫助系統壓縮包;

kf.10.2.tar.Z kf軟件壓縮包;

libraries.10.2.tar.Z庫文件壓縮包;

可選的還有:

templates.10.2.tar.Z數據模塊壓縮包;

maps.10.2.tar.Z地圖數據壓縮包。

3.2 SUSE系統配置文件的修改

1)YaST—＞Securing and users—＞user and group mangement— ＞/bin/csh

2)要對安裝程序的配置文件Makefile.config進行修改。

與系統相關的設置主要是庫文件和編譯器的路徑設置,在 SUSE Linux下設置的路徑為/home/gaole/gamit/libraries下的Makefile.config文件是安裝程序的配置文件,很多與系統和GAMIT相關的參數都在里面設置。將“#Specific to FC5”這一項下面的兩個X11環境前的“#”去掉,然后保存。

X11LIBPATH/usr/X11R6/lib

X11INCPATH/usr/X11R6/include/X11

與GPS數據處理相關的幾個參數可以設置為

MAXSIT最大測站數默認值50;

MAXSAT最大衛星數默認值32;

MAXATM 最大天頂延遲參數默認值13;

MAXEPC最大歷元數默認值2880

以上幾個參數根據用戶的實際研究需要作相應的修改。

3.3 軟件安裝

1)由于install_software是用C shell寫的安裝腳本,所以在運行install_software前要確保命令解釋程序為C shell,且install_software具有可執行的屬性,可用命令chmod+x為其添加可執行屬性。執行命令:#chmod+x install_software

做好以上準備就可以安裝軟件了,進入/usr/gamit/source目錄,執行./install_software。在安裝中會出現三個問題:

①找到的X11路徑正確,此時按Y+回車。

②剛才設置的最大測站等參數時合適,此時按Y+回車,然后開始安裝。

③安裝完成Gamit后安裝GLOBK,按Y+回車即可。

2)設置軟件路徑

等待上述安裝過程結束之后,并不能正常運行GAMIT軟件,要對.cshrc/.tcshrc文件配置,否則csh將無法再終端調用GAMIT命令進行數據解算,該文件是C Shell配置文件,默認為隱藏文件。由于SUSE默認使用bash,所以用戶主目錄下并沒有該配置文件,需要自己在主文件夾下建立一個.cshrc文 件。 把 路 徑/usr/gamit/com、/usr/gamit/gamit/bin、/usr/gamit/kf/bin,加入到 path。

具體過程為

顯示隱藏文件,打開.cshrc修改,加入路徑set path=(……)等項,如:set path=(/home/gaole/gamit/com /home/gaole/gamit/gamit/bin /home/gaole/gamit/kf/bin /home/gaole/gamit/help /usr/local/bin /sbin /bin /usr/ccs/bin＄path)setenv HELP_DIR home/gaole/gamit/help/

4 實際數據處理

GAMIT/GLOBK軟件是高精度GPS數據處理軟件中最為經濟,使用最廣泛的一個軟件,利用該軟件解算GPS數據需要進行如下工作[5]:

1)準備數據文件,這包括準備連續觀測臺站和全球IGS站的觀測數據文件以及IGS所提供的服務數據;

2)對觀測數據進行編輯,這包括文件的分割、合并和質量檢查;

3)應用GAMIT軟件解算GPS數據,包括設置GAMIT軟件參數并進行解算,解算完畢后檢查結果的質量;

4)對解算結果做進一步的處理,包括數據的提取,剔除突跳點以及繪制序列圖等。

GAMIT/GLOBK具有自動批處理功能,按照上述步驟,從IGS網站上下載了2000年第34天BLYT 、JPLM 、LNCO、MATH 、VNDP 五個站點的數據,建立工程目錄d034,在此目錄下建立brdc(保存導航文件brdc0340.00n)、rinex(保存觀測o文件)、tables(保存控制文件)、igs(保存精密星歷.sp3文件),使用終端運行GAMIT/GLOBK,輸入下列命令

#Csh

#Sh_gamit–extp casm–d 2000 034–noftp–orbit IGSF

用戶會在自動生成的結果目錄034中得到處理結果。Sh_gamit完成后生成ASCII碼的結果文件Q文件、完全解結果文件O文件、協方差文件H文件。

一般用以下三個標準來評價每天的結算結果[6]:

①包括所需要的所有的數據;

②數據與模型的擬合在期望值內;

③認為殘差值合理。

1)從所用觀測數據檢查

大部分情況下,可以通過GAMIT的總結文件sh_gamit_ddd.summary中以及由sh_glred產生的單天解重復性來評價解算結果是否合理。

首先檢查是否包含所需要的所有數據。總結文件中“Total xfile”項應等于 RINEX文件數,如果“Number of station used”小于x文件數,就說明其中有些RINEX文件建立后,在中間處理時因為數據太少又被摒棄了。

2)Gamit數據處理質量的評價標準

GAMIT計算得到的單天解標準化均方差Post_nrms是衡量單天解質量的主要標準之一,其值應在0.2左右,若nrms太大,則說明處理過程中周跳可能未完全修復。

從生成的Q文件中得到的效果ITRF2000框架下的基線結果,如表1所示。

表1 基線處理結果

從表1中可看出,GAMIT/GLOBK處理數據的精度是非常高的,解算基線的相對精度可以達到10-9。

5 結 論

GAMIT/GLOBK軟件作為高精度GPS解算處理軟件,對于大數據量的數據處理具有運算速度快的特點,在實際工作中有著重要的作用。讀者可以根據以上步驟進行SUSE系統平臺與GAMIT/GLOBK軟件的安裝與運行。在實際使用中還可能遇到各種各樣的問題,想要真正地用好GAMIT/GLOBK軟件,需要在實踐中不斷地摸索與總結。

[1]ARNDT J,BEHLERT S.Suse Linux 10.0[M/OL].novell Inc,2005,http://www.novell.com/..

[2]王天應,施 闖.GAMIT在 PC機上的安裝和使用[J].地理信息空間,2007,5(5):116-118.

[3]王志強,李 軍.GAMIT使用指南[J].全球定位系統,2002,27(2):36-39.

[4]成 樺 .在Linux操作系統下安裝與運行GAMIT軟件[J].計算機與信息技術,2007,(4):73-77.

[5]趙桂儒.基于GAMIT軟件的GPS數據處理框架建設[D].中國地震局地震研究所,2007.

[6]黨亞民,秘金鐘,成英燕.全球導航衛星系統原理與應用[M].北京:測繪出版社,2007.