GPS觀測數據的質量分析與應用

2011-07-24 06:10:42鄧盛東何為聰

四川建筑 2011年5期

關鍵詞：質量

袁偉，鄧盛東，何為聰

(1.中國水電顧問集團昆明勘測設計研究院，云南昆明650041;2.江蘇南京地質工程勘察院蘇州分院，江蘇蘇州215000)

隨著空間定位技術的不斷發展和完善，GPS定位以其精度高、速度快、全天候，且不受天氣的干擾等優點已成為測繪領域中確定地面坐標的主要作業方法之一。由其定位方式可知，GPS在實現定位的過程中不可避免地受到多種誤差的影響，如:電離層延遲，對流層延遲，儀器故障、老化，測站的多路徑效應過高，測站附近電磁場干擾過強和暫時性的信息遮蔽等。在實現高精度定位的過程中，必須最大限度地減弱或消除各種因素對定位結果的影響。因此，有必要在GPS解算前對GPS觀測數據的質量進行檢核，對影響定位結果較大的觀測值應舍棄或者返工，這對觀測誤差的分析和精度的提高是有意義的。目前，評定觀測數據質量的方法主要有兩種，一種是根據商業軟件的基線解算結果分析;一種是使用專門的觀測值質量分析軟件。

1 工具及方法介紹

TEQC(Translation Editing and Quality Checking)是功能強大且簡單易用的GPS/GLONASS/SBAS數據預處理及質量分析軟件。它的主要功能有格式轉換、編輯及質量檢核。本文中主要使用的是TEQC的質量檢核功能。

對TEQC檢核生成的文件實現可視化主要有兩種方式，一種是曲線視圖;一種是全星空視圖。曲線視圖查看的方式在UNAVCO網站上提供了與TEQC相輔助的工具，如:QCVIEW、gt、TEQCPLOT等。全星空視圖查看的方式目前主要使用QC2SKY。

1.1 TEQC質量檢核的原理

電離層延遲、多路徑效應、接收機噪聲是影響數據質量的主要因素，其中尤以多路徑效應最為復雜，最為明顯。TEQC中電離層延遲、電離層延遲變化率分別采用式(1)和式(2)來計算，文獻[1]中詳細闡明了多路徑效應采用式(3)和式(4)的組合量來檢核其影響。

式中:P1，P2是雙頻偽距觀測值，L1，L2是雙頻載波相位觀測值，M1，M2是雙頻偽距多路徑效應，m1，m2是雙頻載波相位觀測值的多路徑效應，n1，n2是整周模糊度，f1，f2是頻率，λ1，λ2是波長。

1.2 TEQC質量檢核的方式

根據有無導航文件，TEQC的質量檢核分為qc－lite和qc－full兩種模式。

(1)qc－lite(無導航文件)。

運行teqc+qc*.＊＊o，TEQC對文件*.＊＊o在qc－lite方式下進行質量檢核。質量檢核的結果會生成報告文件*.＊＊S和數據文件*.ion(L1載波的電離層延遲)、*.iod(電離層延遲的變化率)、*.mp1(L1載波C/A碼或P碼偽距的多路徑效應影響)、*.mp2(L2載波P碼偽距的多路徑效應影響)、*.sn1(L1載波的信噪比)、*.sn2(L2載波的信噪比)。

(2)qc－full(輸入導航文件或同一目錄下有對應的N文件)。

同時輸入O文件和N文件，運行teqc+qc－nav*.＊＊n*.＊＊o;或N文件和O文件在同一目錄下，TEQC會自動搜索N文件，無需用－nav指定，運行teqc+qc*.＊＊o，TEQC對文件*.＊＊o在qc－full方式下進行質量檢核。檢核的結果除qc－lite方式下的報告文件和數據文件外，還增加了衛星和接收機天線的位置信息及兩個數據文件*.azi(衛星方位角)，* .ele(衛星高度角)。

需要說明的是使用teqc中的參數++sym可以得到一個所有可能出現的標記符號及其注釋內容說明。其常用命令格式為:Teqc+qc++sym－nav* .＊＊n* .＊＊o。

1.3 TEQC質量檢核結果查看

數據質量評價的主要內容有:L1載波上的C/A碼或P碼的多路徑觀測誤差;L2載波上的P碼多路徑觀測誤差;電離層影響誤差;電離層延遲變化率。此外還包括接收機信號的抖動，L1、L2載波的失鎖(周跳)，點位多路徑誤差平均值，衛星高度角和方位角，接收機時鐘漂移，信噪比和其它有關的參數。全星空圖查看使用QC2SKY軟件進行，其命令格式為:qc2sky+filename cutoff linewidth background。其中:filename是TEQC的輸出文件，不帶擴展名;cutoff是截止高度角，單位是度;linewidth是線寬，數值從1至9;background是背景顏色。曲線圖的查看直接運行TEQCPLOT，選擇相應的文件即可。