Linux下安裝BERN 5.0軟件及大規模CORS站網數據處理策略

賀蔚，董淑鵬

(武漢市政工程設計研究院有限責任公司，湖北武漢 430023)

1 BERN 5.0軟件簡介

目前國際上GPS數據處理軟件主要有美國JPL的GIPSY/OASIS及MIT的GAMIT/GLOBK，瑞士伯爾尼大學的BERN系列，國內處理精度比較好的軟件為武漢大學的PANDA軟件。BERN軟件由瑞士伯爾尼大學研制，目前即將升級到5.2版本，軟件功能十分強大，既有事后精密單點定位(PPP)模塊，又有雙差處理(RNX2SNX)模塊，此外在鐘差計算、對流層參數、電離層參數、定軌計算方面均能達到較高精度，是一款專業性能非常強大的軟件，基本上涵蓋了GPS數據處理的所有功能模塊［1～5］。

BERN 5.0軟件分Windows微機版及Unix版本，Windows版本由于所有功能已編譯，按照使用說明直接安裝到本地微機上即可使用;Unix版本需要編譯才能使用，不同的操作系統使用不同的編譯器，按照說明書找到編譯器后編譯完成即可使用。但是筆者在使用時發現，按照軟件說明書的操作進行安裝時會碰到錯誤，導致安裝執行不下去。基于此本文主要介紹了如何在Linux系統下成功安裝BERN 5.0軟件以方便初學者使用;基于目前國內CORS站網數據較多，使用相關數據處理時需分區處理耗時費事的問題，本文提出利用BERN 5.0軟件進行快速處理的方法和編譯策略［6］。

2 安裝

本文所述的在Linux下成功安裝的過程主要采用的操作系統為 Linux2.6.18 －164.el5 版本，c shell環境，基本編譯語言為G95。要想成功安裝BERN 5.0，必須做好必要的文件準備工作，如檢查安裝文件是否齊全;下載輔助安裝軟件，如在Linux操作系統下必須安裝QT、Perl以及Fortran 編譯器，其中，QT 需要3.0.7版本以上，Perl需要5.6版本以上，目前操作系統主要分為32位和64位，注意下載對應版本的軟件，Fortran編譯器則有F77，F90，G95等，根據不同用戶需要選擇相應編譯器。

(1)安裝文件檢查

Unix版本的BERN 5.0軟件安裝包共有8個壓縮文件，分別是 BPE.TAZ，EXAMPLE.TAZ，GPS.TAZ，ICONS.TAZ，INC.TAC，LIB.TAZ，MENU.TAZ，PGM.TAZ，以及SETUP.SH文件和一個README文件夾，內含一些說明文件，在安裝前必須檢查以上所述安裝文件是否齊全。

(2)安裝 QT 3.0.7

首先在.chsrc中設置如下環境變量:

接下來相繼運行:

即可安裝完畢。

(3)安裝 Perl，下載了 perl－5.6.2 版本，安裝過程如下:

即可成功安裝。

(4)G95編譯器安裝，下載了g95－86_64－32－Linux.tar版本，解壓后，執行以下命令:

將路徑鏈接后就可以執行g95，而不需要重新安裝。

3 軟件安裝

(1)軟件編譯

在準備文件安裝完畢后即可以進行BERN 5.0軟件的編譯，本文所述的軟件編譯并不是對BERN 5.0軟件操作說明書的簡單翻譯，而是對其未提及技術問題的補充，因而須結合軟件操作說明書的安裝步驟及本文所說內容進行安裝，因而普通的安裝流程將不是本文的重點，也不再贅述。

首先打開Linux終端進入安裝目錄，查看是否安裝了uncompress解壓軟件，一般Linux下不帶uncompress這個解壓軟件，解決方法一是下載安裝uncompress，另外一個方法是采用Linux下自帶的gzip解壓軟件，即打開安裝源文件SETUP.SH，把uncompress換成gzip－d源文件系統，檢查，然后在該安裝目錄下執行以下命令:sh SETUP.SH

①將會出現拷貝文件到安裝目錄的命令，等文件拷貝完成后，先不按照提示進行安裝，而選擇退出，進入$X/EXE($X代表BERN 5.0安裝路徑)目錄下修改CMPOPT.pl文件，加入g95編譯器到系統指定的編譯選項，添加的語言如下:

②輸入:

將會出現編譯窗口，再按照窗口中的提示一步步進行，就可以編譯成功當前版本的BERN 5.0。

安裝完成以后，必須將以下兩行加入.cshrc文件中去:

至此，安裝過程已基本完畢，在終端輸入G回車，即可出現bernese界面。

(2)軟件升級

由于不同的用戶使用的版本可能不一樣，而BERN 5.0軟件開發小組定期對軟件進行升級和維護，要想正常使用Bern必須將當前安裝完畢的版本升級到最新版本。例如筆者安裝的軟件版本為2004－07－15，則必須將其升級到2010－02－18版本。

在軟件安裝完畢后，必須對現有的版本進行升級，去伯爾尼官方網站上下載對應時期的升級包，解壓覆蓋或安裝編譯即可。需要記住的是要按照時間順序先后解壓覆蓋，最終解壓完畢以后一起編譯，如筆者版本為2004－07－15版本，則必須依次下載2004－2010年補丁，依照時間先后順序解壓到$X目錄下。然后再運行一遍:

對源文件進行重新編譯。

同時還需要下載最新的EXAMPLE壓縮包，因為新版本的軟件支持天線帶罩子，而老版本的并不支持，所以必須更新算例。此外，還要到ftp://aiub.unibe.ch下更新GPS/GEN目錄下的一些常用參數文件，該目錄包含接收機型號、天線型號、衛星狀態信息及地球物理常數，需要及時更新到最新版本。

(3)安裝注意事項

安裝過程中最容易遇到問題的是Fortran編譯器的使用，因為在老版本的軟件中，只列了6類操作系統和編譯軟件，很多時候都沒有對應的編譯軟件，因而在使用新機器或新的編譯器情況下，都需在CMPOPT.pl文件中加入編譯語言。

在安裝過程中，僅第一次使用sh SETUP.sh命令，將所有的文件解壓完畢拷貝當安裝目錄后，不能再執行該命令，特別是修改完CMPOPT.pl文件后切記不能運行，否則將修改的CMPOPT.pl文件覆蓋。

安裝完畢后需設置環境變量，特別是加入setenv BPE_SERVER_HOST“`uname － n`”這一行至.cshrc文件中，否則安裝的結果看似正常實則不能運行。

安裝完畢后運行程序前還須按照說明文件所述生成DEP200文件，否則安裝步驟并沒有完全。

4 大規模CORS站網數據處理策略

BERN 5.0開發的BPE引擎是處理連續運行基準站(CORS)數據的利器，因為CORS站的數據設置統一，通過BPE計算可實現連續自動化。但是目前國內很多省市CORS數據已接近100站，而對于國家基準站數據，更是高達260個，如果用GAMIT計算，則需考慮分區處理，而由于BERN 5.0采用的是非差處理方式(PPP)和雙差處理方式(RNX2SNX)，采用的是n－1基線組合方式，因而可通過調整源程序重新編譯使其適應更多站的計算。本文主要介紹PPP數據處理模塊進行大規模基準站網數據處理的編譯策略。

在BERN 5.0中精密單點定位(PPP)數據處理模塊采用了非差處理模式，處理精度在2 cm左右，其日常設置中最大測站數設置為100站，由于其處理采用非相關模式，因而可以進行相對擴展，進而處理大規模基準站觀測數據。根據數據計算需求，擬將其更改為最大可同時處理300個CORS站數據，在實際計算過程中，主要采用2011年第172天229個CORS站數據進行大規模網處理調試，對運行過程中出現的問題查找原因并修改源程序后編譯執行。以下為主要的源程序編譯過程:

主程序文件:M_MAXDIM.F文件中，MAXFIL變量由200改為300;CRDMRG文件中文件限制由100改為300;P_gpsest.f文件中MAXFIL變量由200改為300，如果需要計算電離層參數，還需將其擴展至900。

對于主程序，修改后編譯需執行以下命令:

在對話框出現后選擇選項“4”，即編譯源程序即可使用。

子程序文件:QBLH.f，PRIDIS.f，GPHELM.f，CORSAV.f，XYZTIM.f等文件中 MAXFIL 變量由 200 更改為300。

更改后首先打開$I/I_GPSLIB.f90文件，查看文件里面是否含有該子程序的交互定義，如果有，則需按照修改主程序的步驟進行重新編譯;如果沒有子程序的交互定義，則可采用如下方法進行編譯:

則以上修改的信息均已編譯完成，可以進行大規模就CORS站網數據處理。圖1是筆者基于PPP模式計算的229個GNSS連續運行基準站數據的統計結果，從該結果中可以看出，BERN 5.0軟件可以經過修改后可進行大規模基準站網的數據處理，共可計算229站，458個文件數據，處理結果的驗后精度為0.001 18 m滿足精度需求。且計算過程耗時不長，大約每天230站數據采用PPP模式計算的話在30 min左右就可以計算出結果。

圖1 229個CORS站數據處理統計

5 結語

本文主要介紹了BERN 5.0在Linux系統下成功安裝的技術細節并對軟件說明書進行了必要補充，方便初學者在Linux系統下使用該軟件;同時基于目前國內CORS站網數據較多，使用相關數據處理時需分區處理，耗時費事的問題根據筆者實際應用過程中的經驗，給出Linux系統下進行大規模CORS站網數據處理策略和編譯方法。

［1］顧國華.GNSS科學發展與前景［J］.全球定位系統，2008，33(4):1 ～6.

［2］張彩紅，朱波，張黎.應用Bernese軟件進行高精度GPS定位解算［J］.測繪信息與工程，2006，31(3):8～9.

［3］李志才，武軍酈，張鵬等.基于BERN 5.0軟件計算的北京地區GPS可降水量研究［J］.全球定位系統，2008，6，1 ～5.

［4］譚建冬，師倩.基于BERN 5.0軟件GPS動態單歷元計算的初步探討［J］.礦山測量，2009(04):67～69.

［5］李志才，張鵬，蔣志浩等.基于單歷元方法研究汶川8.0級地震對中國大陸的同震變形影響［J］.測繪科學，2009(05):49～51.

［6］Rolf Dach，Urs Hugentobler，Pierre Fridez，Michael Meindl.Bernese GPS Software Version 5.0［R］.2007.