基于GAMIT的IGS跟蹤站網基線解算①

薛慧艷，獨知行，李勝春，陰 朋

（1.山東科技大學測繪學院，山東 青島266590；2.青島保稅港區建設局，山東 青島266555；3.徠卡測量系統貿易（北京）有限公司，北京100020）

0 引 言

基線解算是GPS數據處理中占用處理時間最長、工作量最大的一步，是進行網平差的基礎?；€解算質量的好壞直接影響GPS網的定位精度和工作效率［1]。GAMIT軟件是目前高精度GPS基線解算軟件中最為經濟，使用最廣泛的一個軟件。GAMIT軟件是由美國麻省理工學院（MIT）和斯克里普斯海洋研究所（SIO）聯合研制的GPS數據處理軟件，是國際上高精度GPS數據處理通用軟件之一。在GAMIT基線解算中，會遇到幾個關鍵問題：觀測文件、星歷文件、測站相關文件及其它文件的準備；在解算過程中的命令執行及控制參數設置；最終結果精度分析。以部分IGS跟蹤站數據為例，對這幾個關鍵問題進行處理分析。

1 文件準備

1.1 數據文件準備

從fttp：／／garner.ucsd.edu網址下載所需要的文件，主要準備五個文件夾：觀測文件rinex，精密星歷文件igs，廣播星歷文件brdc，表文件tables，單天解文件240。以2009年第240天的數據為例［2]，選擇 daej，irkt，kunm，tash，usud，wuhn，xian七個IGS站的觀測數據進行解算。網形圖如圖1所示。

rinex文件夾中是各個IGS站的觀測數據o文件，igs文件夾中是SP3精密星歷igs15465.sp3，brdc文件夾中是導航文件auto2400.09n.需要準備的表文件如表1所示。

圖1 IGS跟蹤站網形圖

表1 GAMIT所需表文件［3]

1.2 表文件參數設置及L文件準備

1.2.1 表文件參數設置

Station.info：測站信息文件。主要包含測站名、測站觀測起始時間，結束時間、采用的天線類型、接收機類型、接收機版本信息等。若只用到IGS站的數據不需要作修改，若用到自己的觀測數據時，需將自己的測站信息添加到station.info.如果測站過多，要逐個站輸入，內容跟格式都很容易出錯，效率很低。采用一個快速簡單的方法，在rinex文件夾下創建一個只有表頭的station.info文件，在終端進入rinex，輸入命令sh＿upd＿stnfofiles＊.09o，即可建立自己測站的信息文件，將其內容復制到tables下的station.info即可。

sestlb.：測段解算及解算策略的參數設置。Update tolerance＝ .3；該語句表明計算程序會在L文件中坐標平差改動大于0.3m時更新L文件。

當在解算中不采用潮汐表時，作如下參數修改：

Tides applied＝23（默認值為31）

Use otl.list＝ N

Use otl.grid＝ N（默認值為Y）

Use atl.list＝ N

Use atl.grid＝ N

Sittbl.：計算中采用的數據集相應的約束信息。

SITE FIX－－COORD.CONSTR.－－

＜＜default for regional stations＞＞

ALL NNN 100.100.100.

＜＜IGS core stations＞＞

VILL MASS＿GPS NNN 0.050 0.050 0.10

1.2.2 L文件的生成

啟動終端，進入／home／gpss／xhy／240，輸入命令links.day 2009 240gps1，將表文件鏈接到單天解文件里面。執行grep POSITION＊.09o＞xyz.rnx命令，根據o文件計算近似坐標，并生成xyz.rnx文件。接著執行rx2apr xyz.rnx 2009 240，生成xyz.rnx.apr文件。再執行glbtol xyz.rnx.apr lgps19.240""2009 240，生成lgps19.240文件。

2 基線解算

2.1 分步處理

從終端進入240，執行makexp，根據提示輸入工程名、軌道名、年、日和session.號，依次為gps1，igs0，2009，99，接著提示輸入L文件，導航文件，采樣間隔，起始時間，歷元數，依次輸入lgps19.240，auto2400.09n，30，0，0，2880.執行完 makexp程序之后，屏幕會顯示接下來的執行步驟。按照提示執行如下命令

sh＿sp3fit－f igs15465.sp3－o gps1

sh＿check＿sess－sess 240－type gfile－file ggps19.240

makej auto2400.09njauto9.240

sh＿check＿sess－sess 240－type jfile－file jgps19.240

makex gps1.makex.batch

fixdrv dgps19.240

csh bgps19.bat

2.2 批處理

進入／home／gpss，新建文件夾xhy1，將之前準備好的igs、brdc、rinex三個文件復制到xhy1下。從終端進入xhy1，查看一下文件是否完整，然后執行命令sh＿setup－yr 2009，生成表文件tables，按照2.2對表文件進行相應修改，將tables下的全部文件都復制到igs下，最后執行命令sh＿gamit–d 2009 240－orbit IGSF －expt gps1，回車等待結果。

兩種方法最后得到的結果是一致的，分步處理的操作比較麻煩，但能夠更清晰地了解每個文件的生成，并能隨時解決出現的問題；批處理的操作簡便，然而出現錯誤很難找到問題所在。對于多天數據的解算，應用批處理的方法更簡便一些。當批處理出現錯誤又找不到原因，可以通過分步處理檢查錯誤并加以改正。

3 結果精度與可靠性分析

1）查看結果文件o文件，其中均方根殘差（NRMS）表示單時段解算出的基線值偏離其加權值的程度，是從歷元的模糊度解算中得出的殘差，是衡量GAMIT解算結果的一個重要指標［4]。一般說來，NRMS值越小，說明基線估算精度越高，反之，則精度較低。通常比較理想的值應小于0.25，如果該值大于0.5就意味著處理過程中未除去大的周跳或某一參數的解算存在很大偏差，或者解算模型設定有誤。本例中查看ogps1a.24文件，看其中的postfit nrms值是0.206，在誤差范圍內，精度比較高。

2）NRMS值較小，需仔細查看autcln.sum文件，進一步確定觀測站和衛星數據無異常情況［3]。

3）檢查sh＿gamit＿doy.summary文件，查看平均均方根（RMS）和最好／最差兩個站點的RMS值，RMS值一般應小于8mm但不為0，最大不超過15mm.若最好的站點RMS值為0或最差的站點RMS值大于15mm，則說明存在數據質量問題或其他原因。本次處理的結果是符合要求的。

4）基線解算結果的評價指標：GAMIT軟件解算長基線的相對精度能達到10－9量級，解算短基線的精度能優于1mm.

基線解算精度統計如表2所示。

4 結 論

對于高精度GPS定位解算的基線處理，特別是長基線解算，GAMIT具有運算速度快，解算精度高的優勢，在整個數據處理過程中，需要注意的關鍵問題有兩點：

1）在數據預處理時，測站信息文件，測站信息控制文件等的準備。介紹了簡便準確的方法來準備測站信息文件，將繁瑣的工作簡單化。

2）在基線解算時，不同星歷文件的選擇及處理方法的選擇。采用批處理和分步處理兩種方法，這兩種方法可以取長補短，相互檢驗。解決好關鍵問題對工作效率和定位精度的提高都很有幫助。

［1]徐 杰，任 超，孟 黎.使用GAMIT進行高精度基線向量解算的方法與實踐［J].海洋測繪，2007，27（6）：29－32.

［2]馬洪濱，賀黎明.新版GAMIT軟件的功能特點與應用實例分析［J].礦山測量，2008：35－39.

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

［4]李征航，張小紅.衛星導航定位新技術及高精度數據處理方法 ［M].武漢：武漢大學出版社，2009.

［5]鄂棟臣，魯必偉，姜衛平，等.應用 GAMIT－GLOBK軟件進行高精度GPS數據處理［J].極地研究，2005，17（3）：173－182.

［6]李 杰，王曉強.應用GAMIT軟件進行高精度GPS定位解算［J].內陸地震，2001，15（4）：355－359.