王 楠，張 郁

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州510060)

一、引 言

TEQC(translation edit and quality checking)是功能強大且簡單易用的GPS/GLONASS數(shù)據(jù)預(yù)處理與數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件。TEQC的主要功能包括;格式轉(zhuǎn)換、RINEX編輯和質(zhì)量檢查。其中，質(zhì)量檢查(quality checking)是指對影響數(shù)據(jù)精度的多路徑效應(yīng)、電離層折射、信號信噪比等信息進(jìn)行質(zhì)量檢查。

本文試圖利用TEQC的質(zhì)量檢查功能對GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，并運用TEQCPLOT顯示繪圖文件，分析和記錄各文件的數(shù)據(jù)質(zhì)量情況;然后采用TEQC的數(shù)據(jù)編輯功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，剔除質(zhì)量較差的觀測數(shù)據(jù)，以保證利用準(zhǔn)確性較高的數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS基線解算。

二、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

本文所采用的數(shù)據(jù)為某大型水利設(shè)施(大壩)GPS點位監(jiān)測數(shù)據(jù)，共11個點，圖1為監(jiān)測網(wǎng)的GPS點位分布圖。施測時間為2014年4月10日，觀測時間均為8 h左右。采樣率15 s，觀測時衛(wèi)星截止高度角設(shè)為10°。其中3個測站的點位及測站情況見表1。

測站0005的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查情況如下。打開DOS界面后輸入命令:teqc+qc-nav 00051010．08n 00051010．08o或者teqc+qc 0005 1010．08o(把導(dǎo)航文件放入同一個文件夾)。運行后產(chǎn)生9個質(zhì)量檢查結(jié)果文件:00051010．mp1、00051010．mp2是L1、L2載波C/A碼或P碼多路徑效應(yīng)文件，00051010．sn1、00051010．sn2是L1、L2載波信噪比文件，00051010．ele是衛(wèi)星高度角文件，00051010．a(chǎn)zi是衛(wèi)星方位角文件，00051010．ion、00051010．iod是電離層誤差及其變化率文件，以及匯總文件00051010．08 s。

圖1 某大型水利設(shè)施變形監(jiān)測GPS點位分布圖

通過這9個文件及其可視化形式可以對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析檢測。

表1 某大型水利設(shè)施變形監(jiān)測GPS點位及測站情況

首先主要針對質(zhì)量檢查匯總S文件查看觀測值的相關(guān)統(tǒng)計信息，包括絕對定位坐標(biāo)、觀測到的衛(wèi)星數(shù)、采樣時間長度、數(shù)據(jù)采樣率、多路徑效應(yīng)影響、數(shù)據(jù)利用率、數(shù)據(jù)文件周跳等。在S文件中，可以簡單地直接查看下列標(biāo)記行數(shù)據(jù)，見表2。

表2 測站0005統(tǒng)計文件中的標(biāo)記行數(shù)據(jù)

TEQC質(zhì)量檢查分析中，主要通過以下指標(biāo)對觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行分析:

1)數(shù)據(jù)完整性:是指Possible obs/Complete obs的比值，即預(yù)期歷元數(shù)與實際歷元數(shù)比值。即測站0005在衛(wèi)星截止高度角為10°時的數(shù)據(jù)利用率為87%。

2)觀測值和周跳比值(o/slps):o/slps為實際歷元數(shù)與周跳數(shù)的比值，也叫每周跳歷元數(shù)，有時也用CSP=1000/(o/slps)表示。即測站0005的每周跳歷元數(shù)為620個。

3)多路徑誤差分析(MP1、MP2):多路徑誤差直接反映了測站周圍的環(huán)境質(zhì)量，S文件中對多路徑誤差分析較為詳細(xì)。S文件中記錄了各顆衛(wèi)星在高度角大于10°和高度角在10°～90°范圍內(nèi)的歷元數(shù)、觀測時段內(nèi)MP1、MP2的均方差值等信息。利用TEQC的輔助軟件TEQCPLOT畫圖，可將多路徑效應(yīng)更加直觀地反映出來。圖2和圖3為測站0005的多路徑效應(yīng)圖，其中橫坐標(biāo)為觀測歷元，縱坐標(biāo)為可視的各顆衛(wèi)星編號，圖中用灰度表示每顆衛(wèi)星的多路徑效應(yīng)情況，右側(cè)為灰度對比線。

圖2 測站0005在截止高度角10°時的L1多路徑效應(yīng)

圖3 測站0005在截止高度角10°時的L2多路徑效應(yīng)

由圖2和圖3可知:測站0005的多路徑效應(yīng)均方差值很小，MP1=0．37，MP2=0．52，L1載波多路徑效應(yīng)小于L2載波多路徑效應(yīng)。

圖4為測站0005各顆衛(wèi)星的高度角情況，通過該圖可以看出，大部分衛(wèi)星的高度角范圍都在10°～70°之間。

圖4 測站0005接收到的全部衛(wèi)星的高度角

4)信噪比(SN1、SN2)是衛(wèi)星信號與噪聲的比值。文件中以5°為區(qū)間列出0°～90°高度角范圍內(nèi)接收到所有歷元的信噪比的平均值。圖5和圖6是用TEQCPLOT繪制的信噪比曲線圖。從圖中可以看出:L1載波信噪比小于L2載波信噪比;高度角越小，信噪比越小，誤差就越大。此外，有些衛(wèi)星的信號是不連續(xù)的，信噪比也很大，對誤差的影響是很大的。

三、結(jié) 論

GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查在實際作業(yè)中非常重要，及時有效地掌握數(shù)據(jù)質(zhì)量情況，就可以減少返工和不必要的浪費，對合理安排作業(yè)，調(diào)度觀測時段、調(diào)配使用儀器是非常重要的;同時也可以更好地了解GPS接收機的性能。

圖5 測站0005在截止高度角10°時的L1信噪比

圖6 測站0005在截止高度角10°時的L2信噪比

本文運用TEQC的質(zhì)量檢查功能生成觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查結(jié)果文件，并運用Matlab程序TEQCPLOT或其他繪圖工具顯示繪圖文件，分析和記錄各文件的數(shù)據(jù)質(zhì)量情況。通過上述試驗的比較與分析，可以歸納以下幾點結(jié)論:

1)運用TEQC的質(zhì)量檢查功能生成觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查結(jié)果文件可以及時有效地檢查GPS數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)完整性、觀測值和周跳比值(O/SLPS)、多路徑誤差分析(MP1、MP2)、信噪比(SN1、SN2)等信息，可根據(jù)上述信息對GPS初始數(shù)據(jù)質(zhì)量有最初的判斷。

2)運用Matlab程序TEQCPLOT或其他繪圖工具顯示繪圖文件，有利于更直觀地分析和記錄各文件的數(shù)據(jù)質(zhì)量情況。

3)后續(xù)還可以采用TEQC的數(shù)據(jù)編輯功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，剔除質(zhì)量較差的觀測數(shù)據(jù)，并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行時段分割以方便后續(xù)研究的進(jìn)行。

綜合本文，建議在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合作業(yè)環(huán)境，接收機類型，可見衛(wèi)星情況等綜合考慮，充分運用TEQC的質(zhì)量檢查功能和數(shù)據(jù)編輯功能，有效地剔除質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)預(yù)處理做準(zhǔn)備，以保證利用準(zhǔn)確性較高的數(shù)據(jù)進(jìn)行GPS基線解算，并經(jīng)過基線解算比較分析得出最終的結(jié)果。

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