韓曉冬,沈石凱,周林根,黃　磊

(1.山東科技大學(xué)山東省基礎(chǔ)地理信息與數(shù)字化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590;

2.海島(礁)測(cè)繪技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590;

3.上海東華建設(shè)管理有限公司,上海 200032)

基于C#的CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理

韓曉冬1,2,沈石凱1,2,周林根3,黃磊1,2

(1.山東科技大學(xué)山東省基礎(chǔ)地理信息與數(shù)字化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590;

2.海島(礁)測(cè)繪技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590;

3.上海東華建設(shè)管理有限公司,上海 200032)

摘要：針對(duì)CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理的不可視性和繁瑣性問(wèn)題,綜合TEQC和QCVIEW的優(yōu)勢(shì),用C#編程實(shí)現(xiàn)了CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理的可視化和便捷化。詳細(xì)論述了程序的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)預(yù)處理結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析,證明該程序可以有效改善CORS觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量,并有助于進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理;TEQC;QCVIEW;C#

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.03.013

中圖分類號(hào)：P228.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：碼： A

文章編號(hào)：號(hào)： 1008-9268(2015)03-0055-04

收稿日期：2015-04-10

作者簡(jiǎn)介

Abstract:As for the problem that CORS data preprocessing is invisible and complex, the advantages of TEQC and QCVIEW were combined, programmed in C# to realize the visualization and convenience of CORS data processing. Design of the program was discussed in detail, and the results were analyzed, proved that the program can effectively improve the quality of CORS data, and contribute to the data quality evaluation.

0引言

連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)(CORS)是利用多基站網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)建立的連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng),是空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施最為重要的組成部分,可以獲取各類空間的位置時(shí)間信息及其相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化[1]。CORS數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞是影響CORS測(cè)量精度的主要因素之一,對(duì)CORS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理也是進(jìn)行CORS數(shù)據(jù)處理的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。

CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理所使用的TEQC軟件不具備可視性,交互性差,并且借助于QCVIEW軟件實(shí)現(xiàn)可視化也需要繁瑣的操作。鑒于此,作者利用C#編程,完成對(duì)TEQC核心功能的可視化封裝。該程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核的批處理,且對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析評(píng)價(jià)生成文檔,并借助于第三方QCVIEW軟件使可視化成圖簡(jiǎn)單化,最后對(duì)質(zhì)量較差的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。

1TEQC和QCVIEW簡(jiǎn)介

TEQC是由UNAVCO研制,并為地學(xué)研究GPS監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)管理服務(wù)的公開(kāi)免費(fèi)軟件。它是完全非交互界面軟件,可在UNIX系統(tǒng)或DOS環(huán)境下運(yùn)行[2-3]。它主要包含以下三個(gè)模塊:1) 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊(Translate);2) RINEX數(shù)據(jù)編輯模塊(Edit);3) 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核模塊(Quality Check)。三個(gè)模塊是相互獨(dú)立,互不影響的,既可以單獨(dú)使用其中一個(gè)模塊,也可以組合使用[4]。但它是DOS環(huán)境下的命令式軟件,交互性較差,操作不方便。

QCVIEW是由UNAVCO研制,并隨同TEQC軟件一起使用的繪圖工具[3]。在UNIX系統(tǒng)下或DOS環(huán)境下,QCVIEW可以分色顯示一顆或所有觀測(cè)衛(wèi)星的電離層延遲、多路徑誤差等隨時(shí)間變化的曲線圖,還可以將屏幕圖形利用-dump命令轉(zhuǎn)化為PS格式輸出到圖形文件。其中有QCVIEW和QCVIEW32兩個(gè)版本,分別在64位和32位計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,當(dāng)在32位計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí),同時(shí)還需要DOS4GW.EXE的支持[3]。

2CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理

CORS數(shù)據(jù)的預(yù)處理大致可以分為三部分:1)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核。2)分析文件的可視化成圖。3)數(shù)據(jù)文件的修復(fù)。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核是利用TEQC軟件對(duì)CORS數(shù)據(jù)觀測(cè)文件和導(dǎo)航文件進(jìn)行檢核,生成九個(gè)分析文件,其中包括:綜合分析結(jié)果(.S)、L1上多路徑誤差(.mp1)、L2上多路徑誤差(.mp2)、L1觀測(cè)值信噪比(.sn1)、L2觀測(cè)值信噪比(.sn2)、電離層延遲(.ion)、 電離層延遲變化率(.iod)、衛(wèi)星高度角(.ele)、衛(wèi)星方位角(.azi)。若只對(duì)觀測(cè)文件進(jìn)行檢核則生成除衛(wèi)星高度角和衛(wèi)星方位角之外的七個(gè)分析文件[5]。分析文件的可視化成圖是對(duì)質(zhì)量檢核生成的八個(gè)分析文件(除了匯總S文件),借助QCVIEW軟件以DOSBOX為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可視化。數(shù)據(jù)文件的修復(fù)主要是根據(jù)分析文件可視化的結(jié)果對(duì)誤差較大歷元時(shí)間段進(jìn)行觀測(cè)數(shù)據(jù)文件的切割及對(duì)單個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。

聯(lián)系人： 沈石凱 E-mail: 244752214@qq.com

數(shù)據(jù)預(yù)處理程序界面分為三個(gè)板塊:數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核;質(zhì)量分析可視化和數(shù)據(jù)文件修復(fù)。以某省CORS站的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行試驗(yàn),介紹該程序的設(shè)計(jì)思路。

2.1　數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核

根據(jù)teqc.exe命令進(jìn)行檢核,即為:teqc.exe+qc file1.程序?qū)τ^測(cè)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行遍歷以生成bat腳本,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核的批處理功能。部分程序代碼如圖1所示。

圖1　數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核代碼(部分)

質(zhì)量檢核完成后,程序會(huì)對(duì)生成的分析匯總文件(S文件)進(jìn)行指標(biāo)值的提取,并根據(jù)指標(biāo)閾值進(jìn)行判斷[2,6],以對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析生成文檔[7]。部分結(jié)果如圖2所示。

圖2　質(zhì)量檢核結(jié)果文檔

2.2　質(zhì)量分析可視化

由于win7下的顯卡驅(qū)動(dòng)均不支持DOS下的全屏模式,所以本文借助于DOSBOX 0.74模擬器來(lái)進(jìn)行可視化成圖。通過(guò)更改dosbox-0.74.conf文件的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)DOSBOX的可視化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量分析可視化的功能。部分代碼如圖3所示。

圖3　質(zhì)量分析可視化代碼(部分)

根據(jù)檢核生成的質(zhì)量分析文檔可以看出該測(cè)站第27天數(shù)據(jù)的多路徑誤差超出閾值,不滿足要求?？蓪?duì)該天多路徑誤差分析文件進(jìn)行可視化成圖,如圖5(a)所示。從圖中可看出在430至450歷元時(shí)間段內(nèi)多路徑誤差較大,通過(guò)查看單個(gè)衛(wèi)星可以發(fā)現(xiàn)03號(hào)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的多路徑誤差較大,記錄這些信息,為數(shù)據(jù)文件修復(fù)做準(zhǔn)備。

2.3　數(shù)據(jù)文件修復(fù)

當(dāng)觀測(cè)數(shù)據(jù)中某歷元時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)質(zhì)量較差時(shí),便可以根據(jù)teqc.exe命令進(jìn)行切割。例如為保留從2點(diǎn)到23點(diǎn)的數(shù)據(jù)(假設(shè)從零點(diǎn)到2點(diǎn),23點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)質(zhì)量較差),可執(zhí)行如下命令:

teqc.exe-st 20131026020000-e 20131026230000

source.13o> result.13o

但teqc.exe沒(méi)有直接切割某一時(shí)間段的命令,作者自編程序?qū)崿F(xiàn)了這一功能。部分代碼如圖4所示。

圖4數(shù)據(jù)文件修復(fù)代碼(部分)

根據(jù)可視化記錄信息,刪除430至450歷元時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)。再次對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行質(zhì)量檢核,可視化成圖。如圖5(b)所示。

又或者03號(hào)衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量較差,也可以利用程序刪除這一衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù),重新對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行質(zhì)量檢核、可視化成圖,如圖5(c)所示。

圖5　多路徑誤差mp1 (a) 切割前;(b)切割后;(c) 禁用03衛(wèi)星后

2.4　結(jié)果分析

從圖5(a)和圖5(b)可以看出,經(jīng)過(guò)程序切割處理后,已將多路徑誤差較大歷元時(shí)間段的數(shù)據(jù)刪除,整體數(shù)據(jù)的多路徑誤差明顯變小。查看切割后數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核的S文件可知mp1=0.52、mp2=0.52,而數(shù)據(jù)質(zhì)量分析所得的mp1=0.55、mp2=0.59,同樣可以看出,刪除誤差較大的觀測(cè)數(shù)據(jù)之后,L1和L2上的多路徑誤差均有所減小。

同理,對(duì)比圖5(a)和圖5(c),發(fā)現(xiàn)禁用03號(hào)衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)之后,整體的多路徑誤差也減小了。禁用衛(wèi)星后S文件中mp1=0.49、mp2=0.51,數(shù)據(jù)質(zhì)量分析的mp1=0.55、mp2=0.59.

3結(jié)束語(yǔ)

在TEQC軟件和QCVIEW軟件優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,使用C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的方法,將TEQC和QCVIEW結(jié)合封裝起來(lái),實(shí)現(xiàn)了CORS數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程的可視化和便捷化。程序還有一些方面需要繼續(xù)優(yōu)化,可以嘗試與一些數(shù)據(jù)處理軟件相結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)CORS數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理。

參考文獻(xiàn)

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韓曉冬(1963-),男,江蘇泰縣人,教授,主要研究方向?yàn)镚NSS理論及應(yīng)用、測(cè)量數(shù)據(jù)處理。

沈石凱(1991-),男,山東菏澤人,碩士研究生,研究方向?yàn)樾l(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)。

周林根(1963-)，男，浙江臨海人，高級(jí)工程師，主要從事港口建設(shè)和管理工作。

黃磊(1990-)，男，山東聊城人，碩士生，主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)。

CORS Data Processing Based on C#

HAN Xiaodong1,2,SHEN Shikai1,2,ZHOU Lingen3,HUANG Lei1,2

(1.ShandongProvincialKeyLaboratoryofGeomaticsandDigitalTechnologyofShandong

Province,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266590,China;

2.KeyLaboratoryofSurveyingandMappingTechnologyonIslandandReef,

NationalAdministrationofSurveying,MappingandGeoinformation,Qingdao266590,China;

3.ShanghaiDonghuaConstructionManagementCo.,Ltd.,Shanghai200032,China)

Key words: CORS data preprocessing; TEQC; QCVIEW; C#