GAMITGLOBK培训材料 - 图文

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GAMIT/GLOBK软件数据处理手册

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西安测绘研究所 二OO四年六月

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前 言

经过二十多年的发展，GPS已逐步取代常规三角测量技术，成为获取地面控制点坐标的主要手段。地面点的坐标精度，由最初的分米量级，提高到目前的厘米甚至毫米级，随机附带的基线解软件，由于种种原因，已越来越不能满足这么高精度的要求。近几年来，随着GAMIT/GLOBK、Bernese、GIPSY等国外GPS科学研究数据处理软件的引进，国内GPS数据处理的水平提高很快，特别是引进的GAMIT/GLOBK软件，已在全国GPS一、二级网和“中国地壳运动观测网络”等重大工程中得到成功应用，取得了大量高精度的成果。我们在多年来GAMIT/GLOBK数据处理积累经验的基础上，编写了这部《GAMIT/GLOBK软件数据处理手册》，旨在为学习GAMIT/GLOBK软件的人员提供入门教材，为具有一定实践经验的人员提供必备的理论知识，以加深对该软件的了解。本书不仅讲述了GAMIT/GLOBK软件所采用的基本数学模型，还对该软件的安装、调试、数据处理步骤以及具体参数设置也做了详细说明，适用于利用该软件进行科学研究、空间大地网数据处理的有关人员。

本书共分为五章，第一章为前言；第二章讲述了基于基准站的GPS测量模式以及外业质量检查软件TEQC；第三章讲述了GAMIT和GLOBK软件采用的基本模型；第四章讲述了GAMIT/GLOBK软件的安装、数据准备、计算基本步骤等内容；第五章则讲述了具体的参数设置。本书的第一章、第三章以及第四章中关于GLOBK软件的部分由焦文海执笔，第二章的第一节由王刚执笔，第二章的第二节由吴显兵执笔，第三章、第四章关于GAMIT软件的部分由宋小勇执笔，全书最后由焦文海校正定稿。

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作者

2004年6月28日

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目 录

第一章 绪 论 ..............................................................................................................5 第二章 基于连续运行基准站的GPS测量模式 ...........................................8

§2.1 基于基准站的GPS测量模式 .................................................................8 §2.2 TEQC使用说明 ............................................................................................ 10 第三章 GPS数据处理基本理论与模型.......................................................... 21

§3.1 GPS的观测量................................................................................................ 21 §3.2 GAMIT的双频载波相位数据处理模型 ........................................... 23

§3.2.1 观测方程的组成 .............................. 23 §3.2.2 不同频率载波相位观测数据之间的线性组合 ....... 24 §3.2.3 法方程的解算过程 ............................ 28 §3.2.4 计算理论观测值应注意的问题 ................... 30

§3.3 GLOBK的多时段解模型......................................................................... 31

§3.3.1 卡尔曼滤波估计 .............................. 31 §3.3.2 单天解的联合平差 ............................ 34

§3.4 精度评估模型 ............................................................................................... 36 第四章 GAMIT/GLOBK数据处理 ................................................................... 37

§4.1 GAMIT/GLOBK软件的安装 ................................................................. 37 §4.2 GAMIT数据处理步骤 .............................................................................. 39

§4.2.1数据准备 .................................... 39

测绘信息网http://www.othermap.com网友提供 §4.2.2数据处理步骤 ................................ 43

§4.3 GLOBK数据处理步骤.............................................................................. 44 附录A GAMIT软件中文件的命名规则............................................................ 47 附录B三级GPS网GAMIT参数设置.............................................................. 48 附录C三级GPS网GLOBK参数设置 ............................................................. 50

测绘信息网http://www.othermap.com网友提供 测绘信息网http://www.othermap.com网友提供 第一章 绪 论

1973年美国国防部决定研究和建立新的全球卫星定位系统，这即是现在的GPS。由于经费预算原因，GPS星座布设方案多次改变。第一颗GPS卫星于1978年2月发射，目前，GPS卫星已布设完毕，在全球任何地区，高度角大于15?时，用户可观察到4-8颗GPS卫星。GPS卫星星座由24颗卫星组成（实际上现在卫星数目大于24颗）。这些卫星分布在6个近圆轨道面上，卫星高度约20200km，倾角55?，周期11h58min。GPS卫星平台上搭载了微波发射机，原子钟，计算机以及其它用于定位和军事计划的设备。卫星的这些设备使用户利用接收机可测到多个站星距离观测量。卫星同时发播广播星历和卫星钟差，这些信息可使地面站可识别不同的卫星和确定任意时刻自己的位置。GPS卫星通过太阳帆板提供电能，并配有姿态控制和轨道调整的设备。目前GPS星座由BLOCK II、BLOCK IIA和BLOCK IIR组成。

对导航和定位而言，导航电文尤显重要。GPS导航电文总长1500bits，它包含卫星钟差、卫星轨道、卫星健康状态和其它数据。导航电文分为5个持续时间为6s的子贞（subframe）。每个子贞包含10个数据字（word），每个数据字长30 bits。其中6个为控制比特，每个子贞的头两个字为遥测字（TLM）和C/A-P码的转换字（HOW），遥测字（TLM）包含一个便于用户解调导航电文的同步和诊断信息。5个连续子贞中第一子贞包含了不同的标记参数和确定卫星钟修正的多项式系数。第二和第三子贞包含了卫星广播星历参数。利用广播星历参数用户可计算卫星的地固地心坐标。第四和第五子贞的信息主要供军事应用，它包括电离层改正参数和历书数据（almanac data），即低精度的卫星轨道值。不象前三个子贞，第四和第五并不是每30s重复，这两个子贞由连续出现的25个页面组成，这样需12.5min就能获得全部信息。每页包含卫星星

座中某一个卫星的历书数据。测绘信息网http://www.othermap.com网友提供 目前，比较著名的GPS数据处理软件主要有美国麻省理工学院（MIT）和海洋研究所（SIO）联合研制的GAMIT/GLOBK软件、瑞士伯尔尼大学研制的BERNESE软件、美国喷气推进实验室（JPL）研制的GIPSY软件等。GAMIT/GLOBK和BERNESE软件采用相位双差数据作为基本解算数据，GIPSY软件采用非差相位数据作为基本解算数据，在精度方面，三个软件没有明显的差异，都可得到厘米级的点位坐标精度。相比较而言，GIPSY软件为美国军方研制的软件，国内只能得到它的执行程序，在国内，它的用户并不多，BERNESE软件需要购买，它的用户稍微多一点，GAMIT/GLOBK软件接近于自由软件，在国内拥有大量用户。我局在二十世纪九十年代先后引进了

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