运用TEQC软件对GPS数据的预处理与质量评定 - 图文

运用TEQC软件对GPS数据的预处理与质量评定

古伟洪，田鹏波，王振辉

(佛山市城市规划勘测设计研究院，广东 佛山 528000)

摘 要： 本文介绍了TEQC对GPS原始观测数据进行格式转换、数据编辑和质量检查的基本方法。并结合实例探讨了TEQC对数据质量评定的分析思路。

关键词： GPS；TEQC；数据预处理；格式转换；质量检查

Applications of TEQC to GPS Data Pre-Processing and Quality Checking

Gu Weihong，Tian Pengbo，Wang Zhenhui

(Foshan Urban Planning Design and Surveying Research Institute, Foshan Guangdong 528000, China)

Abstract: This paper discusses the method of TEQC for data format translation, data editing and quality checking of GPS observation data. And some examples are analyzed.

Key words: GPS; TEQC; data pre-processing; format translation; quality checking

在GPS数据处理中基线解算起着最重要的作用，然而GPS数据的采集和预处理是获得良好的基线结果的重要前提。GPS数据的预处理是对原始观测数据进行编辑和整理，另外对所采集的GPS原始数据进行质量的评估对得到可靠成果起着重要的保证作用。TEQC(Translate, Edit, Quality Check)是功能强大的GPS/GLONASS数据预处理与数据质量分析软件，由UNAVCO Facility研制，为地学研究GPS监测站数据管理服务的公开软件。该软件主要包括三个功能模块：数据格式转换；RINEX数据编辑；数据质量检查。这三个模块相互独立，互不影响；既可以单独使用其中一个模块，也可以组合使用；可以实时诊断操作的完好性，并向用户提供错误提示；使用存储空间小，对硬件系统要求低，适用环境广。

? ? ?

TurboRogue/TurboStar和Benchmark ACT接收机数据格式ConanBinary。由于早期的Rogues数据格式是按卫星号排序，所以TEQC不支持。 TurboBinary数据格式。

Leica LB2、MDB、200/300 DS数据格式。 另外，UNAVCO计划还将会支持Topcon Precision System (TPS)和original JPS (Javad)等数据格式。

TEQC是一个命令行运行软件，在DOS/Windows DOS环境下运行。对应不同型号接收机和不同类型的数据格式，使用的转换命令也不同。例如转换Ashtech下载文件为标准RINEX文件，使用命令如下： >teqc -ash d -O.obs L1+L2+CA+P2+P1 BIA01007.066 > IA010660.07O

其中，-ash表示接收机类型为Ashtech；d表示输入文件为B-文件；-O表示输出为RINEX文件（O-文件）；L1+L2+CA+P2+P1是输出的观测值顺序。

1 数据格式转换

TEQC可将许多不同型号GPS接收机采集的不同

2 RINEX数据编辑

TEQC软件具有强大的编辑功能，从编辑内容上

类型观测(二进制)文件转换为标准的RINEX格式文件，也可以在RINEX文件的不同版本格式之间转换。

TEQC能够支持多种数据格式，比较常用的格式有： ? ? ?

Trimble接收机下载的*.dat文件格式。 Trimble RS-232 RT17 数据流文件格式。 Ashtech下载文件格式（B-文件、E-文件、S-文件和D-文件）。TEQC在转换B-文件时，要求版本要高于3，否则在转换时相位观测值会出现错误。 ? ?

Ashtech RS-232实时数据流文件格式。 Ashtech R-文件、U-文件。

可以分为以下几类。 2.1 RINEX文件头的编辑。

TEQC对O文件的文件头进行修改的命令如下： >teqc -O.mo \

其中，-O.mo是将O文件中的点号改为A001。

另外TEQC常用的设置参数如表1所示：

表1 O文件常用设置参数

参数 功能 参数 功能 -O.mn -O.rn -O.rt -O.an

设置测站点编号 设置接收机编号 设置接收机类型 设置天线编号

-O.at -O.pe -O.int -O.c

设置天线类型 设天线高和偏心改正 设置采样间隔 追加注释

号信噪比等信息，并且实现了可视化。

电离层延迟、多路径效应、接收机噪声是影响数据质量的主要因素，其中多路径效应最为复杂，可采用式(1)和式(2)的组合量来检核其影响。

MP1导航文件和气象文件的编辑与观测文件类似，不同之处在于导航文件的参数设置是-N，气象文件是-M。 2.2 RINEX文件的切割。

TEQC可以根据时间设置对O文件中的数据进行特定的提取。使用的参数有： ?

+d[Y、M、d、h、m、s]，表示以O文件开始观测为上限所提取的时间间隔。若取从开始观测到20分钟后的时间段，如： ? ? ?

>teqc +dm 20 A0010660.07O > TEMP0660.07O

-d[Y、M、d、h、m、s]，表示以结束观测为下限所提取的时间间隔。

-st YYMMddhhmmss[.sss]，表示从该时刻起，提取直到结束观测的时间段数据。

-e YYMMddhhmmss[.sss]，表示提取从开始观测直到该时刻的时间段数据。 2.3 RINEX文件的合并。

对于时间上连续的RINEX文件，TEQC可以将几个文件合并成一个：>teqc file1 file2 … > file 2.4 卫星系统的选择和卫星的取舍。

对于GPS/GLONASS双星接收机，去掉GLONASS卫星数据的命令如：>teqc –R inputfile > outputfile

若想禁用第5号GPS卫星的观测数据，命令为： >teqc –G5 inputfile > outputfile 2.5 设置卫星高度角。

分析对流层和电离层延迟需要考虑低高度角卫星。如设置卫星高度角限值为5?的命令为：

>teqc -set_mask 5 inputfile > outputfile

?P1??1?2/???1??L1?2/???1?/L2?P2?2?/???1?L1??2?/???1??1?L2?M1?B1??1?2/???1??m1?2/???1?/m2MP2 （1） （2）

?M2?B2?2?/???1?m1??2?/???1??1?m2其中，B1???1?2/???1??n1?1?2/???1?n2?2，

B2??2?/???1?n1?1??2?/???1??1?n2?2，??f12/f22

式中，P1、P2是双频伪距观测值；L1、L2是双频载波相位观测值；M1、M2是双频伪距的多路径效应；m1、m2是双频载波相位观测值的多路径效应；n1、

n2是整周模糊度；f1、f2是频率；?1、?2是波长。 观测数据中如果没有发生周跳，则B1、B2为常量，

主要

而m1、m2远小于M1、M2。因此，MP、M1P2是伪距的多路径效应的影响，可用来衡量多路径效应的影响程度。

如果数据发生了周跳，那么需要首先进行周跳的

M探测和修复。TEQC是根据MP、

1P2进行多路径分析，

1思路是对最近20分钟观测数据求得的MP、MP2求平

均值，把该平均值去掉后作为M1、M2波动的结果，一般认为多路径是以5分钟~10分钟为周期变化，因此结果虽然不是多路径效应的实际值，但能够反映其变化情况。运用TEQC软件对观测数据进行质量检查的常用命令如下：

>teqc +qc +sym –nav N-file O-file

其中，+sym参数可以得到所有可能出现的标记符号及其注释列表的内容说明。

运行后将生成多个结果文件，其中对我们最有用的是后缀名为S的文件，在此文件可以查看数据的采集时间长度、数据采样率、观测期间多路径影响、数据利用律、数据周跳等大量信息。在S文件中我们可以直接查看下列标记行数据信息：

3 数据质量检查

数据质量检查在GPS实际工作中非常重要，只有

及时有效地掌握数据质量情况，才能保证所采集数据的可靠性。TEQC最重要功能之一是对观测数据进行质量检查，可用于检查双频GPS接收机的动态和静态数据的质量。它根据伪距观测值和载波相位观测值的线性组合来进行GPS数据中的误差估计，可以反映出GPS数据的电离层延迟、多路径影响、周跳、卫星信

first epoch last epoch hrs dt #expt #have % mp1 mp2 o/slps

SUM 07 3 7 01:39 07 3 7 05:06 3.453 10 9296 9173 99 0.02 0.02 9173

其具体含义为：first epoch是开始历元时刻；last epoch是结束历元时刻；hrs为观测时间长度；dt表示

数据采样率；#expt是应采集数据量；#have是实际采集数据量；%为数据利用率；mp1是L1载波多路径影响；mp2是L2载波多路径影响；o/slps为观测值和周跳个数比值。

另外，在生成的结果文件中除了S文件外，还有

azi文件、ele文件、iod文件、ion文件、MP1文件、L2载波多路径误差MP2文件、sn1文件、sn2文件、L1载波伪距观测值pl1文件、L2载波伪距观测值pl2文件，这些文件可以通过UNAVCO的QCVIEW软件进行图象上直观地分析数据的质量检查结果，如图：

图1 SV17卫星方位角（azi）

图2 SV17卫星高度角（ele）

图3 SV17电离层延迟变化率（iod）

图4 SV17电离层延迟误差（ion）

图5 SV17 L1载波多路径误差（mp1）

图6 SV17 L2载波多路径误差（mp2）

图7 SV17 L2载波信噪比（sn2）

图1和图2是第17号卫星方位角、高度角曲线图。从图中我们可以知道高度角变化在20~60度之间，方位角为0~150度。

图5和图6是第17号卫星的多路径误差，从图上可以得知|MP1|<0.1m，|MP2|<0.1m，说明此颗卫星多路径影响比较小。

从以上分析及图1~图7曲线图，我们可以总结出： （1）各种误差影响与卫星高度角有很大关系。随着卫星高度角的降低，信噪比也会降低，多路径效应、电离层影响都会加剧。因此应选取适当的高度截止角，尽量接收高纬度的卫星。

（2）刚开机时接收机所跟踪的卫星信号受各种误差影响严重，所以最初几个历元的数据应剔除。 （3）当误差影响严重时，可把数据设为可疑数据，在数据处理时作特殊标记。

由上，通过曲线图的分析，我们可以快速、准确地分析各种误差对数据的影响，评定数据的质量。

量将是GPS用户面临的关键问题。运用TEQC软件进行GPS数据质量检查，操作简单，参数控制方便，利用视图可以直观地分析GPS数据质量的优劣。与其他同类软件相比，其具有过程简单、功能强大、评估快速的优点。目前，此软件在国家测绘局GPS跟踪站及城市CORS跟踪站的数据质量检查中得到应用，同时在工程项目中也得到了广泛的应用。

参考文献

[1] 刘基余等.全球定位系统原理及其应用[M]. 北京： 测绘

出版社， 1993 [2] 周忠谟，易杰军，周琪. GPS卫星测量原理与应用[M]， 北京： 测绘出版社， 2004

[3] UNAVCO Facility. TEQC—Tutorial.

http://facility.unavco.org/software/teqc/tutorial.html ,2007.6 [4] UNAVCO Facility. QCVIEW (for DOS).

http://facility.unavco.org/software/preprocessing/qcview/qcview.html ,2007.6

作者简介：古伟洪，男，助理工程师，主要从事城市测绘工作。

4 结束语

面对当前众多不同GPS接收机类型、数据种类和

格式的形势，统一管理数据，及时有效地检查数据质