基于GAMIT的IGS跟踪站网基线解算①

薛慧艳，独知行，李胜春，阴 朋

（1.山东科技大学测绘学院，山东 青岛266590；2.青岛保税港区建设局，山东 青岛266555；3.徕卡测量系统贸易（北京）有限公司，北京100020）

0 引 言

基线解算是GPS数据处理中占用处理时间最长、工作量最大的一步，是进行网平差的基础。基线解算质量的好坏直接影响GPS网的定位精度和工作效率［1]。GAMIT软件是目前高精度GPS基线解算软件中最为经济，使用最广泛的一个软件。GAMIT软件是由美国麻省理工学院（MIT）和斯克里普斯海洋研究所（SIO）联合研制的GPS数据处理软件，是国际上高精度GPS数据处理通用软件之一。在GAMIT基线解算中，会遇到几个关键问题：观测文件、星历文件、测站相关文件及其它文件的准备；在解算过程中的命令执行及控制参数设置；最终结果精度分析。以部分IGS跟踪站数据为例，对这几个关键问题进行处理分析。

1 文件准备

1.1 数据文件准备

从fttp：／／garner.ucsd.edu网址下载所需要的文件，主要准备五个文件夹：观测文件rinex，精密星历文件igs，广播星历文件brdc，表文件tables，单天解文件240。以2009年第240天的数据为例［2]，选择 daej，irkt，kunm，tash，usud，wuhn，xian七个IGS站的观测数据进行解算。网形图如图1所示。

rinex文件夹中是各个IGS站的观测数据o文件，igs文件夹中是SP3精密星历igs15465.sp3，brdc文件夹中是导航文件auto2400.09n.需要准备的表文件如表1所示。

图1 IGS跟踪站网形图

表1 GAMIT所需表文件［3]

1.2 表文件参数设置及L文件准备

1.2.1 表文件参数设置

Station.info：测站信息文件。主要包含测站名、测站观测起始时间，结束时间、采用的天线类型、接收机类型、接收机版本信息等。若只用到IGS站的数据不需要作修改，若用到自己的观测数据时，需将自己的测站信息添加到station.info.如果测站过多，要逐个站输入，内容跟格式都很容易出错，效率很低。采用一个快速简单的方法，在rinex文件夹下创建一个只有表头的station.info文件，在终端进入rinex，输入命令sh＿upd＿stnfofiles＊.09o，即可建立自己测站的信息文件，将其内容复制到tables下的station.info即可。

sestlb.：测段解算及解算策略的参数设置。Update tolerance＝ .3；该语句表明计算程序会在L文件中坐标平差改动大于0.3m时更新L文件。

当在解算中不采用潮汐表时，作如下参数修改：

Tides applied＝23（默认值为31）

Use otl.list＝ N

Use otl.grid＝ N（默认值为Y）

Use atl.list＝ N

Use atl.grid＝ N

Sittbl.：计算中采用的数据集相应的约束信息。

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

启动终端，进入／home／gpss／xhy／240，输入命令links.day 2009 240gps1，将表文件链接到单天解文件里面。执行grep POSITION＊.09o＞xyz.rnx命令，根据o文件计算近似坐标，并生成xyz.rnx文件。接着执行rx2apr xyz.rnx 2009 240，生成xyz.rnx.apr文件。再执行glbtol xyz.rnx.apr lgps19.240""2009 240，生成lgps19.240文件。

2 基线解算

2.1 分步处理

从终端进入240，执行makexp，根据提示输入工程名、轨道名、年、日和session.号，依次为gps1，igs0，2009，99，接着提示输入L文件，导航文件，采样间隔，起始时间，历元数，依次输入lgps19.240，auto2400.09n，30，0，0，2880.执行完 makexp程序之后，屏幕会显示接下来的执行步骤。按照提示执行如下命令

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 批处理

进入／home／gpss，新建文件夹xhy1，将之前准备好的igs、brdc、rinex三个文件复制到xhy1下。从终端进入xhy1，查看一下文件是否完整，然后执行命令sh＿setup－yr 2009，生成表文件tables，按照2.2对表文件进行相应修改，将tables下的全部文件都复制到igs下，最后执行命令sh＿gamit–d 2009 240－orbit IGSF －expt gps1，回车等待结果。

两种方法最后得到的结果是一致的，分步处理的操作比较麻烦，但能够更清晰地了解每个文件的生成，并能随时解决出现的问题；批处理的操作简便，然而出现错误很难找到问题所在。对于多天数据的解算，应用批处理的方法更简便一些。当批处理出现错误又找不到原因，可以通过分步处理检查错误并加以改正。

3 结果精度与可靠性分析

1）查看结果文件o文件，其中均方根残差（NRMS）表示单时段解算出的基线值偏离其加权值的程度，是从历元的模糊度解算中得出的残差，是衡量GAMIT解算结果的一个重要指标［4]。一般说来，NRMS值越小，说明基线估算精度越高，反之，则精度较低。通常比较理想的值应小于0.25，如果该值大于0.5就意味着处理过程中未除去大的周跳或某一参数的解算存在很大偏差，或者解算模型设定有误。本例中查看ogps1a.24文件，看其中的postfit nrms值是0.206，在误差范围内，精度比较高。

2）NRMS值较小，需仔细查看autcln.sum文件，进一步确定观测站和卫星数据无异常情况［3]。

3）检查sh＿gamit＿doy.summary文件，查看平均均方根（RMS）和最好／最差两个站点的RMS值，RMS值一般应小于8mm但不为0，最大不超过15mm.若最好的站点RMS值为0或最差的站点RMS值大于15mm，则说明存在数据质量问题或其他原因。本次处理的结果是符合要求的。

4）基线解算结果的评价指标：GAMIT软件解算长基线的相对精度能达到10－9量级，解算短基线的精度能优于1mm.

基线解算精度统计如表2所示。

4 结 论

对于高精度GPS定位解算的基线处理，特别是长基线解算，GAMIT具有运算速度快，解算精度高的优势，在整个数据处理过程中，需要注意的关键问题有两点：

1）在数据预处理时，测站信息文件，测站信息控制文件等的准备。介绍了简便准确的方法来准备测站信息文件，将繁琐的工作简单化。

2）在基线解算时，不同星历文件的选择及处理方法的选择。采用批处理和分步处理两种方法，这两种方法可以取长补短，相互检验。解决好关键问题对工作效率和定位精度的提高都很有帮助。

［1]徐 杰，任 超，孟 黎.使用GAMIT进行高精度基线向量解算的方法与实践［J].海洋测绘，2007，27（6）：29－32.

［2]马洪滨，贺黎明.新版GAMIT软件的功能特点与应用实例分析［J].矿山测量，2008：35－39.

［3]赵桂儒.基于GAMIT软件的GPS数据处理框架建设［D].中国地震局地震预测研究所，2007.

［4]李征航，张小红.卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法 ［M].武汉：武汉大学出版社，2009.

［5]鄂栋臣，鲁必伟，姜卫平，等.应用 GAMIT－GLOBK软件进行高精度GPS数据处理［J].极地研究，2005，17（3）：173－182.

［6]李 杰，王晓强.应用GAMIT软件进行高精度GPS定位解算［J].内陆地震，2001，15（4）：355－359.