几种不同的GPS数据软件的对比①

王明孝，张之孔，2，马怀武，郝恒强

（1.68029部队，甘肃 兰州730020；2.兰州大学，甘肃 兰州730000）

0 引 言

目前，GPS数据后处理软件较多，作为一般数据处理，常用的国内GPS数据处理软件主要有南方测绘公司的GPSadj，中海达数据后处理软件ZHD2003以及合众思壮的LandTop数据处理软件，国外的主要有Pinnacle软件。而这些商业软件与科研型软件在功能、数据处理过程等方面都有一定的区别，各商业软件本身也具有各自的特点，结合酒泉风电场19个风场400多个D、E级GPS控制点数据的解算着重对这几个具有代表性的软件特点进行分析对比，结果可供参考。

1 科研软件和商业软件的功能比较

1.1 基线解算软件的性能对比

Pinnacle、GPSadj、ZHD2003、LandTop均为各商业公司提供的随机基线解算商业软件，具有快速、高效和操作简便等优点，使用非常广泛；而Gamit是解算基线的科研型软件，具有模型复杂、功能强大等特点，解算长基线时，可以对某些误差影响进行研究，建立更优的改正模型，基线解算精度高。表1示出了Gamit软件和商业软件的主要功能对比［1]。

1.2 基线解算软件的数学模型对比

科研软件中设置有多种改正模型选项，可对测量数据中的绝大多数影响因素进行模型改正，对同一影响因素还可提供有多种模型改正以尽可能提高成果精度［2]。商业软件更注重软件的快速高效性，采用的模型较为简单，仅对主要误差源进行模型选项设置，表2示出了科研软件和商业软件在模型设置方面的对比。

表1 Gamit软件和商业软件的主要功能对比

表2 Gamit软件和商业软件的数学模型选项对比

2 几种商业软件的功能比较

Pinnacle、GPSadj、ZHD2003、LandTop这四个商业软件都可进行正常的控制网数据处理，但在一些功能上有不小的区别［3]，表3列出了这几个软件在应用方面的一些不同。

表3 几种商业软件的对比

3 几种商业软件的基线解算比较

2008年酒泉千万千瓦级风电场基础控制测量工程D级GPS控制网由46个点（包括4个已知成果的国家等级控制点）组成，我们共投入了8台三种型号的双频GPS接收机，包括2台单频GPS接收机和6台双频GPS接收机。该控制网中新布设的所有控制点与4个已知点控制点联测时段数≥1.6，每个时段长≥45min，其他设置按照D级GPS点测量规范制定，联测基线长度平均约2.8 km，形成160个同步环，图1为该控制网网图。

由于使用仪器为几家厂家生产，将所有接收机采集的数据均转换成标准的RINEX格式，分别使用Pinnacle、GPSadj、ZHD2003、LandTop这四个后处理软件进行基线处理。基线解算情况见表4.

图1 控制网网图

表4 几种商业软件在完成基线解算的情况对比

从数据的导入到完成基线解算，每个商业软件都有所区别，尤其在数据导入完整性和正常完成基线解算方面差异明显，而这也是正常完成平差解算的关键，Pinnacle软件和ZHD2003软件相比优势较明显，在整个基线处理过程中能正常稳定运行，并且能完成基线解算，而ZHD2003对数据质量的要求比较高［4－5]。

4 几种商业软件的网平差结果比较

经过基线解算后，需要对基线处理结果网平差，一般来说，只要能完成正常的基线解算且没有粗差，都可以进行网平差。对Pinnacle和ZHD2003两个软件的网平差结果加以比较说明。

4.1 自由网平差

从表5可以看出，在自由网平差情况下Pinna－cle的平差结果相对精度要比ZHD2003精度高。但是在点位坐标上两个软件相差还是很大的（纬度：0.256″、经度：0.026″、高程：4.3m 左右），这些较差主要是由于各软件引用的模型不一致导致的。

4.2 约束网平差

通过固定DC004号点进行约束网平差，ZHD2003和Pinnacle两个软件的平差效果基本相同，见表6，点位中误差均为0.000 2m左右，点位坐标基本上没有多大的差异（纬度：0.006″、经度：0.0001″、高 程：0.003m 左 右）。并 且 通 过 将DC004的已知坐标与进行自由网平差的坐标进行对比也可得到，Pinnacle解算的自由网平差结果更为接近已知坐标值。

通过运用这两个解算软件过程我们也可以看出，ZHD2003在进行网平差时比较直观，平差设置比较简单，生成的平差报告只说明了平差结果的一些主要信息。然而，Pinnacle在进行网平差时，平差设置项目较多，可以进行同步环和异步环检验，而且还可以对平差结果进行详细的分析说明，平差报告包含了网平差过程中的很多信息，用直方图的形式进行直观的说明。在网平差的结果上看，Pinnacle相对而言比ZHD2003要精确一点。

表5 自由网平差结果对比

表6 约束网网平差结果对比

5 结 论

目前市场上GPS型号众多，同一单位购买了不同型号的GPS设备，这就产生了数据混算的问题，通过转换为RINEX格式，可以联合处理各种仪器观测得到的数据，而且不同处理软件的平差结果对同一点位的约束网平差值较差不会超过±10 mm，因此，用不同软件处理低等级不同型号类型仪器联合作业的数据是完全可行的。对于C级以上（含C级）控制点的数据解算，建议使用Gamit或Pinnacle软件，内部解算模型相比国内商业软件有一定的优势，解算精度较高，特别是在稳定性方面以及软件成熟度上都比其他软件好些。

［1]卢献健，任 超.GPS数据处理科研软件与商业软件对比分析［J].全球定位系统，2007，32（5）：25－27.

［2]刘庆元，王潜心，米振宇，等.GPS基线处理软件中若干问题的研究［J].矿山测量，2005，30（2）：31－33.

［3]廖繁茂，罗长林，刘祖强，等.GPS工程控制网数据处理软件的比较分析［J].测绘通报，2009（1）：16－17.

［4]张红赋.GPS基线处理应注意的几个问题［M].物探装备，2003，13（4）：271－273.

［5]王 勇，乔建林.基于RINEX格式的GPS联合作业数据统一处理［J].现代测绘，2008，31（4）：15－16.