运用TEQC软件对GPS大地控制网数据进行质量分析＊

卢 群，谢 刚，潘启明

（75719部队，湖北 武汉430074）

0 引 言

C级GPS大地控制网是全国A、B级GPS网的补充和加密，与高等级GPS大地控制网共同构成三维基础大地控制网，为各种比例尺地图及其他应用提供控制基础和联测起始数据，同时服务于国家高程现代化建设[1]。C级GPS大地控制网观测主要采用基于连续运行基准站的测量模式，该作业模式要求测区周围有4个以上保持正常工作的基准站，但实际作业由于测点分散，迁站频繁，并不能及时下载基准站的同步观测数据。为了保证观测质量，避免不必要的返工，因此对观测数据进行质量检测具有极其重要的意义。对GPS观测数据进行质量检测的方法通常有下列两种。一是利用TEQC软件检测。TEQC是 UNAVCO Facility开发研制的软件，主要功能为对GPS的各种观测数据和GPS相关产品（如IGS精密星历）进行格式转换、编辑和质量检核。其中，质量检核（Quality Check）部分可检测GPS接收机静态和动态观测数据质量。另一种是利用基线解算结果进行检测。这里用的是TOPCON随机提供的PINNACLE（V1.07）软件进行检测。

1 观测质量检测标准

TEQC检测数据质量的原理是通过对伪距和相位观测量的线性组合计算出L1、L2观测量的多路径效应、电离层延迟对相位的影响、电离层延迟变化以及接收机的钟漂和周跳等反映GPS数据的观测质量。基线解算则以固定解的单位权中误差（RMS）和整周模糊度检验倍率（Ratio）来检测观测数据的质量和可靠性。

1.1 TEQC数据质量检测指标

TEQC检测GPS观测数据质量的关键性指标MP1、MP2、o／slips.MP1、MP2分别表示L1、L2波段上的多路径效应对伪距和相位的影响，其结果以均方差RMS表示，计算公式为

式中：p1、p2分别是双频伪距观测值；φ1、φ2为相位观测值。

观测值和周跳比以另外一种形式CSR来表示：）

结果文件＊.ion、＊.iod分别是观测时段的电离层延迟与变率，＊.sn1、＊.sn2分别是L1、L2信噪比。

式中：λ1、λ2是波长；L1、L2是双频载波相位观测值；n1、n2是整周模糊度；m1、m2是双频载波相位观测值的多路径效应；α是L1、L2的频率的平方比

GPS观测站点的观测环境、观测数据的质量反映在MP1、MP2、CSR值上。

1.2 基线解算法数据质量检测指标

基线解算法观测数据质量检验指标为：商用基线解算软件结果中的固定解单位权中误差（RMS）和整周模糊度检验倍率（Ratio）.固定解单位权中误差（RMS）计算公式为

式中：V为观测值残差；P为观测值的权；n为观测值总数。

整周模糊度检验倍率（Ratio）计算公式为

采用这两个指标的原因是：Ratio可以反映所确定的整周未知参数的可靠性，它既与观测值的质量有关，也与观测条件的好坏有关。RMS则可反映观测值的质量，观测质量越好RMS越小。

从上述的指标定义可以看出，TEQC和基线解算的部分检测指标具有一定的内在联系。在实际工作中，一般是综合利用上述指标对GPS观测数据进行质量检验。

2 检测实例和指标分析

采用上述两种方法，对某地区C级GPS大地控制网16组点（48个测点）进行质量检测。GPS接收机为 TOPCON GB－500（日本）和 TOPCON LEGACY－E（美国）双频接收机，观测数据采样率为30s，卫星的高度截止角为10°，观测时长为4h.利用TEQC对原始观测数据进行质量检测，3个指标（MP1、MP2、o／slips）结果如表1所示。

表1 某测区48个测点MP1、MP2和o／slips值统 计

续表1

根据全球IGS站的GPS观测数据质量检测统计表明，o／slips指标年平均值小于5 000；60%以上的MP1平均值小于0.5，MP2值小于0.75.表1中95%以上的MP1值小于0.5，所有的MP2值均小于0.75，91%以上的o／slips值在2 000～6 000之间，统计结果表明：该地区的GPS观测数据质量很稳定，极个别数据质量较差可能是由于雷雨天气，障碍物（树）较多造成的。另外也可以看出，L1与L2波段上的多路径效应影响差别不大；接收机GB－500的数据质量明显优于LEGACY－E，这点从仪器的标称精度也可以看出来。

通过检查0004、0010、0044和0048发现，这四个点的某些星的观测历元较少，数据删除率较大，周跳较为明显，结果如表2所示。

表2 部分卫星的MP1RMS摘要

运用PINNACLE1.07软件进行基线解算结果如表3所示。

表3 基线处理RMS、RATIO统计

续表3

从基线解算结果可以看出，PINNACLE软件具有良好的周跳探测和修复功能，观测时段较长时，少量的质量较差的观测数据不影响基线解算的结果。

3 结 论

1）利用TEQC的三个指标基本能实现对GPS观测数据质量的检测。

2）通过检测表明，该地区观测条件较好，数据质量较稳定。

3）选择较有利的观测时间，创造较好的观测条件，使用较高精度的GPS接收机可以有效的提高观测质量。

4）PINNACLE软件具有较好的周跳探测和修复功能，但是不能较全面地反应观测质量。

5）对观测的数据质量及时检测，避免不必要的返工。

[1]李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2005.

[2]陈中新，奚长元 .应用TEQC对GPS连续参考站数据进行质量分析[J].全球定位系统，2007，33（3）：35－37.