利用TEQC软件进行GPS数据质量检查及预处理

王 楠，张 郁

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州510060)

一、引 言

TEQC(translation edit and quality checking)是功能强大且简单易用的GPS/GLONASS数据预处理与数据质量分析软件。TEQC的主要功能包括;格式转换、RINEX编辑和质量检查。其中，质量检查(quality checking)是指对影响数据精度的多路径效应、电离层折射、信号信噪比等信息进行质量检查。

本文试图利用TEQC的质量检查功能对GPS观测数据进行质量检查，并运用TEQCPLOT显示绘图文件，分析和记录各文件的数据质量情况;然后采用TEQC的数据编辑功能对数据进行编辑，剔除质量较差的观测数据，以保证利用准确性较高的数据进行GPS基线解算。

二、数据质量检查

本文所采用的数据为某大型水利设施(大坝)GPS点位监测数据，共11个点，图1为监测网的GPS点位分布图。施测时间为2014年4月10日，观测时间均为8 h左右。采样率15 s，观测时卫星截止高度角设为10°。其中3个测站的点位及测站情况见表1。

测站0005的数据质量检查情况如下。打开DOS界面后输入命令:teqc+qc-nav 00051010．08n 00051010．08o或者teqc+qc 0005 1010．08o(把导航文件放入同一个文件夹)。运行后产生9个质量检查结果文件:00051010．mp1、00051010．mp2是L1、L2载波C/A码或P码多路径效应文件，00051010．sn1、00051010．sn2是L1、L2载波信噪比文件，00051010．ele是卫星高度角文件，00051010．azi是卫星方位角文件，00051010．ion、00051010．iod是电离层误差及其变化率文件，以及汇总文件00051010．08 s。

图1 某大型水利设施变形监测GPS点位分布图

通过这9个文件及其可视化形式可以对观测数据进行全面、系统的分析检测。

表1 某大型水利设施变形监测GPS点位及测站情况

首先主要针对质量检查汇总S文件查看观测值的相关统计信息，包括绝对定位坐标、观测到的卫星数、采样时间长度、数据采样率、多路径效应影响、数据利用率、数据文件周跳等。在S文件中，可以简单地直接查看下列标记行数据，见表2。

表2 测站0005统计文件中的标记行数据

TEQC质量检查分析中，主要通过以下指标对观测数据的质量进行分析:

1)数据完整性:是指Possible obs/Complete obs的比值，即预期历元数与实际历元数比值。即测站0005在卫星截止高度角为10°时的数据利用率为87%。

2)观测值和周跳比值(o/slps):o/slps为实际历元数与周跳数的比值，也叫每周跳历元数，有时也用CSP=1000/(o/slps)表示。即测站0005的每周跳历元数为620个。

3)多路径误差分析(MP1、MP2):多路径误差直接反映了测站周围的环境质量，S文件中对多路径误差分析较为详细。S文件中记录了各颗卫星在高度角大于10°和高度角在10°～90°范围内的历元数、观测时段内MP1、MP2的均方差值等信息。利用TEQC的辅助软件TEQCPLOT画图，可将多路径效应更加直观地反映出来。图2和图3为测站0005的多路径效应图，其中横坐标为观测历元，纵坐标为可视的各颗卫星编号，图中用灰度表示每颗卫星的多路径效应情况，右侧为灰度对比线。

图2 测站0005在截止高度角10°时的L1多路径效应

图3 测站0005在截止高度角10°时的L2多路径效应

由图2和图3可知:测站0005的多路径效应均方差值很小，MP1=0．37，MP2=0．52，L1载波多路径效应小于L2载波多路径效应。

图4为测站0005各颗卫星的高度角情况，通过该图可以看出，大部分卫星的高度角范围都在10°～70°之间。

图4 测站0005接收到的全部卫星的高度角

4)信噪比(SN1、SN2)是卫星信号与噪声的比值。文件中以5°为区间列出0°～90°高度角范围内接收到所有历元的信噪比的平均值。图5和图6是用TEQCPLOT绘制的信噪比曲线图。从图中可以看出:L1载波信噪比小于L2载波信噪比;高度角越小，信噪比越小，误差就越大。此外，有些卫星的信号是不连续的，信噪比也很大，对误差的影响是很大的。

三、结 论

GPS数据质量检查在实际作业中非常重要，及时有效地掌握数据质量情况，就可以减少返工和不必要的浪费，对合理安排作业，调度观测时段、调配使用仪器是非常重要的;同时也可以更好地了解GPS接收机的性能。

图5 测站0005在截止高度角10°时的L1信噪比

图6 测站0005在截止高度角10°时的L2信噪比

本文运用TEQC的质量检查功能生成观测数据质量检查结果文件，并运用Matlab程序TEQCPLOT或其他绘图工具显示绘图文件，分析和记录各文件的数据质量情况。通过上述试验的比较与分析，可以归纳以下几点结论:

1)运用TEQC的质量检查功能生成观测数据质量检查结果文件可以及时有效地检查GPS数据的数据完整性、观测值和周跳比值(O/SLPS)、多路径误差分析(MP1、MP2)、信噪比(SN1、SN2)等信息，可根据上述信息对GPS初始数据质量有最初的判断。

2)运用Matlab程序TEQCPLOT或其他绘图工具显示绘图文件，有利于更直观地分析和记录各文件的数据质量情况。

3)后续还可以采用TEQC的数据编辑功能对数据进行编辑，剔除质量较差的观测数据，并对试验数据进行时段分割以方便后续研究的进行。

综合本文，建议在实际应用中，应结合作业环境，接收机类型，可见卫星情况等综合考虑，充分运用TEQC的质量检查功能和数据编辑功能，有效地剔除质量较差的数据，为数据预处理做准备，以保证利用准确性较高的数据进行GPS基线解算，并经过基线解算比较分析得出最终的结果。

［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］ 蓝悦明，王楠．GPSRTK观测数据的概率密度函数研究［J］．测绘通报，2011(2):6-7．

［3］ UNAVCOFacility．TEQC-Tutorial［EB/OL］．［2007-06-20］．http:∥facility．unavco．org/software/teqc/tutorial．html．

［4］ 杨哲，戴吾蛟，余文坤，等．不同观测环境中基于TEQC的GNSS数据质量分析［J］．大地测量与地球动力学，2010(5):135-139．

［5］ 王楠，张郁．卫星高度角对GPS测量精度的影响研究［J］．武汉理工大学学报，2012(5):562-564．

［6］ 刘志强，黄张裕，金建平．利用卫星高度角和信噪比提高GPS定位质量的试验分析［J］．测绘工程，2008(4):54-58．

［7］ 王军，张华海．卫星几何分布对GPS相对定位质量的影响［J］．测绘科学，2004，29(2):53-54．

［8］ BOEHM J，HEINKELMANN R，SCHUH H．Short Note:a Global Model of Pressure and Temperature for Geo-detic Applications［J］．Journal of Geodesy，2007，81(10):679-683．

［9］ 杨海军．GPS测量中卫星高度角选择的研究［J］．黑龙江科技信息，2008(29):4．

［10］ 郭淑艳，付常玲，马娜．应用TEQC软件对GPS载波相位数据进行质量分析［J］．科技经济市场，2006(4):50．