TBC软件在数据处理中的应用

包　欢，苏明晓，祁玉飞，李彦敏

(1.信息工程大学,河南 郑州 450001；2.96633部队，北京 100096)



TBC软件在数据处理中的应用

包欢1，苏明晓2，祁玉飞2，李彦敏2

(1.信息工程大学,河南 郑州 450001；2.96633部队，北京 100096)

摘要：针对TBC软件在GNSS数据处理方面的应用问题，以及对TBC数据处理精度与可靠性分析的需要，利用TBC进行GNSS数据导入、质量检核和成果分析等方面，通过与传统的GNSS工程控制网数据处理软件——TGO进行基线解算、质量检核和网平差等方面的比较，取得在数据处理精度和质量检核方面的差异。文中给出利用该软件进行工程控制网数据处理有效实用的作业方法，并认为TBC软件完全满足GNSS工程控制网数据处理的精度与可靠性要求。

关键词：全球卫星导航系统；数据处理；质量检核；TBC；TGO

1概述

GNSS具有全天候、高精度、定位速度快、定位点间不需要通视等优点，已经广泛应用于工程测量，并发挥着重要的作用。对野外采集的GNSS数据进行质量检核和数据处理，是获得高精度测量成果的关键环节，研究GNSS数据处理软件在工程测量中的应用技术成为测绘工作者关注的焦点。

为方便测绘工作者对GNSS观测数据质量的检核分析，工程测量上使用的GNSS数据处理软件一般都具有较完备的质量检核功能。上世纪90年代以来GNSS工程测量数据处理软件不断更新换代，仅接收机厂家推出的随机商用软件就有GPPS(Geodetic Post Processing Software )、Fillnet、PRISM和TGO(Trimble Geomatics Office)等多种产品。尤其是TGO软件长期广泛地用于GNSS工程测量的数据处理和质量检核，但因为该软件的设计缺陷，自2011年9月14日以后无法继续使用。

TBC(Trimble Business Center)是天宝公司推出的GNSS工程测量数据处理软件，能够处理GPS(global positioning system)、GLONASS(global navigation satellite system)、全站仪、水准仪和3D扫描仪等测量数据，集成了功能强大的可视工具和建模工具。地质大学游振兴等[2]结合测量工程设计TBC解算方案；魏峰等[3]从基线解算和质量检验方面探讨TBC软件使用方法。针对同行在软件使用过程中遇到的问题，从2011年10月开始运用该软件进行GNSS工程测量数据处理和质量检核，经过长期的探索实践，取得了一些应用问题的解决方法和途径。在此基础上，将TBC软件与先前使用的GNSS工程控制网数据处理软件―TGO进行基线解算、质量检核和网平差等方面的比对分析，TBC软件用于GNSS工程控制网数据处理的精度与可靠性。

2TBC软件的应用技术研究

2.1建立数据处理工程模板

多数测绘生产部门进行的GNSS工程测量数据处理和质量检核的内容与要求相对稳定，不同批次数据处理任务在测量等级、作业仪器、检核内容和精度指标等方面有很强的相似性。以往的TGO、GPPS和PRISM等GNSS数据处理软件每次进行作业时都需要选择或设置上述参数和指标，这种重复性的操作耽误了不少的时间和精力。而TBC软件有新的改进，使用时可以结合本部门工程测量数据处理任务特点建立专用的工程模板。以后进行类似处理时，只要打开建立的模板，直接导入测量数据就可以进行数据处理，勿需重复设置相关参数，减少重复性劳动，提高工作效率。

建立TBC数据处理工程模板：启动TBC软件，依次点击“文件”→“新建工程…”→“<空模板>”→“确定”。在出现的“工程”菜单中点击“工程设置…”，按需要对坐标系、单位、计算、基线处理等选项进行设置。例如：

1)如常用的地理坐标显示顺序习惯是“B，L，H”，那么应依次选择“单位”→“坐标”→“显示顺序”后，将缺省的“东坐标，北坐标，高程”显示顺序改选为“北坐标，东坐标，高程”。

2)按照本部门执行的工程测量规范要求，修改基线边质量检核标准的操作步骤：“基线处理”→“质量”→取消“接受标准”栏内的两个勾选框→在选项“使用可选的接受标准”前的框内打勾，如使用的是双频接收机，则取消单频接受标准选项，保留双频接受标准选项，并填入测量规范要求的质量指标。最后点击“确定”，保存工程设置内容。

3)数据处理中需按照测量成果质量检核标准对同步观测环和独立闭合环进行闭合差检核，可在工程模板中进行设置：“报告”→“报告选项”→“GNSS环线闭合结果”→“报告设置”，对环的“边”数和“PPM”值按照测量标准要求设置，然后点击“确定”保存退出。

模板的参数和内容设置完成后，点击“文件”菜单下的“工程另存为模板…”，在对话框中输入自己建立的专用模板名称(也可同时勾选“工程另存为默认模板”前的方框，则存为工程的默认数据处理模板)，点击“保存”退出即完成工程模板建立。

2.2GNSS测量数据导入

利用TBC软件进行GNSS测量数据质量检核时，要同时检查同步观测环各点全部时段测量数据的点号、天线高、量高方法及数据文件名等信息。

在TBC软件中按预设模板建立工程后，点击“文件”→“导入”，选择全部测量数据的*.dat文件并导入，出现如图1所示的界面。在该界面可以检查导入数据的点名、数据文件名、天线类型、量高方法和天线高等信息，确认无误后点击“取消”，返回到选择导入数据界面。该方法高效灵活，查看信息直观方便。

图1　测量信息检查

在同时导入多个时段的观测数据进行解算基线时，部分软件版本存在不能自动解算出全部基线的问题。试验发现，只要把工程控制网观测数据分时段导入TBC软件，软件即可一次自动解算完成同步观测环中各时段的全部基线。

导入某一时段观测数据操作方法是：点击“导入”快捷键，选择观测数据所在文件夹后如图2所示界面，按住Ctrl键，用鼠标左键点击选择该时段各个测站的数据文件名，然后点击“导入”，即可导入该时段的全部测量数据。

图2　单时段测量数据导入

2.3GNSS观测基线的质量检核

在GNSS测量成果的质量检核中，需要检查各条基线观测时间段是否达到“规范”规定的长度，同步观测环产生的基线总数是否正确等内容。进行野外同步观测数据采集时，相邻时段往往只有几分钟间隔，不同点位相邻时段的测量数据因开关机时间的提前和滞后，会有几秒至几分钟的同步时间，TBC软件自动将其视作一条新基线，这类多余的基线观测时间段长度很短，通常要在基线解算前将其删除。

在TBC软件中采用以下方法解决问题：在“工程管理器”项目中点击“时段”前的“+”号，打开自动产生的全部时段各条基线，在第一条基线上快速双击左键，出现该基线的属性窗口，可在“持续时间”栏查看时段的时间长度。使用键盘上的“↓”(或“↑”)键可依次查看各条基线的时段长度是否达到测量规范要求的观测时长(如1 h、2 h或4 h)，同时删除远小于规定时段长度(如30 s、3 min等)的多余基线。

检查完全部基线，点击快捷键“基线处理”进行基线解算。基线解算窗口右下方显示解算进程的亮条、已完成解算基线数和基线总数。同步观测产生的基线总数按下式计算：

(1)

式中：N是同步环中的基线总数；d是测量的时段数；n是同步观测测站数。据此比较与TBC软件解算的基线总数是否一致。

2.4查看基线闭合环检查报告

同步观测环基线解算完成后，点击快捷键“GNSS闭合环”，软件按照预先设定的闭合差标准进行限差检查，自动生成“GNSS环线闭合结果”，显示组成环的边数、检查的总环数，并统计出通过的环数和未通过环数。

对于未通过检查的闭合环，软件提供了组成该环的基线边和分量闭合差信息。包括组成环的基线的名称、起点、至点、长度、解的类型、开始观测时间及某基线在未通过环中出现的总次数等信息。这里TBC软件提供了对超限环组成基线的可视化分析功能：在GNSS环线闭合结果中点击某超限闭合环或某条基线时，对应的数据处理图形界面上就以暗红色显示对应的超限闭合环或基线。处理人员据此可更便捷地查找到解算质量较差的基线，有针对性地确定重新进行基线处理的方案和步骤，加快数据处理进度。

3对基线解算和网平差结果的比对分析

为验证TBC软件进行GNSS工程控制网数据处理的精度与可靠性，与以往使用的TGO软件在基线解算、闭合环检核和网平差等3个方面进行比较。

3.1基线解算

使用Trimble 5700接收机，在边长0.5～50 km的6条基线上采集静态载波相对测量数据，时段长1 h。两个软件基线解算的起算点相同，设置高度截止角同为15°，无其它参数设置和数据编辑。基线解算结果比较见表1。

上述比较易见，两个软件基线解算坐标增量互差随边长增加有增大的趋势，但未超出工程控制网精度允许范围。

3.2基线环闭合差检核

由6个测站同步进行的3个时段GNSS观测数据，完成基线解算后，由3～6条边构成65 421个闭合环。运用TBC和TGO软件计算的基线环闭合差检核统计结果见表2。

从表2比较可知，两个软件计算的基线环闭合差检核结果基本一致，但TBC软件结果略优于TGO。

表1　TBC和TGO软件基线解算结果比较

表2　TBC和TGO软件计算的基线环闭合差

3.3网平差

按高等级静态载波相对测量要求，在5个测站同步采集GNSS观测数据，设置相同的基线解算参数获得平差基线，约束相同的已知点，分别使用TBC和TGO软件进行网平差。

TBC软件网平差时“协方差显示”项选择“线性误差标量：95%”，其余均为“默认”；TGO软件网平差时选择 “95%置信界限”，权为“所有观测值”和“缺省”，其余均为“默认”。网平差结果的比较情况见表3。

由表3易知，两个软件的网平差结果坐标分量为毫米级互差，非常微小。相较于GNSS工程测量厘米级的点位精度来说，因数据处理软件不同产生的坐标分量差异可以忽略。

表3　TBC和TGO软件网平差结果比较

4结语

文中介绍的TBC软件数据处理和质量检核技巧均是长期作业实践的经验积累与总结，结合实际建立针对性强、实用化的数据处理工程模板，灵活

使用TBC软件提供的质量检核功能可以有效提高作业效率。与TGO软件在基线解算和网平差等方面的比较分析知，TBC用于GNSS测量数据处理在精度和可靠性方面都是完全满足工程控制网要求的。显然TBC软件是一款适于工程测量的优秀GNSS数据处理软件。

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[责任编辑：李铭娜]

Application research on TBC software in data processingBAO Huan1,SU Mingxiao2,Qi Yufei2,LI Yanmin2

(1.Information Engineering University，Zhengzhou 450001，China；2.Troops 96633，Beijing 100096，China)

Abstract：Aiming at the problem of applying TBC software to GNSS data processing,this paper analyzes the precision and reliability of TBC data processing.Through long-term exploration and practice,the problem of GNSS data import,quality checking and analysis of the results of TBC is solved,and compared with the previous GNSS engineering control network data processing software of TGO in baseline solution,quality checking and adjustment,the difference in data processing accuracy and quality checking is got.This paper gives the method of engineering control network data processing of practical and effective by using TBC,and TBC can meet the accuracy and reliability of GNSS engineering control network data processing requirements.

Key words：GNSS；data processing；quality checking；TBC；TGO

中图分类号：P228

文献标识码：A

文章编号：1006-7949(2016)06-0037-04

作者简介：包欢(1973-)，男，高级工程师，博士.

收稿日期：2015-04-14；修回日期：2015-04-30