基于TEQC的GPS/MET观测资料预处理系统的研究与实现

刘俊宏 李涛 胡晓润

摘  要： 四川GPS水汽站网规模较大，存在接收机型号、天线型号、相位中心修正等信息更新频繁等问题。基于TEQC软件，实现对GPS观测资料的站点命名判断、重复站重命名、观测量裁剪、数据记录重定向输出，以及对反演所需的配置文件的各类内置参数判断更新等操作，使得预处理后的观测文件满足Bernese水汽反演系统的相关格式要求，且不会导致Bernese软件解算流程的中断，还增加了解算大气可降水量的站点成功率，以此来提高对降水强度预报的可靠性。

关键词： TEQC; GPS/MET; 预处理; 大气可降水量

中图分类号：P228          文献标识码：A    文章编号：1006-8228（2020）01-47-03

Abstract： Sichuan GPS water vapor station network is large in scale， and there are problems existing such as receiver model， antenna model，and phase center correction.Based on the TEQC software，the site naming judgment，repeat station renaming， observation measurement and cropping， data record redirection output， and various built-in parameter judgment updates of the configuration files required for inversion are realized. The processed observation files meet the relevant format requirements of the Bernese water vapor inversion system， and will not cause the interruption of the Bernese software solution process，but also increase the success rate of the station to calculate the atmospheric precipitation，so as to improve the forecast of precipitation intensity.

Key words： TEQC; GPS/MET; pre-process; PWV

0 引言

TEQC[1] （格式转换、编辑、质量检核，Translation、Editing and Quality Checking）是功能强大且简单、易用的导航卫星数据预处理软件，是由UNAVCO Facility（美国卫星导航系统与地壳形变观测研究大学联合体）研制的为地学研究全球定位系统（Global Positioning System，GPS）监测站数据管理服务的公开软件，主要有数据格式转换、RINEX数据编辑和质量检核[2]三个功能模块。

其中，格式转换可将许多不同型号GPS 接收机采集的不同类型的原始数据转换为标准的RINEX格式文件;数据编辑功能可用于RINEX文件字头块部分编辑，也可进行数据文件的分割和合并、观测值类型的删减、卫星系统的选择及特定卫星的禁用;质量检核可以反映出GPS数据的电离层延迟、多路径影响、接收机周跳、卫星信号信噪比等信息，并实现了可视化[3]。

1 原始观测资料预处理系统的研究

该预处理系统处于资料收集之后、反演结算之前，利用TEQC软件，实现在反演之前对观测文件内容的更正，包括对重复站的站名替换，对观测文件进行裁剪，仅保留反演所需的L1，L2，C1，P2观测量[4]，以及通过读取观测文件中的接收机型号、天线型号对反演系统中所需要的各类配置文件的型号参数进行校准更新，其在整个系统的示意图如图1所示。

2 数据预处理系统的实现

2.1 对站点名重复的更正

由于观测文件收集自四川省测绘局、气象局、地震局三个部门，部门间站网规划阶段并未进行协商，有站点重复建设，导致站点重名、站号重复现象，全省共有72个GPS站点，其中重复站点15个，如乐山站，地震局和测绘局对该站的命名皆为LESH;南充站，地震局和测绘局对该站的命名皆为NANC。这会导致GPS水汽反演系统无法区分重复站点，导致反演过程出错。

因此在系统解算前，需要对重复站点的站名进行重命名，流程为：对原始观测文件，包括M、N、O文件中的站点进行判断，是否属于重复站点，如果为重复站点，则对重复的测绘局站点进行重命名，修改观测文件中的站名，然后进入观测文件头记录更正、观测量裁剪、數据记录重定向输出。流程图如图2所示。

用TEQC实现观测文件和导航文件中站名的更改[5]，而气象文件的更改则通过编写SHELL脚本实现。以观测文件—O文件为例，TEQC软件对收到的观测文件中重复的站名进行判断并修正[6]，以南充站为例，部分代码如下：

for fil in `ls NANC*.？？o`

do

sed -i '7d' $fil

teqc -O.at "TRM59800.00 SCIS" -O.an "" -O.rt "TRIMBLE NETR9 " -O.rn "" -O.rv "" -O.mo "NACH" -O.o "IUM" -O.obs "L1L2C1P2" -R +obs temp $fil

rear=`echo $fil | cut -c5-12`

nfil="NACH"$rear

mv temp $nfil

rm $fil

done

2.2 对过长的观测文件进行裁剪

收到的原始观测文件（O文件）过长，且长短不一，故需要对观测文件进行裁剪[6]，必须保留反演所需的L1，L2，C1，P2四个观测量[7]，以方便反演系统解算。根据观测文件观测量的不同，裁剪观测量的shell语句举例如以下所示：

① sed -i 's/10 C1 L1 S1 C2 L2 S2 P2    C5 L5/ 9 C1 L1 S1 P1 L2 S2 P2 P1 P1/' $fil

② sed -i 's/7 C1 L1 S1 C2 L2 S2 P2/7 C1 L1 S1 P1 L2 S2 P2/' $fil

③ sed -i 's/10 C1 P1 P2 C2 L1 L2 S1 S2 D1/ 8 C1 P1 P2  L1 L2 S1 S2 D1/' $fil

2.3 配置文件参数自动校准更新工具

由于站网规模较大，各类设备更换频繁，接收机型号、天线型号等信息更新频繁，当遇到Bernese中缺少匹配相应天线、接收机配置文件的时候，会导致该时次的反演过程异常终止，影响其他站点水汽信息的反演。

校准更新处理流程为：通过文件整体扫描的方式，获取观测文件中O文件的文件头，得到GPS水汽台站的天线、接收机型号参数，再去匹配GPS水汽结算系统中配置文件及解算程序参数，如果不同，则修改配置文件及解算程序的参数;如果相同，则不修改，提高了解算成功率程序流程图如下圖3所示。

3 结束语

TEQC软件对GPS数据进行格式转换、数据编辑以及质量检核，对GPS应用于实际测量工作中具有重大的意义[8]。在GPS水汽反演系统反演结算之前，对原始观测文件的预处理，主要解决了报文格式错误、天线型号、接收机星型号不能被解算软件识别、报文中观测量长度不一等问题，提高了解算后可用站点数量，提高了GNSS/MET站网应用效益，为预报预测和数值模式提供更加稳定的水汽反演产品。

参考文献（References）：

[1] 古洪伟，田鹏波，王振辉.运用TEQC软件对GPS数据的预处理与质量评定[J].地理空间信息，.2008.4：32-38

[2] 范士杰，郭际明，彭秀英.TEQC在GPS数据预处理中的应用于分析[J].测绘信息与工程，2004.29（2）：33-35

[3] 葛燕飞，付亚梁，杨银.TEQC软件在GPS数据预处理与质量分析中的应用[J].黑龙江科技信息，2010.4：8 .

[4] 纪冬华.基于TEQC的GPS观测数据质量分析[J].全球定位系统，2014.39（3）：71-73

[5] 赵传华，秘金钟，党亚民.基于TEQC的GPS数据预处理分析[J].导航定位学报，2014.1（1）：84-88

[6] 李立，兰武辉，吴杰琪.基于TEQC的GPS观测数据预处理[J].江西测绘，2015.3：58-61

[7] 田云锋.TEQC在GPS数据预处理中的应用[J].计算机与信息技术，2008.12：32-41

[8] 刘成，周江玲，黄富城等.TEQC在GPS控制网数据处理中的应用[J].测绘与空间地理信息，2018.41（4）：174-176，180