GPS数据联合处理方法研究

林琳 辽源职业技术学院资源工程系

引言

本设计阐述了GPS数据处理原理及其一般的处理流程。对RINEX格式和自定义天线进行了详细的阐述。最后，通过对葫芦岛的GPS的联合观测数据的处理证明了多种GPS接收机联合作业，数据处理时采用标准RINEX格式，可在一种软件上统一进行解算，实践证明是可行的。

一、布网方法及其选择

本次作业使用Ashtech z x接收机和Trimble5700接收机各4台套，基本采用了多基准站式的布设方案,将三台接收机分置在三个基准站上，在整个观测过程中固定不动；而流动接收机的流动吸纳了会战式的迁站方式，即在作业时，所有接收机在同一批点上进行同步观测，在完成一批点的测量后，所有接收机又都迁移到另外一批点上进行相同方式的观测，直至所有的点观测完毕。这种布网形式有以下优点：

（1）由于在各个基准站之间进行了长时间的观测，因此，可以获得较高精度的定位结果，这些高精度的基线向量可以作为整个GPS网的骨架；

（2）其余进行同步观测的点除了自身间有基线向量相连外，它们与各个基准站之间也有同步观测，因此也有同步观测基线相连，这样可以获得更强的图形结构；

（3）因有几台接收机在基准站固定不动，其余接收机迁站的组织调度变得简单易行，也节省人力。

二、RINEX及TRIMBLE的数据转换

RINEX是The Receiver INdependent EXchange（与接收机无关的交换格式）的简称，即为了将不同型号的接收机采集的数据进行统一处理，必须建立GPS通用数据交换格式，现在采用的RINEX就是这样一种数据交换格式。Trimble和Ashtech接收机采集的数据都能转换成RINEX格式。

不同类型接收机联合作业，在数据处理时以RINEX格式为桥梁，进行联合解算。本次数据处理时，是利用Ashtech的Solutions软件进行的，所以要把Trimble数据转换成RINEX格式导入到Ashtech中。

将Trimble数据转换成RINEX文件：利用Trimbl Geomatics Off i ce（TGO）软件，在“功能”菜单中打开“Convert to RINEX”功能对话框，输入的 .dat 文件 : 要被转换成RINEX 格式的文件；输出文件夹: 存放转换后文件的文件夹， 在该对话框中输入结束后单击“确认”，出现配置对话框。配置对话框中的选择项提供了RINEX转换过程中必须完成的三类控制信息，其中应注意:输出的文件是否正确；选择正确的天线类型；特别要注意：在RINEX版本选项中一定要选择2.0版本(对话框默认为2.1版本)，否则转换以后在Ashtech软件(当前的2.0版本)中不被识别。

其他内容按要求填写或按默认即可。单击“确认”按钮，完成这个文件的转换。然后逐个选中要转换的文件按同样方法进行转换，这样就完成了对Trimble数据的转换。

三、联合作业的数据处理

（一）建立项目，选定坐标。建立项目后，要选定坐标系。使用软件时首先给项目输入名字，然后选择Coordinate System(坐标系统)卡片，建立本地的平面直角坐标系，输入相应的椭球参数和投影参数。

（二）导入数据。把Ashtech的原始数据和Trimbe的RINEX数据导入，出现项目管理主屏。因为Trimble在外业测量时不能输入天线高、测站点名，只能在内业处理时加入。双击时间条,在显示的对话框中，可以根据测量时的手工记录手簿编辑各种信息。在该对话框中Site表示站点标识符号，即站点名称。一般取四位字符；天线参数：

Antenna Height(m)；

Height type：一般采用Slant(斜高)，即从站点标志到天线槽口的斜高；

Antenna: Ashtech zx接收机采用701975-01-GP类型的天线，在下拉菜单中进行选择。

单击“Antenna”右面按钮,可显示701975-01-GP的参数：

Antenna Radius : 0.1m；

Slant Height Measurement Point:0.043m；

L1 Phase Center Vertical Offset:0.0564m；

L2 Phase Center Vertical Offset:0.0622m。

Ashtech zx天线类型参数的几何图形是天线标签上的图形，其参数正好与软件中的以上默认值相同，Ashtech zx数据要选择这种天线。对Trimble来说，其中没有它的类型，因此需要根据上述Ashtech z x天线参数类型的项目，按Trimble大、小天线的参数值进行归化，定义新的天线。在该对话框中，天线类型选择Unkown，单击右边的按钮，出现自定义新类型天线(参数)对话框，其中的参数值可由Timble大、小天线标签上的几何图形的标注值获得，这些参数值有定义新天线需要的直接数据,也有需要进行计算才能获得的数据。

四、结论

本文对不同类型GPS接收机的联合作业进行了深入地研究和探讨，经实践得出以下几点结论：

（1）多种GPS接收机联合作业在外业宜采用多基准站方式布网；在内业数据处理时采用标准RINEX格式，可在一种软件上统一进行解算,实践证明是可行的；（2）将Trimble数据转换成RINEX文件时，一定要检查与Ashtech的格式转换版本是否一致；（3）导入数据以后一定要把天线类型选正确，Ashtech zx的天线类型是701975-01-GP，而Trimble则需要根据天线标签上的标注值按701975-01-GP的参数项目进行归化（自定义），做法如前所述；（4）多种GPS接收机联合作业可以充分利用现有的GPS设备，提高效率，并且随着GPS接收机台数的增加，将增加更多的多余基线而增强构网的强度，从而可大大提高网的精度和可靠性。