本站原创【摘 要】 本文对商业软件TBC和高精度数据处理软件GAMIT作了简单介绍,通过实际工程数据的处理,对两种软件解算的结果进行比较与分析,得出了一些适用性结论和建议.
【关 键 词 】 GPS TBC GAMIT 数据处理
1.引言
GPS测量数据的处理是研究GPS定位技术的一个重要内容,选用好的数据处理方法和软件对结果影响很大.在GPS静态定位领域里,几十千米以下的定位应用已经较为成熟,接收机厂商提供的随机软件可满足大部分的应用需要[1].
本文结合该工程实例介绍了GPS数据处理商业软件TBC与高精度科研软件GAMIT的一些流程和关键点,对两种软件的短基线处理做了对比分析,并围绕两种软件处理结果展开讨论.
2.商业软件
2.1 TBC软件简介
TBC（Trimble Business Center）是美国Trimble公司2011年最新推出的用于测绘工程的新一代后处理综合分析软件,界面直观、易于使用,并且可写作.该软件不仅能够处理GNSS（包括GPS和GLONASS）数据,还可以处理全站仪、水准仪、3D扫描仪数据,集成了功能强大的可视工具和建模工具,利用多视图全面反映数据信息,全新的处理算法保证其处理速度,并提供了灵活的处理配置方案,并且可以通过网络升级软件[2].
现在由于TGO已不能再处理GPS静态数据、TBC将成为代替TGO来处理GPS静态数据的必备软件,因此掌握TBC的使用就显得十分必要[3].
2.2 TBC数据处理流程
TBC数据处理的流程和TGO有相似之处,简单分为建立工程、导入数据和处理基线等几个主要步骤.
（1）建立工程.首先为工程建立一个通用模板,并对工程属性和参数进行设置,然后利用工程模板新建一个工程,并保存.
（2）导入观测数据.可以导入DAT格式或RINEX格式的数据到所建工程中,导入过程中,可对测站名、天线高、天线方法、天线制造商及天线类型进行修改.
（3）基线处理.观测数据导入后,可利用基线处理工具进行基线处理,对于不符合要求的基线需要根据基线处理报告,删除观测质量不好的数据或卫星,进行再次处理,直到基线处理合格.
此外,还需查看环闭合差结果、对不合格的闭合环信息,重新处理不合格的基线.直至所有闭合环合格.
3.科学分析软件
3.1 GAMIT 10.40简介
GAMIT是由美国麻省理工学院（MIT）、美国加利福尼亚大学SCRIPPS的海洋研究所等研制的GPS后处理分析软件.该软件不仅可在基于UNIX的操作平台上运行,支持XWindows,而且可以在基于微机的LINUX平台上运行[4].
GAMIT软件其特点是运算速度快、版本更新周期短以及在精度许可范围内自动化处理程度高等,且其具有开源性.用户可以根据需要对源程序修改[5].
由于它考虑了潮汐改正、大气负荷改正、岁差章动改正等多项改正并将所有参数坐标,轨道,钟差等一起平差,可以解算卫星轨道、测站坐标、大气延迟、整周模糊等能够获得更可靠的基线数据,在研究地壳变形、高精度测量数据处理等领域得到广泛应用[6].
3.2 GAMIT软件数据处理
GAMIT软件由许多功能不同的模块组成,这些模块可以独立运行.各个模块具有一定的独立性,但他们之间又紧密地联系在一起,共同完成数据处理和分析的全过程.这些模块按其功能来分可以分成两个部分：数据准备和数据处理.
（1）数据准备模块MEXP：术后局准备部分的驱动程序,建立所有准备文件的输出及一些模块的输入文件；BCTOT（NGSTOT）：将星历格式（RINEX、SP3、SP1）转换成GAMIT所需的文件；MEJ：读取观测数据,生成卫星钟差J文件；MEX：将原始观测数据的格式（RINEX）转换成GAMIT所需的接收机时钟文件K文件和观测文件X文件.
（2）数据处理模块FIXDRV：数据处理部分的驱动程序.ARC：轨道积分模块；MODEL：求偏导数,组成观测方程；AUTCLN：进行相位观测值周跳和粗差的自动修复；SINCLN：单站自动修复周跳；DBLCLN：双差自动修复周跳；CVIEW：在可视化界面下,人工交互式修复周跳；SOLVE：利用双差观测按最小二乘法结算参数；CFMRG：用于创建XOLVE所需M文件,选择和定义有关参数[1].
GAMIT软件处理RINEX标准格式的观测文件分两步,先编辑数据,得到干净的X-file,再用X-file进行各种方案的参数估计.
4.GPS数据处理实例
4.1 概述
广州港南沙港区地处广州市最南端――龙穴岛,是中国华南地区、珠江三角洲和港澳两地连接海内外的重要交通枢纽,是珠江西岸目前新兴的大型集装箱深水港口.为了满足南沙港区现有工程控制网的需求,并提升原有控制网的等级、精度；现需要对现有南沙港区工程控制网进行改造与复核,改造与复核的主要手段是采用全球定位系统（即GPS手段）,这是因为GPS技术的研究及应用越来越热门,并具有精度高、速度快、费用省、实施方便等特点.
以广州港南沙港区工程控制网中5个控制点为基础,进行D级GPS观测.控制点
数据采集采用徕卡GX1230,采样间隔为30s,卫星高度截止角为15°,控制网图形如图1所示.
4.2 GPS基线解算
利用GAMIT10.40进行基线解算时,主要考虑下列因素：卫星钟差模型改正；接收机钟差的模型改正；电离层模型改正；对流层模型改正；卫星和接收机天线相位中心改正；截止高度角和历元间隔[7].
而采用TBC解算时其主要参数采用默认设置,根据具体解算进行了优化设置. 4.3 基线比对与分析
为了探求商业软件和精密处理软件在常规工程控制网中建立过程的适用性,本文采用商业软件TBC和科研软件GAMIT对观测结果进行处理,以基线中误差作为评判标准.
GPS网有5个点,9条基线,两种软件处理的基线中误差结果见表1.
利用TBC与GAMIT进行了基线解算,表1给出了比较详细的基线长度比较,从中可以看出,二者基线长度差值最小为1mm,最大为11mm,TBC基线RMS为2mm～16mm,GAMIT基线RMS为2mm～5mm,TBC随着基线长度的增加,RMS增加,GAMIT随着基线长度的增加,而变化不大,GAMIT基线RMS优于TBC,说明GAMIT的解算精度优于TBC的解算精度,但结果都符合《全球定位系统（GPS）测量规范》[8]的要求,满足测量工程的相关技术要求.
5.结语
由于GPS采用的是D级网观测,并临近沿海,作业环境较差,观测数据时间也偏短,数据质量并不很好,或许是影响两种软件数据处理结果的一种因素.
GAMIT软件与TBC软件解算基线采用的数学模型不同,相较于TBC,GAMIT解算基线的数学模型更加完善、结构更加严密,所以导致二者解算精度不同.从本文来看,GAMIT解算的基线精度要明显优于TBC的解算精度.
由于GAMIT在长距离基线解算中具有巨大优势,这在以前很多实例中已得到证明.对于短距离基线来说, 由于GAMIT较TBC在安装应用方面要复杂一些,此时选择TBC较为方便快捷.因此,我们在实际的工程控制测量中,在短基线的处理过程中,可根据项目精度需要选择合适的GPS数据处理软件,进而大大节省数据处理时间和应用成本.