获取站点概略坐标的几种方法

在 RINEX 观测数据(O-文件)的文件头信息中,包含观测点的概略坐标值。并且,在大多数的数据处理时,这一项都是必要的。例如,对于 GAMIT 或 PANDA 等 GNSS 数据处理程序而言,若观测文件中缺失概略坐标或概略坐标值有误,将会造成解算失败。

然而,有些观测点由于操作人员的配置或操作失误,常常会造成观测文件中概略坐标缺失或错误的现象。本文试总结了一些获取站点概略坐标的方法。

使用 TEQC

前文 TEQC 程序观测质量检查功能简介中曾介绍过 TEQC 程序的质量检查功能。该程序在完整模式(full)的质量检查输出结果文件中,包含“antenna WGS 84”一项。此处即是 TEQC 程序计算出的观测站点概略坐标。

当然,要使用完整模式的质量检查,必须引入同时段的广播星历文件。例如,使用 TEQC 程序计算 WUHN 站点在 2016 年第 151 日的概略坐标,可以使用如下命令:

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$ teqc +qc -rep -nav brdc1510.16n wuhn1510.16o

运行上述命令后,在输出信息中找到 “antenna WGS 84” 项,即可获得该站点在 WGS84 坐标框架内分别以大地坐标系(BLH)和空间直角坐标系(XYZ)表示的概略坐标值。该命令在我的计算机上运行结果为:

antenna WGS 84 (xyz) : -2267782.6195 5009151.3297 3221297.1568 (m)
antenna WGS 84 (geo) : N 30 deg 31’ 53.95” E 114 deg 21’ 27.32”
antenna WGS 84 (geo) : 30.531653 deg 114.357590 deg
WGS 84 height : 38.6097 m

使用 GAMIT 内置脚本

你或许还不知道,GAMIT/GLOBK 程序已经包含了计算站点概略坐标的脚本:sh_rx2apr。该脚本可输出站点在 WGS84 坐标框架内分别以大地坐标系(BLH)和空间直角坐标系(XYZ)表示的概略坐标值。脚本可接受的完整参数表如下:

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$ sh_rx2apr -site <site> -nav <nav> -ref <ref> -apr <apr> -chi <val>

其中:<site> 表示待求站点的观测数据文件,<nav> 表示广播星历文件,<ref> 为相对定位时使用的参考站点观测文件,apr 为包含参考站点坐标的 .apr 文件,<chi> 为迭代计算时的阈值(该项默认为 3 m)。

该脚本输出概略坐标有三种模式:直接从观测文件头信息中获取、使用伪距单点定位方式解算或以一个已知点为参考站使用相对定位的方式解算。使用哪一种模式取决于你的输入:若你只输入了观测文件,则使用直接从观测文件头信息中获取的方式;若你还同时引入了一个广播星历文件,则使用伪距单点定位的方式;若你在输入待求测站观测文件的同时还引入了广播星历文件、已知站点的观测数据以及包含已知点坐标的 .apr 文件,则采用相对定位的方式。

值得说明的是:尽管从 GAMIT 10.61 开始,其基线解算功能已经支持 RINEX 3 格式的数据,但该 sh_rx2apr 脚本尚未兼容 RINEX 3。在使用该脚本前,需要首先将 RINEX 3 的观测文件转换到 RINEX 2。

示例,从观测文件头信息中获取 WUHN 站的先验坐标:

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$ sh_rx2apr -site wuhn1510.16o

使用伪距单点定位的方式获取 WUHN 站的先验坐标:

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$ sh_rx2apr -site wuhn1510.16o -nav brdc1510.16n

使用相对定位的方式获取 WUHN 站的先验坐标,其中参考站为 SHAO,参考站坐标文件为 itrf08.apr:

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$ sh_rx2apr -site wuhn1510.16o -nav brdc1510.16n -ref shao1510.16o -apr ../tables/itrf08.apr

执行以上命令后,将在脚本执行目录下看到输出的两个文件:lfile.wuhn 和 wuhn.apr。其中 lfile.wuhn 中的概略坐标以大地坐标表示,而 wuhn.apr 中的概略坐标以空间直角坐标表示,它们分别是老版本和新版本的 L-文件。

使用 G-Nut/Anubis

如果你的计算机中安装了 G-Nut/Anubis 程序,使用 G-Nut/Anubis 获得站点的概略坐标也非常方便。该程序使用标准单点定位(SPP)的方法计算站点的位置,支持 RINEX 3 文件格式,也支持以精密星历作为输入的轨道数据。

因为 Anubis 程序的输入信息使用 XML 文件进行配置,因此你需要根据自己的需求修改其配置文件。对该程序配置文件的详细介绍可移步:Anubis 配置文件编辑,这里只介绍获取概略坐标时的必要操作。

首先使用下面的命令获取一个默认的配置文件:

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$ anubis -X 2> anubis_defaults.xml

编辑配置文件 anubis_defaults.xml:在 gen 节点中,将其中的 begend 节点的时刻修改为观测数据的开始和结束时刻,将 rec 节点中的站点名替换为你的站点名;在 inputs 节点中,将 rinexo 节点中的内容替换为你的 RINEX 观测文件的实际路径,将 rinexn 节点中的内容替换为你的 RINEX 广播星历文件的路径;在 outputs 节点中,将其中的 flt 节点名替换为 xtr,并将其内容替换为你希望的文件输出路径。

上述修改完成后,执行 Anubis 程序的质量检查命令,即可得到一个质量检查输出的结果文件:

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$ anubis -x anubis_defaults.xml -l process.log

查看程序输出的 .xtr 报告文件,从 “Estimated values” 部分即可找到站点在大地坐标系和空间直角坐标系下的概略坐标信息。使用我的计算机处理 HERT 站在 2017 年 7 月 1 日的观测数据,所得的这部分结果为:

#====== Estimated values (v.1)
=PERIOD 2017-07-01 00:00:00 2017-07-01 00:00:00 2017-07-01 23:59:30
=SAMPLE 2017-07-01 00:00:00 30.000
=XYZGPS 2017-07-01 00:00:00 4033461.4596 23537.7981 4924318.9564 0.8 0.6 1.3 96 0
=BLHGPS 2017-07-01 00:00:00 50.867479690 0.334353309 84.2165 0.7 0.9 1.3 96 0

补充

当然,计算站点概略坐标的方法还有很多。比如:你也可以使用 Bernese 程序的精密单点定位(PPP)解算模式或 RTKLIB 等程序对站点观测数据进行处理来得到更精确的站点坐标。本文介绍的方式仅限为较简单的几种。如果你有本文未提及的简单方法,欢迎发送邮件进行补充。

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