TPS2RIN 程序配置与使用方法

TPS2RIN 是由拓普康(Topcon)公司开发的一个命令行程序,该程序目前仅支持 Windows 操作系统,可以将拓普康旗下 GNSS 接收机输出的 .jps 或 .tps 格式观测数据转换为标准的 RINEX 2.10 格式。在格式转换过程中,还支持一些简单的数据编辑功能,如数据截取、卫星和观测量筛选、采样率变更以及文件头信息编辑等。

本文将介绍该程序的配置及使用方法。

程序配置

TPS2RIN 程序目前的最新版本为 9.5p1,从拓普康官网的下载页面可以获得该程序。下载并解压之后,你将得到一个可执行文件和一份软件使用说明书。打开 “命令提示符” 窗口,使用 cd 命令进入程序所在目录,执行 tps2rin 命令即可使用该程序。

当然,如果你希望在任何目录都能使用该程序,可以考虑将程序所在目录添加到系统的环境变量,或直接将 tps2rin.exe 文件移动至 “C:\Windows\System32” 文件夹内。

操作模式

为了便于后续操作的说明,首先介绍 TPS2RIN 程序的操作模式为:

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$ tps2rin <options> [file]

其中的 [file] 即输入的 .jps 或 .tps 格式的 GNSS 接收机采集到的观测数据文件,<options> 为附加的参数选项。下文将按功能介绍所支持的 <options> 参数,你也可以查看文后的参数汇总表。

格式转换

使用 TPS2RIN 最简单的操作就是将 .jps 或 .tps 文件转换为 RINEX 2.10 标准格式,转换时使用 -o 参数指定文件的输出目录。若转换时未指定输出目录,则默认输出到运行程序时的目录。

示例,将 2017 年第 170 日观测的 test170a.jps 文件转换为 RINEX,并输出到 rinex/ 文件夹内:

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$ tps2rin -o rinex/ test170a.jps

运行该命令后,将在 rinex/ 文件夹得到输出的观测文件 test170a.17o,星历文件 test170a.17n 和 test170a.17g。同时,程序在终端中也会打印相应的提示信息。你还可以通过参数来控制打印的提示信息:使用 -l 指定输出日志文件,使用 -e 显示转换过程中的统计信息(观测历元数、丢失历元数等),或者使用 -q 启动静默模式关闭提示。

示例,转换 test170a.jps 文件,输出日志文件并打印统计信息,将生成的 RINEX 文件和日志输出到当前目录:

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$ tps2rin -l -e test170a.jps

使用静默模式,将 test170a.jps 转换为 RINEX 格式:

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$ tps2rin -q test170a.jps

信息编辑

在进行数据转换时,你还可以进行一些简单的信息替换工作,将天线类型和天线高等添加到输出的 RINEX 观测文件中。处理大量数据时,最方便的办法是编写一个包含要写入的信息的配置文件。若使用 “<>” 包裹的内容代表变量,“//” 标识注释,则配置文件的格式可表示为:

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[TPS2RIN]
RUN BY = <name> // 运行程序人
COMMENT = <comment> // 注释
OBSERVER = <observer> // 观测者
AGENCY = <agency> // 观测机构
ANT # = <antenna number> // 天线号
ANT TYPE = <antenna type> // 天线类型
ANT DELTA H = <eccentricity height> // 天线高
ANT DELTA E = <eccentricity east> // 天线东偏
ANT DELTA N = <eccentricity north> // 天线北偏
MARKER NAME = <marker name> // 测量标志名
MARKER NUMBER = <marker number> // 测量标志号
POSITION X = <approx x> // 概略坐标 X
POSITION Y = <approx y> // 概略坐标 Y
POSITION Z = <approx z> // 概略坐标 Z

撰写的配置文件一般以“.ini”作为扩展名,并在格式转换时使用 -p 参数引入。示例,在对 test170a.jps 做格式转换时,将配置文件 demo.ini 中的信息写入到输出的 RINEX 观测文件中:

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$ tps2rin -o rinex/ -p demo.ini test170a.jps

当然,有些信息可能在以后略有变化,你可以使用参数 -M-m-A-L 在运行时指定测量标志名、测量标志编号、天线类型或闰秒。如果你还同时指定了配置文件,那么最终的输出以运行时指定的信息为准。示例,将 test170a.jps 转换为 RINEX 格式,指定配置文件为 demo.ini,并使用 -A 参数覆盖输出观测文件中的天线类型:

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$ tps2rin -p demo.ini -p "TPSCR.G3 NONE" test170a.jps

数据编辑

TPS2RIN 在数据转换时支持的数据编辑操作主要有数据时间窗提取、采样率抽取、观测量和观测卫星编辑。

数据提取

数据转换时使用 -s-f 指定时间窗口边界,由此实现数据的提取。对于时间窗口边界的指定有两种方式(其中 “[]” 包裹的部分可以省略):

  • DD[HH[MM[SS]]]:使用日、时、分、秒的方式指定时间窗边界,从左到右每 2 个数字一节;
  • DD[mm[YY]]d[HH[MM[SS[.SS]]]]:使用日、月、年、时、分、秒的方式指定时间窗边界,这里使用 “d” 来作为日期和时间的界限,各自从左到右每 2 个数字一节。

示例,源文件 demo170a.tps 的观测时间为 2017 年 6 月 19 日 0 点至 1 点。将其中 0:00 点至 0:30 之间观测的部分作为 RINEX 格式输出,使用第 1 种方式为:

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$ tps2rin -s 100000 -f 100030 demo170a.tps

使用第 2 种方式为:

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$ tps2rin -s 19d0000 -f 19d0030 demo170a.tps

采样率抽取

采样率较高的数据会占据更大的磁盘容量,在精度允许的情况下减小采样率可以节约磁盘的使用。TPS2RIN 程序使用 -I-d 参数来更改输出文件的采样间隔。两个参数的区别在于输出文件的采样率的计算方式:对于 -I 参数,输出文件的采样率为源文件采样率和该参数设定值的最小公倍数;而 -d 参数指定的则是源文件每隔多少个观测历元输出一个观测值。

示例,对于采样间隔为 10 秒的源文件 demo170a.tps,执行下面的命令将得到采样间隔为 30 秒的观测文件:

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$ tps2rin -I 6 demo170a.tps # 6 与 10 的最小公倍数为 30

执行下面的命令则会得到采样间隔为 60 秒的观测文件:

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$ tps2rin -d 6 demo170a.tps # 10 * 6 = 60

观测量编辑

某些观测量可能不是你需要的,你可以在格式转换时对数据进行编辑以去掉某些观测量。可用于删除观测量的参数有:

  • -1:去掉 L1 波段的所有观测;
  • -2:去掉 L2 波段的所有观测;
  • -C2:去掉 L2 波段上的 L2C 观测量;
  • -D:去掉多普勒观测信息。

示例,在数据转换时删除多普勒观测信息和 L2C 观测量:

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$ tps2rin -C2 -D demo170a.tps

另外,你还可以选择在数据转换时输出某些信息(主要是多普勒观测量和接收机钟差),或者对伪距观测量进行平滑以削弱多路径效应的影响。使用这些功能所用的参数为:

  • -O:在输出的 O-文件中包含接收机钟差;
  • -S:输出多普勒观测量,单位为 dB*Hz;
  • -~:实行伪距平滑。

示例,将 demo170a.tps 转换为 RINEX 格式,转换时输出接收机钟差并进行伪距平滑:

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$ tps2rin -O -~ demo170a.tps

观测卫星筛选

在执行数据格式转换操作时,你也可以对观测卫星进行筛选以便去掉不需要的导航卫星或卫星系统。与筛选观测卫星相关的参数有 6 个,你可以直接删除某个卫星系统的所有卫星,也可以删除指定 PRN 的某个卫星的观测:

  • -G:去掉所有 GPS 卫星的观测;
  • -g <prn>:去掉 PRN 为 n 的某颗 GPS 卫星的观测;
  • -R:去掉所有 GLONASS 卫星的观测;
  • -r <prn>:去掉 PRN 为 n 的某颗 GLONASS 卫星的观测;
  • -W:去掉所有 WAAS(广域增强系统)卫星的观测;
  • -w <prn>:去掉 PRN 为 n 的某颗 WAAS 卫星的观测;

示例,将 demo170a.tps 转换为 RINEX 格式,转换时去掉所有 WAAS、GLONASS 卫星以及 GPS 卫星系统中的 4 号星的观测量:

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$ tps2rin -R -W -g 4 demo170a.tps

完整参数表

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-h # 显示帮助信息
-o <directory> # 文件输出目录,缺省为当前路径
-p <profile> # 配置文件路径,键入 TPS2RIN –p ? 显示更多帮助
-s <datetime> # 开始历元时刻,键入 TPS2RIN –s ? 显示更多帮助
-f <datetime> # 结束历元时刻,键入 TPS2RIN –f ? 显示更多帮助
-G # 删除 GPS 卫星
-g <prn> # 删除某颗 GPS 卫星,prn 为卫星号
-R # 删除 GLONASS 卫星
-r <prn> # 删除某颗 GLONASS 卫星,prn 为卫星号
-W # 删除 WAAS 卫星
-w <prn> # 删除某颗 WAAS 卫星,prn 为卫星号
-1 # 删除 L1 载波频率
-2 # 删除 L2 载波频率
-C2 # 删除 L2C 信号
-l # 写日志文件
-q # 静默模式
-e # 观测历元信息统计
-I <ss.ss> # 间隔多少秒输出一个观测值,键入 TPS2RIN -I ? 显示更多帮助
-d <number> # 间隔多少历元输出一个观测值,键入 TPS2RIN -d ? 显示更多帮助
-L # 闰秒信息,缺省值为 15s
-D # 删除多普勒信息
-O # 输出接收机钟差
-S # 输出观测值 S1,S2。 单位:dB*Hz
-~ # 执行伪距平滑
-M <name> # 覆盖配置文件或其它输入文件中的点名
-m <number> # 覆盖配置文件或其它输入文件中的点号
-A # 覆盖天线类型名;键入 TPS2RIN -A ? 显示更多帮助
-a # 覆盖配置文件或其它输入文件中的天线序列号
-= # 忽略用户事件,键入 TPS2RIN -= ? 显示更多帮助

补充

除了使用 TPS2RIN 程序外,TEQC 程序也是数据转换的一种选择,并且 TEQC 所支持的接收机数据格式远比 TPS2RIN 丰富。要查看 TEQC 数据格式转换功能的使用方法,可以移步本站 TEQC 配置及其数据转换功能的使用一文。

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