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基于TGO的GPS时间与RINEX文件转换工具研究

更新时间:2009-03-28

1 前言

TGO(Trimble Geomatics Office)是美国天宝公司推出一款测量软件,TGO具有GPS基线处理、测量网平差、GPS和常规地形测量数据处理、数据质量评定和质量控制(QA/QC)、基准转换和投影等功能。具有功能齐全、界面操作简单、图文并茂、数据处理化多样、效率高与处理结果可靠等优点,广泛应用于各类工程项目实践中。

随着美国GPS卫星系统升级调整、天宝公司自身利益考虑与产品更新换代,广泛用于GPS控制网平差处理的TGO软件停止更新升级,无法处理2011年9月14号以后的GPS静态数据,使用许多熟练应用TGO软件的用户不得不寻找出新的替代软件。目前天宝有TTC、TBC两款软件可供选择,TTC软件比TBC软件更早推出,但也早已不再更新。TBC是天宝公司新推出的软件,功能非常强大,并能及时更新升级,但此软件是收费软件,需要购买软件狗才能使用,这无疑增加了工程人员的使用成本。

通过多年的TGO工程实践应用与经验积累,发现只需通过GPS时间转换与RINEX格式观测数据转换,即可实现TGO能处理2011年9月14号以后GPS静态RINEX格式观测数据处理。通过某数字城市地理框架的首级GPS控制网实例,利用VB自编的软件完成单点与批量RINEX文件转换,实现了TGO软件的再利用。

2 RINEX文件格式说明

RINEX(ReceiverIndependentExchange)是目前全球GPS测量中普遍采用的标准数据格式,该格式采用文本文件存储数据,数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。RINEX格式由瑞士伯尔尼大学天文学院(Astronomical Institute,University of Berne)制定出[1][2]。 当时提出该数据格式的目的是为了能够综合处理在EUREF89(欧洲一项大规模的GPS联测项目)中所采集的GPS数据。该项目采用了来自4个不同厂商共60多台GPS接收机。RINEX格式数据文件主要包括:RINEX观测文件(OBS)、RINEX导航文件 (NAV)(包括 GPS,GLONASS,Beidou/Compass, Galileo, QZSS, and/orSBAS)、RINEX气象文件(MET)、RINEX钟差文件(CLK)。随着科学技术发展与软硬件技术的不断更新,RINEX版本也随着不断改进与更新,主要版本有:Ver2.00(1993 年发布)、 Ver 2.10 (2007 年发布)、SBAS NAV Ver 2.10(2003年发布)、Ver 2.11(2007年发布)、Ver 3.00(2007 年发布)、Ver 3.01(2009 年发布)、Ver 3.02(2013年发布)、Ve 3.03(2015年),最新版本为2015年发布的Ver.3.03版本,不同版本之间,格式有细微差别。

3 GPS时间与RINEX文件转换

TGO无法处理2011年9月14日以后的GPS静态数据,主要是对GPS时间进行了限制,因此,要实现TGO的再次利用就需要对RINEX观测文件与导航文件中的时间进行转换。

3.1 GPS时间转换

5.2 蛋种鸡的输精周期延长实验是建立在标准化饲养的基础上的,即标准化鸡舍中使用自动化饮水、喂料、通风、光照、清粪系统,为蛋鸡提供适宜的生长和生产环境,保障鸡群健康和生产性能的正常发挥,同时也为员工创造稳定轻松的工作氛围,便于员工安心、愉悦地投入工作,提高操作技能。

3.2 RINEX观测文件(OBS)转换

利用记事本、写字板或者UltraEdit等文本处理软件打开RINEX观测值文件(***.**O),将观测值文件中的所有的 “16 3 8”(图1下划线处)时间替换为“11 7 5”,转换前后的格式要完全一致,空格不能多也不能少。

首先利用GPS时间转换工具将GPS接收机实际测量UT时转换为GPS时,如观测时间为2016年3月9日(UT时),转换后的GPS时为1887GPS周,周内天为2,年积日为68天。其次确保转换后的时间在2011年9月14日(GPS周为1653,周内天为3,年积日为257天)以前,但必须保持GPS整周变化(转换后的GPS周要小于1653),周内天不变。因此,2016年3月9日的GPS测量数据,可将GPS时确定为:1643GPS周,周内天为2,再利用GPS时间转换工具将GPS时转换为UT时,即转换后的时间为:2011年7月5日。

  

图1 RINEX 2.11观测文件(OBS)

图1为Trimble转换软件转换的 RINEX 2.11观测文件(OBS)格式,年月日格式为:yy+空格+mm+空格+dd,年、月和日各占两位,中间以一个空格分开,当月和日数值小于10时前面补一个空格。

在素质教育不断发展的当下,高中班主任在对00后的学生进行德育教学时,要坚持做到以上几大方面,促进他们道德修养的提高,以此使其高中学习生活充实且富有意义。

  

图2 RINEX 3.03观测文件(OBS)

上图2为Trimble转换软件转换的RINEX 3.03观测文件 (OBS)格式,年月日格式为:yyyy+空格+mm+空格+dd,月和日数值小于10时前面不补空格,而是要补“0”。因此替换格式为:“2016+空格+03空格+08”时间替换为“2011+空格+07+空格 05”。

3.3 RINEX导航文件(NAV)转换

上图5为中海达HGO转换软件转换的RINEX2.00导航文件(NAV)格式,与Trimble软件转换的RINEX文件格式有差别。一是UT时间格式不同,年月日格式为:yy+空格+mm+空格+dd,月和日数值小于10时前面补空格,而不是补“0”。二是GPS周格式不同,它是 “1.9550000000D+03”而不是类似Trimble 的“0.19550000000D+04”。

  

图3 RINEX 2.11导航文件(NAV)

因此,通过文献调研、专家咨询等方法在全面了解“5+3”住院医师规范化培训的特点、重点、关键点和实施措施的基础上,结合儿童保健专业特点,本教研室临床教学团队对儿童保健“5+3”住院医师分组进行规范化培训,采用陪练式现场督导教育实践模式,探索儿童保健住院医师规范化培训教学方法。陪练教育已经在钢琴、驾驶、运动、英语等教学中普通运用[9]。但住院医师的规范化培训,不同于其他学科,既有知识的学习、技术训练,更有临床思维的培训,是一门知识性、技术性、思想性很强的学科,陪练式现场督导教育实践模式尚值得探索。

  

图4 RINEX 3.03导航文件(NAV)

上图4为Trimble转换软件转换的RINEX 3.03观测文件 (OBS)格式,年月日格式为:yyyy+空格+mm+空格+dd,月和日数值小于10时前面不补空格,而是要补“0”,因此替换格式为:“2016+空格+03空格+09”时间替换为“2011+空格+07+空格 06”。

2015年上半年,天瑞集团股份有限公司(以下简称“天瑞集团”)及关联方在香港资本市场共收购山水集团在香港上市的控股母公司——中国山水水泥集团有限公司(以下简称“山水水泥”)28.16%的股权,成为该公司第一大股东,正式拉开了股权纠纷的序幕。2015年底,天瑞集团改组了山水水泥董事会,老山水集团董事会依据原公司章程不承认山水水泥对其高管人员的任免事宜,造成新管理层无法接手山水集团正常经营。后又出现了山水水泥任命的新管理层接手山水集团后,与山水水泥董事会再次发生罅隙,在被免职后仍对山水集团进行管理。

油菜(Brassica napus L.)子中含有丰富的油酸及亚油酸,湖北省恩施地区推广的双低菜子油品质仅次于橄榄油,营养价值较高[1]。油菜是中国的重要油料作物,2015年中国油菜种植面积居全世界第二[2],种植面积及产量都占全球的30%[3]。油菜菜薹中富含维生素C,可作为蔬菜食用[4]。种植油菜对于闲田利用、增加农民收入也具有重要作用[5]。

  

图5 中海达转换软件转换的RINEX 2.00导航文件(NAV)

RINEX导航文件(NAV)的处理与RINEX观测值文件一样,利用记事本、写字板或者UltraEdit等文本处理软件打开RINEX导航文件(***.**N),先将导航文件中的所有的 “16+空格+03空格+09”时间替换为“11+空格+07+空格+06”,然后将新的GPS周替换掉实际观测时的GPS周,即将“1887”替换为“1643”,但由于查找替换过程会出现多个“1887”,因此为保证准确性,在实际转换过程中通常是将“0.188700000000D+04”替换为“0.164300000000D+04”。

利用记事本、写字板或者UltraEdit等文本处理软件可实现单个文件的GPS时间与RINEX文件转换,但效率低且易出错,转换结果难以保证。

5)选择好要转换的文件后,“保存”按钮则变为可用,此时可选择保存RINEX文件转换的路径。若选择的路径无效或为空,则会弹出提示对话框,并要求重新选择合法的保存路径。

4 GPS时间与RINEX文件转换软件

在工程实践中,GPS控制网采用多台GPS接收机静态同步观测,且观测多个时段。大型GPS控制网观测时间会跨多天或十几天,GPS观测数据里非常大,且RINEX格式文件有着非常严格的固定格式,多一个或少一个空格,数字不在规定的行或列,GPS软件处理转换后的RINEX文件时会报错。因此,利用文本软件的查找替换等功能已不能满足RINEX文件转换的要求。为提高GPS时间与RINEX文件转换的效率,降低数据转换时的出错率,利用VB6.0编写了批量数据处理软件,如图6。

  

图6 GPS时间与RINEX文件转换软件

上图6为GPS时间与RINEX文件转换软件开始界面,该软件具有以下功能:

图3为Trimble转换软件转换的 RINEX 2.11导航文件(NAV)格式,年月日格式为:yy+空格+mm+空格+dd,即年、月和日各占两位,中间以一个空格分开,当月和日数值小于10时前面补一个空格。

1)GPS与UTC时间相互转换;

2)RINEX文件格式规范性检查;

3)RINEX观测文件与导航文件数量匹配性检查;

4)单点RINEX文件转换;

延伸湿地旅游产品链,还可开展湿地文化休闲、湿地摄影竞赛、湿地文化演艺活动、湿地文化学术论坛,以提高湿地旅游的参与性和趣味性。

1)GPS观测时间:输入GPS测量时的年月日,格式为:YYYY.MM.DD ,如:“2016.3.8”或“2016.03.08”,点击转换按钮即可通过内置GPS时间转换功能完成UTC至GPS时间转换,转换结果如图6,转换后的GPS周为1877,周内天为2。

【例1】有一多肽链,分子式为C55H70O19N10,其彻底水解后,只得到下列4种氨基酸(R基均不含N):谷氨酸(C5H9O4N),苯 丙 氨 酸(C9H11O2N),甘 氨 酸(C2H5O2N),丙氨酸(C3H7O2N)。则该多肽链彻底水解可产生多少个甘氨酸? ( )

软件界面简洁,操作简单,主要步骤如下:

今年2月,原浙江省国土资源厅组织开展矿地综合开发利用采矿权试点工作,吴兴区以此为契机,在原有基础上,深入排摸研究,积极申报试点,努力探索出一条资源开发、矿地利用和生态保护协调发展的新路子。下面以吴兴区埭溪镇美妆小镇小羊山场平工程、湖州里鱼山矿业有限公司妙西镇大山顶矿两个试点项目为例介绍一下吴兴区对矿地统一规划、综合开发、高效利用的资源统筹开发利用模式的探索情况。

5)批量RINEX文件转换(文件夹内所有文件)。

2)转换GPS时间:输入小于1653的GPS整周数,保持GPS周内天 “2”不变,如图6输入的为“16432”,此时转换按钮变为可操作 (如果未输入GPS周,则为灰色不可操作),点击即可通过内置GPS时间转换功能完成GPS至UTC时间转换,转换结果如图6,转换后的UTC时间为“2011.7.5”。

3)点击“浏览”按钮选择要转换的RINEX观测文件(必须选定:**.**O文件),选择文件后,如果未选择转换文件,则会弹出提示对话框。如果选择的RINEX观测文件命名不规范,则会弹出提示框。

  

图7 RINEX文件转换提示框

4)RINEX观测文件选择后,此时右边的“文件浏览”下方的下拉按钮则由灰色变为可操作。下拉按钮有“全部”、“O 文件”、“N 文件”和“G 文件”文件四个选项,选择“全部”则统计出所选择RINEX文件所在目录下所有的O、N和G文件数量,如果O文件与N文件个数不相等,再会弹出检查提示框。选择“O文件”、“N文件”和“G文件”选项则分显示各分类文件的文件名列表;

成、若虫刺吸茶树芽叶、嫩梢皮层汁液;雌成虫产卵于嫩梢阻碍养分和水分的运输导致茶树芽叶叶缘黄化,叶尖卷曲,叶脉呈暗红色,严重时叶尖、叶缘红褐色焦枯状,质地变脆,芽梢生长缓慢甚至停滞,影响茶叶品质[1]。全年以夏季受害最重。

6)选择好保存路径后,“单点转换”与“批量转换”两个按钮就由灰色变为可利用,此时点击“单点转换”则完成所选择的RINEX观测文件与RINEX导航文件的转换,如果选择转换的RINEX观测文件所对应的RINEX导航文件不存在,则会弹出提示对话框。点击“批量转换”则可完成所选转换文件所在目录下所有RINEX观测文件与RINEX导航文件的转换。如果保存路径与要转换的文件在同一目录下,则在保存路径下新建一个“New_TRinex_File”文件夹用于保存转换后的RINEX文件,文件转换后会有提示框。

7)点击“清除”按钮则清除所有输入和显示的信息,重新回到软件开始界面,如图6。

8)本软件可以完成目前所有版本的GPS RINEX观测文件、导航文件的转换。

  

图8 RINEX文件检查、保存与转换界面

5 RINEX文件转换应用实例分析

以数字瑞金城市地理空间框架布设的D级GPS控制网质检项目为实例,验证RINEX文件转换结果的正确性及TGO软件再利用性。GPS网共布设10个D级点,抽取4个D级GPS点野外实地检测,采用四台Trimble GEO XR仪器进行同步静态相对观测1个时段[3],观测时间为2016年12月27日(GPS周为1929,周内天为2),同步观测时间为65分钟。将观测的原始数据转换为RINEX 2.11格式,利用GPS与RINEX软件将时间转换为2011年7月26日(GPS周为 1646,周内天为 2)。

1、选取授课主题。可以针对农业生产实际问题、机器构造原理等,要抓住学员的兴趣点和共鸣点。例如,在农机安全生产方面,由于涉及学员切身安危,事故触目惊心,使人警醒,学员们在听到有关这些方面的内容案例时,往往注意力非常集中,不时地、不约而同地发出惋惜的声音。培训主题抓住这些兴趣点和共鸣点,能很好的提升授课培训质量。在讲解收割机构造和功能时,抓住问题导向,以收割机作业中的常见故障为切入点,对机具的部件、原理和功能进行讲解,既让学员明白了故障的处理,又让学员熟悉了机器的各个部件。

  

图9 TGO处理原始RINEX文件界面

  

图10 TGO处理转换后RINEX文件界面

图9为TGO处理原始RINEX文件界面,由于GPS时间的限制,TGO无法进行GPS基线解算并弹出错误提示框。图10为TGO处理转换后的RINEX文件并完成GPS基线解算,6条基线接受,0条拒绝。为检验处理结果的正确性,将TGO处理结果与Trimble TBC软件处理进行比较 (处理时D006与D009为固定点,D004与D010两点为检验点),处理结果如下:

 

表1 TBC与TGO解算坐标比较

  

序号 点号 X坐标较差(mm) Y坐标较差(mm)1 D004 0.006 -0.009 2 D010 0.002 0.009

 

表2 TBC与TGO解算投影边长比较

  

序号 边 号 TBC解算边长(m)TGO解算边长(m)较差(mm)1 D004-D006 9269.0649 9269.0648 0.1 2 D004-D009 4896.6877 4896.6799 7.8 3 D004-D010 8230.3003 8230.2975 2.8 4 D006-D010 4454.6400 4454.6316 8.4 5 D009-D010 3761.8022 3761.8076 -5.4

TBC是比TGO的更先进的GPS数据处理软件,其比TGO要更先进,从表1和表2可知,TGO处理结果可靠,值得信赖。

6 结论

通过GPS时间与UTC时间相互转换,采用简单易行的方法实现RINEX文件格式的转换,利用编制GPS时间与RINEX文件转换软件,实现了TGO软件再利用。

参考文献:

[1]UNAVCO Facility.http://www.unavco.org/help/glossary/glossary.html#RINEX.

[2]李征航,黄劲松.GPS 测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2005.

[3]GB/T 18314-2009,全球定位系统(GPS)测量规范[S].北京.中国标准出版社,2009.

 
付宁波,陈艳梅
《江西测绘》 2018年第01期
《江西测绘》2018年第01期文献

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