gami软件在铁路gps控制网高精度定位解算中的应用

gami软件在铁路gps控制网高精度定位解算中的应用

随着我国长距离铁路的快速发展，提高gps第一网平面坐标精度的要求越来越高。它已从最初的阶段分为大米，现在是厘米到玉米。由于种种原因,GPS接收机随机附带的基线解算软件,已越来越不能满足这种高精度控制网计算的要求。近年来,随着计算机技术的不断提高,高精度GPS数据处理软件也在不断发展,其中,国际上著名的软件有:瑞士Bernese大学的Bernese软件、美国的GAMIT软件、德国的EPOS软件等。其中GAMIT接近于自由软件,在国内拥有大量用户,它是由美国麻省理工学院编制的高精度GPS定位定轨软件,目前已广泛应用于长距离、高精度、长时间的GPS定位数据处理。对于短基线来说,用随机附带的软件,一般可以满足其精度要求,而对于中长基线随机软件则不能满足其精度要求,本文主要介绍如何应用GAMIT软件对我国某城际铁路首级GPS控制网进行高精度定位解算。1gamin软件简介GAMIT是由美国麻省理工学院(MIT)和美国加利福尼亚大学SCRIPPS海洋研究所(SIO)研制,基于GPS双差观测模型,用于大地测量目的的GPS定位和定轨数据处理软件包。GAMIT软件在数据处理时顾及了极移、闰秒、章动、频移和有关轨道的各种摄动改正等多种因素的影响,其代码由Fortran语言编写,具有处理结果准确、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特点。它由多个功能不同并可独立运行的程序模块组成。利用GAMIT可以确定地面站的三维坐标和对空中飞行物定轨,在利用精密星历和高精度起算点的情况下,基线解的相对精度能够达到10-9,解算短基线的精度优于1mm,是世界上最优秀的GPS软件之一。近年来,该软件在ThomasHerring教授,RobertKing博士,SimonMcClusky博士和有关专家共同努力下,在数据自动处理方面已做了较大的改进。该软件不仅可在基于工作站的Unix操作平台下运行,支持X-Windows,而且可以在基于微机的Linux平台下运行,最大测站数和时段数由分析计算的环境决定。GAMIT的解算精度高,可免费获取,并开放源代码,使用者可根据需要进行源程序修改,相对Bernese、EPOS和GIPSY来说,在国内应用更为广泛。2控制好输出文件的保存工作高精度的数据处理软件,在数据处理之前必须要做的就是数据的准备工作,这一点非常重要,没有准备好相关文件,软件在运行过程中就会连续出现错误,最终导致解算失败,GAMIT也不例外。GAMIT在解算过程中会出现上百个临时的输入输出文件,因此,首先要做的就是各文件的存放工作,同时还需考虑各误差对基线解算的影响。并对钟差改正、电离层改正、对流层改正、大气参数模型、光压模型等给予适当的选择和定义。2.1ut3ssvnav首先建立工作目录,如以年+年积日为目录名建立目录,同时在该目录下建立/rinex(原始观测文件)、/igs(sp3文件)、/brdc(精密星历文件);同时在这一级建立/tables目录。Tables中包存放含如下一些表格:①建立测站的初始坐标L文件lfile.。②输入天线高度值和观测信息控制表格文件:、sestbl.、sittbl.。③找到对应时段(一般以年区别)的各种参数文件,包括:pole.极移参数;ut1.表:luntab.月球星历表;soltab.太阳星历表;leap.sec从1982年1月1日以来的TAI-UTC值的跳秒值;gdetic.dat大地水准面参数表;antmod.dat天线高及相位中心偏移模式参数;svnav.dat卫星数目、编号等信息;rcvant.dat接收机及天线类型信息。2.2选择快速输出的卫星时钟文件lminps数据处理的步骤为:①在数据目录下,使用links.day年积日工程名与tables的表文件进行连接。②makexp程序建立所有准备文件的输出及一些模块的输入文件。③makej程序读取观测文件rinex格式,得到用于分析的卫星时钟文件J文件。④makex生成接收机时钟文件K文件和观测文件X文件。⑤建立与执行批处理。⑥进行批处理工作。⑦数据处理完毕之后,查看o文件,postfitnrms需小于0.5;另外,查看基线精度是否出现异常。⑧接着利用GLOBK进行平差,或利用同济大学TGPPSW等软件执行平差。3基线解算质量某城际铁路客运专线GPS首级控制网由5个点组成,其中以北京房山作为国际IGS跟踪站,GPS首级控制网点位示意图如图1所示。每天24h连续观测,共使用5台GPS接收机(均为Leica1230)分两个时段观测(年积日分别为346、348),共计48h数据量,其解算结果如表1和表2所示。均方根残差(nrms)是衡量基线解算质量的最主要的指标之一,要求nrms的值原则上最好小于0.3。如果nrms值大于0.5,则说明本次处理中仍有大周跳未被清除,还需要查看自动清除周跳的总结文件autcln.sum,或使用CVIEW进一步人工剔除。本例中nrms=0.2057和0.2058,满足原则上的要求。此外,从表2中可以看出,基线长度的相对精度均可以达到10-8,因此应用GAMIT进行基线解算的结果是完全可以信赖的。4精密加工过程模型