武汉大学测绘学院19级导航工程第三学期专业实习

前言

武汉大学测绘学院导航工程专业实习
利用GNSS接收机进行不同观测环境下的静态数据和动态数据的采集,利用CGO、RTKLIB等软件对静态和动态数据进行处理和分析。在此过程中,熟悉并掌握卫星导航设备与相关数据处理软件的使用,掌握GNSS数据质量的分析方法,加深对专业课的专业知识的理解,锻炼联系实际分析问题、解决问题的能力。自己编程实现基本的GNSS数据质量分析功能,实现RINEX观测值读取、电离层残差分析、周跳探测统计、观测值噪声与多路径分析等。

实习任务

  1. 第一阶段 利用GNSS全站仪进行静态数据和动态数据的采集,利用CGO、RTKLIB等软件对静态和动态数据进行处理和分析。通过使用其他数据分析软件,了解软件的基本功能,为自己编写程序分析GNSS观测数据提供基础。
  2. 第二阶段 对GNSS数据进行质量分析,参观湖北省CORS站。了解CORS的基本运作与维护,将专业知识联系实际,加深对理论知识的理解。利用成图软件对RTK采集的数据进行成图。
  3. 第三阶段 对实习内容进行总结,自己编程实现基本的GNSS数据质量分析功能,实现RINEX观测值读取、电离层残差分析、周跳探测统计、观测值噪声与多路径分析等,撰写实习报告并提交

实习软件

本次实习用到的软件(集)包括:CGO、RTKLib、TEQC、e-Survey

  1. CHC Geomatics Office(CGO)
    利用CGO软件对静态观测数据进行分析和处理,对基线的残差序列图像进行分析,剔除观测数据质量较差的某一卫星或某一卫星的某一观测时段,从而获得较好的结算结果。
  2. RTKLib
    RTKLIB是全球导航卫星系统GNSS的标准&精密定位开源程序包,由日本东京海洋大学(Tokyo University of Marine Science and Technology)的高须知二(Tomoji Takasu)开发。RTKLIB由一个便携式程序库和多个AP(应用程序)工具库组成。RTKLIB的主要功能有:
    (1)支持多个GNSS系统的标准和精密定位算法,包括GPS,GLONASS,Beidou,Galileo,QZSS和SBAS
    (2)支持多种GNSS实时和后处理定位模式:单点定位、DGPS/DGNSS,动态RTK、静态RTK、移动基站、PPP
    (3)支持多种GNSS标准格式和协议:RINEX2.10、RINEX2.11、RINEX2.12、RINEX3.00、RINEX3.01、RINEX3.02、RTCM2.3、RTCM3.1、RTCM3.2、BINEX、NTRIP、NMEA0183、SP3、ANTEX1.4、IONEX1.0、NGS PCV、EMS 2.0
    (4)支持多种GNSS接收机专有数据协议格式:NovAtel:OEM4/V/6,OEM3, OEMStar、Superstar II、 Hemisphere、Crescent、u‐blox:LEA-4T/5T/6T、SkyTraq、JAVAD 、GW10-II/III和NVS
    (5)支持外部通信:Serial、TCP/IP、NTRIP、本地日志文件(记录和播发)和FTP/HTTP
    (6)提供许多函数库和API:卫星和导航系统函数、矩阵和向量函数,时间和字符串函数、坐标的转换,输入和输出函数、调试跟踪函数、平台依赖函数、定位模型、大气模型、天线模型、地球潮汐模型、大地水准面模型、基准转换、RINEX函数、星历和时钟函数、精密星历和时钟、接收机原始数据函数、RTCM函数,解算函数、谷歌地球KML转换、SBAS函数、选项(option)函数、流数据输入和输出函数、整周模糊度解算、标准定位、精密定位、后处理定位(解算)、流服务器函数、RTK服务器函数、下载函数。
  3. TEQC ( Translation , Editing and Quality Checking)
    TEQC是功能强大且简单易用的GNSS 数据预处理软件,是由UNAVCO Facility (美国卫星导航系统与地壳形变观测研究大学联合体 )研制的为地学研究GPS 监测站数据管理服务的公开免费软件,主要功能有格式转换、编辑和质量检核。其中,格式转换可将许多不同厂家的GPS 接收机观测(二进制) 文件转换为RINEX 文件,也可以在RINEX文件的不同格式之间转换;编辑功能可用于RINEX文件字头块部分,也可进行数据文件的任意切割与合并、观测值类型的删减、卫星系统的选择及特定卫星的禁用;质量检核可以反映出GPS 数据的电离层延迟、多路径影响、接收机周跳、卫星信号信噪比等信息,并实现了可视化。
    TEQC 通过命令行操作,能够运行在多种操作系统上,包括Unix、Linux、MacOS 以及Windows 的DOS 等。
  4. e-Survey
    e-Survey软件是北京合众思壮科技股份有限公司开发的 GNSS测绘软件,根据合众思壮公司近20 年的经验积累,在结合国际主流测绘数据采集软件功能的同时,集GPS RTK 控制采集、GIS数据采集和电力勘测系统等功能于一体。

自编程序

TEQC只能处理RINEX 2的数据,为了消除这一弊端,笔者使用C#语言,仿照RTKLib的UI风格,设计了一款软件,软件名称是GNSS QC,下面是程序的界面图。
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