华测使用手册.doc

1快速入门1.1 新建任务执行【开始】【所有程序】【华测静态处理专业版】【主程序】【COMPASS 静态处理专业版】，启动本软件图1 新建项目选择【文件】【新建项目】进入项目设置窗口。选择 GPS观测数据所在目录作为项目文件存放的路径，右上方的输入新项目名自动取文件夹名（可更改），选择坐标系如“北京54”，新项目路径中显示的是现有项目路径，创建完成新项目的创建工作。图2 任务设置系统将在数据文件所在目录下创建如“Res”,“Mov”,“Rinex”等目录，存放解算结果文件，以及空白的项目：图3 空白项目1.2 导入数据 图4 导入数据 项目建完后，需要加载 GPS 数据观测文件。选择【文件】【导入】，在弹出的对话框中选择需要加载的数据类型，确定进入文件选择对话框：图5 选择 HCN 数据选择 *.HCN 文件（可同时按“CTRL”或“SHIFT”键进行多选），单击打开，将数据文件导入。图6 录入数据后的窗口当数据加载完成后，系统会显示所有的 GPS 基线向量，各条基线的相关信息暂时为空。同时，综合网图会显示整个 GPS 网的情况。1.3 处理基线图7 处理全部基线单击【静态基线】【处理全部基线】，系统将采用默认的基线处理设置，处理所有的基线向量。图8 基线处理过程处理过程中，显示整个基线处理过程的进度。从中也可以看出每条基线的处理情况。图9 基线解算后的结果基线解算的时间由基线的数目、基线观测时间的长短、基线处理设置的情况，以及计算机的速度决定。处理全部基线向量后，基线列表窗口中会列出所有基线解的情况，网图中原来未解算的基线也由原来的浅色改变为深色。1.4 平差前的设置在基线处理完成后，需要对基线处理成果进行检核。由于本章为快速入门，所以我们假定所有参与解算的基线都合格，通常情况下，如观测条件良好，也确实一次就能成功处理所有的基线。基线解算合格后，还需要根据基线的同步观测情况剔除部分基线，在这里我们也不作介绍。现在我们直接进入网平差的准备。图10 站点属性在树形视图左边选择【观测站点】中的已知点，再在右边相应的点位信息（出现虚线框，同时字反白显示）按鼠标右键，选择【属性】图11 观测站点设置进入测站坐标设置，选择【已知点坐标】。如果是采用二维平差，则采用 xy 或 xyH 方式输入；如果是三维平差，则选中 BL 或 BLH 方式输入；如果只做高程拟合（此时网），则选择 H。选择好后在右边对应的格中输入已知的 固定坐标 ，相应的点 精度 可以填在后面，并确认选择 约束（不选择表示固定坐标不能生效，网平差时将不使用）。同样方法把所有的已知点坐标都输入完毕。选择【网平差】【网平差设置】图12 选择平差项目 确认勾选二维平差选项，若要进行高程拟合，则需勾选水准高程拟合。需要注意的是：重置中央子午线必须设置正确。也可在坐标系管理中设置中央子午线等参数。1.5 进行网平差执行【网平差】【进行网平差】，软件会按照上一节的设置进行平差或高程拟合。图13 平差结果显示【观测站点】窗口下对应的每一个观测站点中，自由为自由网平差结果；2D 为二维平差结果；3D 为三维平差结果；高程为水准高程拟合结果。1.6 成果输出若网平差结果已满足用户要求，可将它打印输出，并作为成果提交。执行【成果】【详细成果输出】，可把平差结果中的全部内容编辑成一个网页报告的形式，直接浏览或打印输出。图14 详细成果输出软件还提供了其它如网页形式的成果报告输出，具体内容请查看后面的章节。这样，一个静态基线控制网的整个处理便算完成了。2.运行主程序 - 华测静态处理手册 2.1 运行 Compass 主程序图15 启动界面执行【开始】【程序】【华测软件】【静态基线处理】，启动本软件图16 Compass 后处理软件主程序的界面【文件】【打开项目】，如打开一个RINEX 2.0格式的演示数据，就会出现上图所示界面。在用户区中，通常会出现综合网图视图、树形视图、成果视图、文本输出视图等。标题栏:标题栏的初始目的是为了帮助您很快地决定当前的应用程序类。然而，您可以为了一些基本的程序控制，诸如：最大化、最小化和退出窗口使用标题栏。作为默认，在 Compass 将总是显示项目名。菜单栏:下拉菜单是任何 Windows 应用窗口的重要组成部分。在提供了绝大多数用来建立工程文件，解算数据，和管理数据的各种命令。工具栏:提供了大部分常用的快捷命令，可以加快各种操作。工具栏可以隐藏。状态栏:显示当前操作的一些提示信息。状态栏也可以隐藏。用户区:用户区是用户工作的主要区域，通常包括与项目有关的各种视图。综合网图:显示观测站点、静态基线以及它们的相互关系及误差信息。在综合网图中，可以对观测站点、静态基线进行编辑。通过网图的弹出式菜单，可以对网图进行放大、缩小等等操作。树形视图:分成左右两部分，左边为树形窗口，即用树状方式将软件的各对象（即观测文件、基线向量、观测站点等）表达出来；右边列表窗口，是为了进一步显示树形窗口的当前内容，如观测文件的主要信息、基线向量的处理结果、观测站点的平差结果等等。通过树形窗口的弹出式菜单，可以对这些对象进行大多数操作、查看并编辑这些对象的属性和最终的成果输出。下面，我们详细介绍主程序的各项具体操作。2.2 菜单和工具条2.2.1 菜单程序的主菜单由文件、编辑、静态基线、网平差、检查、成果、工具、查看、窗口、帮助等组成。图17 主程序的菜单除了主菜单外，每个窗口还都有一个弹出式菜单。各个弹出式菜单的具体功能请参见下面各个窗口的介绍。2.2.2 工具条通过主程序的工具条，可以直接使用常用功能，能加快软件的执行速度。2.3 网图打开演示数据中的 RINEX 项目，可看到如图所示的基线网图，网图窗口可以显示静态基线控制网。图18 网图2.3.1 网图窗口的内容如图所示，为一个静态基线网图。网图中显示了测站、基线、比例尺、误差椭圆比例尺、经纬度网格等。除比例尺、经纬度网格外等这些辅助信息外，网图主要展示了观测站点、静态基线。观测站点GPS观测站点分为已知点、未知点等。在网图中，已知点用来表示，未知点用来表示。应当说明的是，由于网图是观测站点在WGS-84下的单点定位的大地坐标来绘制的，因此，网图的比例尺并不严格。静态基线静态基线用带箭头的线段来表示，同时，基线的箭头也可隐藏。当基线没有解算、或不参与解算时，会以灰色来显示。移动鼠标，当鼠标经过静态基线、观测站点上方时，静态基线、观测站点会加亮。同时，会在网图下方的状态条上显示观测站点、静态基线的主要信息。图19 基线网图当遇到重复基线时，鼠标经过它们上方时，如缓慢移动鼠标，会在下方的状态条上逐条显示静态基线的信息。如图所示，Q036、Q049 两个测站之间共有两条基线 Q036Q0492048、Q036Q0492053，当鼠标移动到基线上方时，状态条会显示第一条基线的信息，鼠标移动到基线下方时，状态条会显示第二条基线的信息。2.3.2 网图窗口的弹出式菜单图20 网图的弹出式菜单网图的主要操作有网图的刷新、放大、缩小、移动，误差椭圆的放大、缩小，网图中各个对象的删除，还可以通过修改网图属性对网图的一些对象进行屏蔽。网图的主要操作可以通过弹出式菜单、键盘、主菜单等进行。弹出式菜单如上图所示，弹出式菜单提供了网图的刷新、放大、缩小，误差椭圆的放大、缩小，网图对象的删除等等。2.3.3 网图的刷新、放大、缩小、移动选择弹出式菜单下的【刷新】或【查看】【刷新视图】，整个网图将刷新。刷新将根据网图的几何尺寸，自动计算网图各对象的比例尺。选择弹出式菜单下的【放大】和【缩小】或【查看】【放大视图】、【缩小视图】或通过快捷键Ctrl+、Ctrl+，可以放大网图和缩小网图，网图的放大和缩小都是以鼠标位置为中心点放大和缩小的。网图在放大之后，如超过了网图的尺寸，则可以对网图进行移动。网图的移动可通过滚动条、键盘进行操作，如下表所示。上述这些操作的菜单、快捷键如下表所示：表1 网图操作的菜单、快捷键功能弹出式菜单视图下的子菜单快捷键等刷新刷新刷新视图Ctrl+R放大放大放大视图Ctrl+缩小缩小缩小视图Ctrl+左移-、Home、滚动条右移-、End、滚动条上移-、PgDn、滚动条下移-、PgUp、滚动条2.3.4 网图的属性图21 网图属性选择网图的【属性】，将出现网图的属性对话框，在网图的属性对话框中，可以设置网图的显示方式。图22 显示内容选择通过对话框上方的显示内容选择组合框，可以进行显示内容的选择，显示内容共有上图所示的几种方案。标签对话框的另一页显示的是打印的属性，如下图所示：图23 打印设置当选择网图按打印纸张大小打印时，打印的网图将自动适应纸张的大小，如下图所示：图24 打印预览如果您选择其它打印方式，通常需要不止一张打印纸张，最后，您可以将打印出的网图拼接起来。2.4 树形视图的操作可以通过“工具栏”下的 树型视图切换到树形视图。图25 树形视图树形视图分为两部分，左侧为树形窗口，右侧为列表窗口。列表窗口分为三个，分别为观测数据、基线向量、观测站点（观测数据列出了项目中的文件名，基线向量列出了各条静态基线的名称，观测站点列出了各个观测站点的名称）。每一个列表窗口都提供了一个弹出式菜单，通过弹出式菜单，可以访问弹出式菜单中每一项的属性。通过左侧的树形窗口，可以对这三个列表窗口进行切换；树形窗口中的各个对象按它们的名称进行排序；可通过鼠标、或者键盘的上下移动键进行访问；点击树形窗口中的任何一项，左侧的列表窗口都会有响应，并将相应的对象以高亮显示。图26 观测数据列表窗口图27 基线向量列表窗口图28 观测站点列表窗口观测数据、静态基线、观测站点显示内容的详细情况请参见下面章节的说明。3 项目管理华测 GPS 数据处理软件是面向项目进行管理的。因此，不管是进行单点定位，还是进行静态基线处理，或者是进行网平差。首先需要建立一个新的项目，或者打开一个已解算过的项目。建立一个新的项目可分如下几步：1. 首先建立测区的坐标系统，在【坐标系管理】里输入坐标参数；2. 建立一个项目工作所在地路径，将观测数据下载或复制到该路径下，并创建一个新的项目。3. 将数据导入到项目中；完成上述三步之后，就可以进行下一步的工作了。弹出的对话框将读取主程序目录下的 Hit.ini 文件，并将文件中有关坐标系统的参数显示在对话框中。对话框最上方为一个组合框，显示当前所选择的坐标系，如现在选择的坐标系为 Unknown。组合框下方列出了与坐标系有关的椭球参数、投影参数以及与WGS-84相互转换的七参数。选择增加，可以增加一个坐标系；选择修改，可以修改当前坐标系。在弹出的另一个对话框依次输入坐标系的椭球参数、投影参数、以及转换参数后，确认即可。图31 增加坐标系有两点在此说明：用户通常不清楚国家坐标与WGS-84之间的七个转换参数，这时，请将这七个参数均输入 0，对于常规 GPS 测量而言，后续的处理可将WGS-84坐标强制转换到用户坐标中来。对于局部地方坐标，如测区范围很小，有时候可能没有中央子午线，这时候，请在原点经度中输入测区中央的经度即可。3.2 创建一个新的项目确认坐标系输入正确后，就可以建立一个新的项目了。对于一个项目，我们首先建议用户新建一个子目录，比如，在软件的安装目录的 Example 子目录下，是各个演示项目的子目录。图32 新建项目选择【文件】【新建项目】图33 选择任务路径如果观测数据已经放在一个文件夹下，则可用鼠标点击左侧的树形窗口，选择数据所在地路径，这样，软件将在输入新项目名和新项目路径中自动填入当前子目录的名称。在建立一个新的项目时，还应当注意选择的坐标系是否正确。如现在的坐标系为北京 54。图34 文件结构一个项目在工作时，中间会生成一些文件，这些文件会保存在项目路径及其子目录中。我们查看工程子目录下，共生成了一个项目文件*.hit及四个子目录(Mov：保存动态路线处理的结果；Report：保存各类的成果报告；Res：保存静态基线处理的结果；Rinex：保存由观测文件转换成的 Rinex 文件)。图35 观测文件建议在处理一个项目的数据时，将所有的观测文件保存到项目目录或者它的子目录下。这样，所有的数据及中间处理结果都保存在项目所在的目录下，一个项目完成后，可以将整个目录及其子目录打包、保存。3.3 观测数据GPS接收机输出的数据格式分为两大类：NMEA 0183和原始观测量。对于华测 GPS 数据处理软件而言，需要使用的是 GPS 接收机输出的原始观测量。大部分 GPS 接收机输出的原始观测量为二进制数据，其格式各不相同。华测 GPS数据处理软件除能处理自定义的格式外，还能处理其它几种常见的 GPS 接收机的数据格式。另外，它还支持标准的 RINEX 文本格式。3.3.1 观测数据的内容观测文件主要保存了 GPS 接收机记录的各个历元的原始观测数据，每个历元包括观测时间、以及各个通道的跟踪卫星信息、 C/A码伪距、P1码伪距、P2码伪距、L1载波相位、L2 载波相位。对于华测 GPS 数据处理软件的静态观测文件而言，至少要求观测文件内包含观测时间、C/A码伪距、L1 载波相位。观测文件除包含上述信息外，还包含点位信息、初始坐标、以及与观测文件相关的星历信息等。观测文件可以用如下的框图来表示：图36 观测数据内容3.3.2 观测数据的格式华测 GPS 数据处理软件的 HCN 格式的观测数据华测 GPS 数据处理软件自定义的 HCN 观测文件均包括原始观测数据、星历数据、观测站点的起始坐标等等，个别版本还包括动态采集时记录的点位信息、路线信息。华测 GPS 数据处理软件自定义的观测文件包括多种数据类型，不同的数据类型以版本号来区分。而观测数据的版本主要根据接收机的主板、以及相应的采集软件来定义。目前软件能加载的主要几个版本如表 7-1 所示。下表列出了几种观测文件的版本。表2 观测文件格式、版本说明 格式版本数据说明备注*.HCN30.0双频数据(C,P1,P2,L1,L2)Javad40.0单频静态数据(C,L1)AllStar, SuperStar40.1,40.2单频动态数据50.0单频、双频(C,P2,L1,L2)采用 NovAtel RT2 系列主板54.0双频(P1,P2,L1,L2)采用 NovAtel OEM4 主板*.?O*.?N1.02.02.10标准的 RINEX 格式参见有关资料*.DATTrimble 数据格式参见有关资料在处理数据时，软件将根据观测数据的版本号来决定观测数据的类型，从而自动组成单频或双频的静态基线和动态路线。RINEX 格式的观测数据RINEX格式是为了将不同型号接收机采集的数据进行统一处理，而建立的一种通用数据交换格式。RINEX 格式是瑞士伯尔尼大学天文研究所提出的，现已成为各厂商、学校、研究单位在编制软件时所采用的标准输入格式，而且，目前国内外的主要 GPS 接收机均能将观测数据转换成 RINEX 格式。关于RINEX 1.0和RINEX 2.0格式的详细说明，可参见有关内容以及附录 C。华测 GPS 数据处理软件目前已能支持支持RINEX 1.0和RINEX 2.0的各个版本。但对于RINEX 2.0格式的既包括 GPS 的数据，还包括 GLONASS 数据的文件，华测 GPS 数据处理软件将提取 GPS 部分的信息，而不对 GLONASS 部分进行处理。其他格式的观测数据华测 GPS 数据处理软件支持 Trimble 公司的 *.DAT 观测文件，以及 Ashtech 公司的 B 文件和 E 文件，其中 B 文件为观测文件、E 文件为星历文件。3.3.3 数据的准备华测 GPS 数据处理软件能够处理多种格式的数据。通常，一组 GPS 数据送入 GPS 处理软件处理之前要经过下列几步：首先，要将各台 GPS 接收机观测的数据传入计算机内。对于 X 系列的接收机，使用【工具】【数据传输】传输数据。如用户使用的是其它 GPS 接收机采集的数据，则需要采用相应的 GPS 接收机数据传输软件将数据传到计算机内。这些软件的具体应用请参见后面章节。其次，将数据复制到当前项目所在目录。最后，将数据导入到当前的项目中。请参见下一小节。3.3.4 数据的导入图37 基线处理设置在新建好项目后，【静态基线】【基线处理设置】设置导入基线的规则。默认是 5 分钟以及基线小于30 公里。图38导入数据选择【文件】【导入】，弹出的数据类型选择窗口，列出了各种允许加载的数据格式，目前，软件支持的格式除了华测自定义的格式（如*.HCN）以及标准的 RINEX 格式之外，还支持 Trimble、Ashtech、Leica、Sercel 以及其他几种格式。图39 文件选择如选择 RINEX 格式的观测数据，弹出文件对话框，自动转入当前项目所在的路径，且数据文件对话框具有 8K 字节的缓存，按住“Ctrl”键可以同时选择多个观测数据文件。图40 文件类型选择在对话框的下方，有一观测文件类型组合框，组合框中默认的内容为自动，其它还有静态观测文件、动态观测文件两个选项（自动：软件将根据文件的格式自动判别文件是静态采集的，还是动态采集的；静态采集：这些文件将根据采集的时段自动组合成静态基线；否则，将它们与静态观测文件相组合，构成动态路线）。应该说明的是，目前只有华测 GPS 数据处理软件自定义的文件格式内部定义了动静态文件类型。文件导入依次只能导入一个目录下的观测文件，如观测文件为不同类型，或者为不同格式，或者在不同路径下，则要分多次导入。由于文件录入只导入观测文件。其实，在导入观测文件的同时，还自动导入相应的星历文件。对于华测 GPS 数据处理软件格式的文件，由于观测文件和星历文件合并在一个文件内，在观测文件导入的同时，也导入了星历文件。而对于其它格式，观测数据和星历数据并不一定在同一个文件中，这时应将它们放在同一目录下，软件将会根据观测文件的格式自动判别并读入星历文件。否则的话，用户应该在后续的处理中输入星历文件。图41 已录入数据的项目文件录入完成后，软件将从观测文件中提取观测站点，并将根据它们的观测时段自动组合成静态基线。这就是我们后面要讲述的内容。3.3.5 观测文件名华测 GPS 数据处理软件一般用文件名来区分观测文件。通常的观测文件由 8 个文件名及其扩展名组成，如一个 Compass 的 HCN 观测文件的文件名为ABCD1234.HCN。一个项目中，不允许有重名的观测文件。比如，一个项目中不允许同时存在文件名为ABCD1234.HCN及ABCD1234.01O的观测文件。一个观测文件名通常由测站名和时段组成，这样，在一个项目内，可以保证观测文件名各不相同。下面分别介绍各个格式的观测文件名。HCN 观测文件对于 Compass 的 HCN 静态观测文件，一个 8 个字符的文件名是这样组成的：!$#.HCN点名观测文件名中，前面 4 个!表示点名，点名可以由字符和数字组成，也可以由两个中文字符组成。软件在加载观测文件后，将根据文件名自动分解出点名，如点名不足四个字符，则采集软件或 X 系列接收机的数据传输软件将自动在点名之前以下划线_自动补足 4 个字符，如点名 A 将生成“_A”。时段后面三个数字及一个英文字符或数字“$#”表示时段。其中，$表示年月日，及观测时间处于一年中的第几天，年积日的查询参见附录 B，#表示当天的观测期序，可用 1、2、3、A、B、C、Z 来表示。对于 Compass 的 HCN 动态观测文件，文件名也是这样构成的，但是其测站名是没有实际意义的。RINEX 观测文件RINEX 格式的文件名格式如下所示：观测数据文件!$#.yyO星历文件!$#.yyN可见，RINEX 文件的命名规则同 HCN 文件类似，不同的是，yy 表示观测的年份。RINEX 格式内部在字头测站点名称（MARKER NAME）部分记录了测站点的名称，如该部分为空，则软件将按 HCN 文件读测站名的方式解析观测文件名，形成测站等信息。其它观测文件其它观测文件请参见有关资料。3.3.6 观测文件的属性在观测数据窗口，点击右键，选择【属性】。将弹出关于观测文件的标签对话框。如下图所示：图42 观测文件属性该标签对话框共分为通用、单点定位及平均坐标、观测数据图、跟踪卫星、卫星信号。【通用】列出了观测文件的文件名、观测日期、文件类型、星历文件名、仪器号、数据版本、文件说明、观测站点名、天线高、以大地坐标表示的观测文件的初始值。其中星历文件名、观测站点名、天线高、观测站点的初始值可以修改。1) 修改观测站点、天线高2) 修改星历文件在修改星历文件名时，请点击如上图所示的按钮，将弹出如图所示的文件对话框：图43 选择星历文件该对话框可以选择多种格式的星历文件，请选择合适格式的、且与观测文件同样时段的星历文件。在下列情况下需要重新输入星历文件：当需要更高精度的星历文件时，例如需要选择 SP3 精密星历格式时；当观测文件没有与相应的星历文件关联时；当星历文件不合格时，例如，星历文件并未包含所有观测卫星的星历。3) 修改初始大地坐标GPS 在基线解算时，必须有合格的起算坐标。一般情况下，起算坐标由采集软件在单点定位时得到，或者由软件在加载数据时进行单点定位得到。对于一般的 GPS 基线测量，GPS 单点定位坐标可以满足精度要求，但在下列情况下，需要修改初始大地坐标。 没有单点定位结果。这通常因为采集时没有记录单点定位坐标，而且星历文件有问题，从而软件不能进行单点定位引起的