不同格式GPS数据联合处理的方法及精度分析

1、不同卞&式GPS数据联合处理的方法及精度分析摘要：在GPS测试中，测绘生产单位经常应用 型号、品牌并不相同的GPS联合作业，但是联合作业 的结果往往涉及到不同格式GPS数据的转换和处理 方法，这些能够直接影响到数据最后的精度。本文根据几种GPS数据格式转换理论分析了几种转换方法的适用条件和特点，并对不同格式的数据联合处理方法及精度进行了初步的对比分析。关键词：GPS数据 联合处理；方法；精度分析中图分类号： N37 文献标识码： A 文章编号：GPS （全球定位系统），其操作简便、全天候以及高精度等特点让其在特定领域等到了广泛的应用。在各种测量中，GPS测量方法的高精度和高效率使其成为测量的首

2、选方案。在 GPS 的测量过程中，接收机的多少是工作效率高低的主要影响因素，为了降低工作成本、提高工作效率，往往需要将型号不同的GPS接收机联合起来使用。但是，型号的不同造成了 GPS观 测出的数据不同，而且一般的随机处理数据的软件能处理的数据格式比较单一，带来了极大的不便，研究不同格式的数据联合处理的方法和分析其精度，有助于解决这种不便。一、GPS常见数据格式及转化分析常见的数据格式现在，测绘单位经常用美国 Trimble 公司、日本的Topcon公司以及我国的南方测绘仪器公司等几个 公司生产的GPS接收机，这些GPS接收机的相同点 是数据内容相同，不同点是格式不同。本文主要探讨的就是它们采

3、集到的数据格式上的区别。 Trimble 公司、 Topcon 公司以及南方测绘仪器公司四个公司生产的系列GPS接收机采集到的数据文件格式分别为：dat 格式、 jps 格式以及 sth 格式。不同格式的数据文件需要不同的数据处理软件来进行处理，这就为共享GPS数据带来了一定的困难。早在二十多年前的1989 年， 瑞士的伯尔尼大学的天文研究所就设计出了通用的GPS数据文件格式，也就是RINEX 数据格式。RINEX 数据格式的中文意思是：与接收机无关的数据交换格式。当时这个天文研究所设计这种通用的数据格式的目的是为了建立高精度的欧洲大地控制网。经过相当次数的国际学术会议的修改以及讨论， 逐渐形

4、成了如今科研单位、 高校以及 GPS 接收机制造商们所普遍应用的一种数据输入格式。数据格式的转换不同格式的GPS数据联合处理中的关键之处就 在于GPS数据的格式转换，数据格式转换的过程是将 存储格式不同但有相同的信息的数据从原来的存储格式转换成目标存储格式， 它实际上是集合了一些运算，并且通过读取与解译将原来的数据格式转换成需要的储存格式，这个格式的转换是由专门的数据转换的软件来进行的。目前常用的数据转换方法有三种，即直接、间接以及标准数据转换法。直接转换法直接转换法是将数据文件直接进行格式转换，也就是直接把一种格式转成另一种格式。这个方法在编写转换软件时的工作量相对来说比较大，所以这种方法适

5、用于需要联合处理的GPS数据并不多时。间接转换法间接转换法主要是借助某一种数据格式，将一种格式转换成另一种数据格式。这个此种方法在编程时的工作量是相对来说比较小的，但是设计一个能容纳其他所有数据格式的比较完善的作为媒介的中间数据格式是有些难的。标准数据转换法这种转换方法就是上文提到过的关于 RINEX 的 格式转换方法，这种方法是将所有的格式的GPS数据 文件都转换成RINEX 格式。由于 RINEX 数据格式的普及， 所以绝大部分数据处理软件都是支持RINEX 格式的， 而且都能将其他格式转换成 RINEX 格式， 所以 这种方法在处理大型的 GPS 网络数据时被经常采用。二、不同格式GPS

6、数据的联合处理实例分析本次实验一共使用了 6台GPS接收机，其中有4 台Topcon Legacy-E型双频双星GPS接收机、2台南 方测绘NGS-200型单频单星GPS接收机，这两种GPS 接收机的随机数据处理软件是 Pinnacle与GPSpro,都 支持RINEX数据格式。Topcon Legacy-E型双频双星 GPS接收机的标称精度是：平面土(3mm+1xi0-6D), 高程士(5mm+1X10-6D);南方测绘NGS-200型单频 单星GPS接收机的标称精度为：平面土( 5mm+2X 10-6D),高程士( 20mm+2X 10-6D)。测试区东西长度大概为 1.7千米，南北长度大

7、概为1.2千米，测区内共设有4个E级GPS控制点。本 次实验中除了用到这4 个控制点外， 还在 20 多个全站仪 1 级导线点中选择了 2 个点，由此6 个点组成 1 个GPS 同步网。要求网中的点要分布均匀。首先用4台Topcon Legacy-E型号的GPS接收机在上文提到的 6 个点进行两个时段静态观测，两个时段均为40分钟，采样率15s,高度角为15度。接下来同时用所有的6台GPS接收机在上文所述 的六个点上同步观测40分钟，采样率同样为15s,截 至高度角也为15度。4台Topcon Legacy-E型号的GPS 接收机要设在4个E级GPS控制点，剩余的2台 NGS-200GPS接收

8、机分别放置在两个全站仪 1级导线 点上。待数据采集完之后，分别用GPS接收机自带的 格式转换软件将采集到的数据全部转换为 RINEX 数 据格式。经过两次解算，我们可以发现，不同格式的 GPS 数据联合处理后的精度比较理想，完全满足我们的要 求。但有一个问题还需要进一步的研究，那就是当基线长度相对较长时，对于不同精度的GPS数据的权重 需合理配置。结语：在不同格式的GPS数据联合处理中，应尽量选用 标称精度一致的GPS接收机，在型号方面也要尽量相 同，一般情况下不是全部选用单频接收机就是全部选 用双频接收机，这样能在最大程度上保证数据的精度一致，提高测量质量。最后，不同格式 GPS数据联合处理可以提高作业效率，并且降低成本，故在此建议可大力提倡。参考文献：1李爱国，梁洪有,王留名.不同格式GPS数据联合 处理的方法及精度分析J.河南理工大学学报(自然 科学版) .2006(06)2于晓平，杨国