Bernese PPP的數(shù)據(jù)處理方法

本文格式為Word版，下載可任意編輯——BernesePPP的數(shù)據(jù)處理方法Bernese5.0PPP數(shù)據(jù)結(jié)算步驟

BERN的數(shù)據(jù)處理方法?；旧峡梢苑譃橄旅鎺讉€步驟：一、處理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備

此步驟包括準(zhǔn)備觀測文件、星歷文件，以及更新數(shù)據(jù)處理所需的表文件，然后把RINEX格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成Bernese二進(jìn)制格式文件，目的為加速數(shù)據(jù)讀取速率。

RINEX格式的文件分別為觀測文件(ssssdddf．yyo)、導(dǎo)航文件(ssssdddf．yyN，ssssdddf．yyG)和氣象文件(ssssdddf．yyM)。觀測文件轉(zhuǎn)換成BERNESE格式有如下四種格式，它們分別為：*.PZH(相位非差頭文件)*.PZO(相位非差觀測文件)*.CZH(碼非差頭文件)*.CZO(碼非差觀測文件)

導(dǎo)航文件和氣象文件的轉(zhuǎn)換與此相像。在原始文件由RINEX格式轉(zhuǎn)換成BERNESE格式過程中，有時會出錯，認(rèn)為該接收機(jī)類型與Phas_igs．O1文件不匹配，造成轉(zhuǎn)換不成功。其主要問題是RINEX格式的原始文件中可能存在非法字符，該問題尋?？梢酝ㄟ^檢查原始文件是否有非法字符或用數(shù)據(jù)管理軟件teqc使其標(biāo)準(zhǔn)化，該軟件可以從.下載。在運行該軟件前，首先要準(zhǔn)備好所必需的文件，具體包括：

(1)原始文件(%%o、%%n、%%m)有原始觀測文件、原始導(dǎo)航文件和原始?xì)庀笪募?。主要是原始觀測文件；

(2)大地基準(zhǔn)面文件(DATUM)包括了目前所用的大地基準(zhǔn)面模型。除非添加新的大地基準(zhǔn)面模型，一般無須更改；

(3)相位中心改正表(PHASE__IGS.01)包括大部分常用的天線和接收機(jī)以及它們的參數(shù)；(4)地球重力場模型(JGM3.,GEMq3.)手工用GEMq3.,BPE運算用JGM3.,無須更改；(5)極偏差系數(shù)文件(POLOFF.)一般不用更改；(6)衛(wèi)星參數(shù)(SATELLIT.EX1)應(yīng)當(dāng)改成SATELLIT.TTT；

(7)常數(shù)(CONST．)包括光速、L1、L2頻率、地球半徑、正常光壓加速度等；一般不更改；

(8)接收機(jī)信息文件(RECEIVER．)主要包括接收機(jī)的類型、單雙頻狀況、觀測碼和接收機(jī)相位中心改正等，假使有新的接收機(jī)類型，可以在此文件中按規(guī)定格式添加；

(9)地球自轉(zhuǎn)參數(shù)信息文件(C04一$JJ2.ERP)$JJ2為具體的年份，我們將其改成2023等，應(yīng)當(dāng)下載與觀測值時間相符的相關(guān)文件；

(10)跳秒文件(GPSUTC)GPS跳秒狀況；

(11)衛(wèi)星問題文件(SAT一$JJ2.CRX)包括壞衛(wèi)星和它們的觀測值。$JJ2為具體年份，我們將其改成2023等形式的年份；

(12)測站問題文件(STACRUX.)測站的天線高，中心改正等一些狀況的記錄文件。

上述這些文件中,(2)一(12)都可從ftp://ftp.unibe.ch/aiub/BSWUSER/下載,一般狀況下,(2)、(4)、(5)、(7)、(8)、(10)、(12)都無須更改,(3)、(6)、(9)、(11)應(yīng)當(dāng)經(jīng)常更新,另外,還要準(zhǔn)備天線高表文件、天線和接收機(jī)轉(zhuǎn)換表文件、初始坐標(biāo)文件和縝密星歷文件,其中,縝密星歷文件要將從IGS上下載的軌道格式sp3文件改成PRE文件(sp3文件格式已于2023年9月5日更新為sp3一c格式),也可以從菜單Menu2.0.21中下載,如:igs10765.sp3改成IGS10765.PRE(BERNESE42軟件中的所有文件名中字母必需大寫),天線高表文

件、天線和接收機(jī)轉(zhuǎn)換表文件(值得注意的是在生成天線和接收機(jī)轉(zhuǎn)換表的過程中,已經(jīng)轉(zhuǎn)換為RINEX格式觀測文件中文件頭里的接收機(jī)和天線類型要大寫,否則會出錯)、初始坐標(biāo)文件必需手工生成,必需注意初始坐標(biāo)文件中坐標(biāo)輸人的格式,否則簡單出錯,數(shù)據(jù)或文件的更新可經(jīng)由網(wǎng)站

ftp://ftp.unibe.ch/aiub/BSWUSER,ftp://ftp.unibe,ch/aiub/CODE或.aiub.unibe.ch/download來進(jìn)行。

二、衛(wèi)星軌道標(biāo)準(zhǔn)化

衛(wèi)星星歷可選擇縝密星歷或廣播星歷。Bernese軟件在軌道部分有兩個主要程序，第一個程序為

PRE．TAB(Orbits/EOP->Createtabularorbits)，其主要工作是把縝密星歷從地心地固坐標(biāo)框架轉(zhuǎn)換為慣性坐標(biāo)框架，同時該程序也提取衛(wèi)星的鐘差。其次個程序為ORBGEN(Orbits/EOP->Createstandardorbits)，其工作為由軌道表文件產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)軌道。尋常會對每一個時段(尋常為一天)產(chǎn)生一個標(biāo)準(zhǔn)軌道文件。假使利用的是縝密星歷，則經(jīng)ORBGEN產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)軌道的均方根誤差(RMS)一般小于3cm。ORBGEN還有一個重要功能就是對解算的軌道元素積分以產(chǎn)生縝密軌道。三、計算接收機(jī)時鐘改正量

計算接收機(jī)時鐘改正量的程序是CODSPP(Processing->code-basedclocksynchronization)。計算出的時鐘改正量會儲存在相位和偽距觀測文件中。此程序的輸出文件中會提供后驗的均方根誤差值。四、形成基線文件

SNGDIF(Processing->Baselinefilecreation)根據(jù)選定的準(zhǔn)則在整個處理網(wǎng)中形成獨立的基線單差文件。一般選用最大觀測值準(zhǔn)則(OBSMAX)，也就是兩測站間共同觀測量為最多者組成基線。也可用人工方式或其他標(biāo)準(zhǔn)來定義基線。五、相位觀測值預(yù)處理

要進(jìn)行高精度定位，清白的相位觀測值是一個先決條件。我們知道Bernese軟件中有多種數(shù)據(jù)預(yù)處理方式。但預(yù)處理相位觀測值的核心程序是MAUPRP(ManualandAUtomaticPRe―Processing)(Processing->Phasepreprocessing)。它既能處理非差數(shù)據(jù)也能處理單差數(shù)據(jù)。六、參數(shù)估計

Bernese中參數(shù)估計有兩個主程序，一個是GPSEST(Processing->Parameterestimation)，基于原觀測值來求解參數(shù)；另一個是ADDNEQ2(Processing->Normalequationstacking)(4．2版本是ADDNEQ)，基于偽觀測值(法方程或者SINEX文件)求解參數(shù)。GPSEST把預(yù)處理的相位觀測量組成二次差觀測值以求解坐標(biāo)參數(shù)。在具體求解時根據(jù)不可憐況有好多不同的設(shè)置和技巧，特別是對模糊度參數(shù)和歷元參數(shù)(動態(tài)坐標(biāo)和接收機(jī)鐘差)。一般來說采用QIF(Quasi―Ionosphere―Free)方式求解模糊度，并且忽略基線的相關(guān)性，用逐條基線求解的方式。歷元參數(shù)一般先預(yù)消除，然后在法方程層次上回代求解。值得強(qiáng)調(diào)的是觀測值預(yù)處理和參數(shù)估計是一個迭代過程。清白的觀測值能得到更確切的參數(shù)解，更確切的參數(shù)解又反過來幫助獲得更清白的觀測值。

七、多時段綜合解

此部分程序為ADDNEQ2(Processing->Normalequationstacking)，將步驟6)所得各時段的全部基線解作為偽觀測值再進(jìn)行平差，以求得更確切的參數(shù)解，或者反演一些其他參數(shù)，例如測站速度、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)等。

具體來講步驟如下：1)項目安裝

2)拷貝或者下載GEN相關(guān)文件、ATM、STA文件夾到項目文件夾下

3)檢查氣象文件*.ATM，GEN通用文件(CONST.(所有本軟件使用的常量)-DATUM.(投影面定

義)-RECEIVER.(接收機(jī)信息)-PHASCOD.I01(相位中心改正表)-RADOMECODES-SATALLIT.I01(衛(wèi)星信息文件)-SAT$Y+0.CRX(衛(wèi)星問題文件)-GPSUTC.(由IERS發(fā)布的跳秒文件)-IAU2000.NUT(章動模型參數(shù)文件)-IERS2000.SUB(半日極移模型參數(shù))-POLOFF.(極偏差系數(shù))-JGM3.(地球重力場模型)-CSRC.TID(潮汐參數(shù))-SINEX.TRO-SINXE.PPP-SINEX.RNX2SNX-IONEX.-IONEX.PPP)，軌道文件*.PRE和地球自轉(zhuǎn)參數(shù)文件(極移信息文件每周提供一次)*.IEP

4)Rinex文件(時鐘的RINEX文件位于OUT子目錄，這些文件連同IGS軌道數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)存放于ORB子目錄中,這些文件包含測站和衛(wèi)星時鐘鐘差改正，鐘差改正的采樣間隔率為5分鐘)

5)測站文件*.STA（在ITRF2000叁考框架下，使用IGS中心提供的數(shù)據(jù)，可以得到測站先驗坐標(biāo)，先驗坐標(biāo)存在文件IGS00.CRD之中。它是使用批處理PPP程序、按2023年第143天生成實例中的測站坐標(biāo)。它包含所有的IGS核心站（從IGS00R.CRD文件中拷貝而來―IGS當(dāng)時的叁考框架為ITRF2000）坐標(biāo)，其余測站的先驗坐標(biāo)為批處理程序PPP的解算結(jié)果。坐標(biāo)歷元是2000年01月01日。與測站坐標(biāo)文件相對應(yīng)的速度場文件為IGS00.VEL，IGS00.VEL文件中包含了核心站速度(從文件IGS00R.VEL中拷貝而來)，核心站的速度是通過其他站的NNR-NUVEL1A速度計算而來的。在文件Example.PLD中提供了測站被分布在不同板塊上的狀況。在文件IGS00.FIX中包含所有IGS核心站的列表。當(dāng)估計測站坐標(biāo)的時候,定義地球坐標(biāo)系基準(zhǔn)是十分有用的。確認(rèn)在Bernese軟件處理數(shù)據(jù)中的測站信息正確性(測站名稱、接收機(jī)類型、天線類型、天線高度，等等)，文件Example.STA是用來驗證RINEX文件的頭文件信息。必需使用這個文件的理由是：在實際中，RINEX文件中會出現(xiàn)一些天線高度或者接收機(jī)/天線類型不正確，基于不同天線叁考點的天線高可能沒有被正確測量。同樣地，在RINEX文件中測站名稱的命名可能與我們想要處理的那些測站名稱不一致。接收機(jī)天線類型必需與文件PHAS_COD.I01那些定義相吻合，其原因是接收機(jī)天線相位中心的偏移量和變化量將被使用。接收機(jī)類型必需定義在receiver.file中，在文件中正確地應(yīng)用DCB進(jìn)行修正。在本節(jié)中提到的最終一個文件是Example.BLQ。它提供、裝載給要處理測站的海洋潮汐系數(shù)。它一般在最終運行程序（GPSEST）進(jìn)行參數(shù)估計時被使用)

6)外推法生成先驗坐標(biāo)*.CRD(在通過批處理程序BPE中PPP程序得到先驗坐標(biāo)之前，參考?xì)v元應(yīng)當(dāng)被設(shè)定為2000年01月01日)7)導(dǎo)入RINEX數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

8)準(zhǔn)備極移信息文件

在ORB子目錄中提供了：連同縝密軌道文件（PRE）在內(nèi)的、一組固定的地球方位定向信息。然而縝密軌道文件由IGS中心從最終數(shù)據(jù)系列中公布，更新頻率為每周一次，這可以作為在同一周之內(nèi)使用的軌道文件EOPs。必需將這些以IERS/IGS標(biāo)準(zhǔn)格式定義的信息文件（在Bernese中的文件擴(kuò)展名為*.IEP）轉(zhuǎn)換為以Bernese的內(nèi)部EOP格式定義的信息文件（在Bernese中的文件擴(kuò)展名為*.ERP）。

9)生成列表式的軌道文件(TAB)和衛(wèi)星時鐘文件(CLK），假使沒有廣播星歷軌道文件使用，運行程序CODSPP運行時將調(diào)用時鐘文件10)生成標(biāo)準(zhǔn)軌道文件*.STD

在輸出文件中包含有每顆衛(wèi)星的RMS（均方根）誤差的重要信息，假使使用的縝密軌道數(shù)據(jù)和EOP文件中的信息一致（真實的RMS（均方根）誤差依靠于縝密軌道文件的質(zhì)量和極移文件，極移文件實現(xiàn)在ITRF參考框架和ICRF參考框架之間的轉(zhuǎn)換；還有在運行程序ORBGEN選擇的軌道模型選項），那么每顆衛(wèi)星的RMS（均方根）誤差不應(yīng)大于1～2厘米.比較第2次迭代完成后和第2次迭代完成后的RMS（均方根）誤差，可以得出經(jīng)過2次迭代之后的結(jié)果已經(jīng)足夠可以為GNSS衛(wèi)星生成縝密的標(biāo)準(zhǔn)軌道數(shù)據(jù)了。11)接收機(jī)時鐘同步計算(CODSPP)

在輸出文件中，最重要的信息是：CLOCKOFFSETS