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《GPS 测量原理及其应用 》. 主讲:付建红. 《 GPS 原理及其应用 》. 第四讲 GPS 测量常用数据格式. RINEX 格式 SP3. 主要内容. § 4.1 RINEX 格式. 1 、 概述. 本机格式( Native Format ) 定义:接收机内部的数据存储格式 存储方式:二进制 内容: 观测值 广播星历、电离层信息 气象元素 ……. 本机格式的特点: 不同厂家的接收机本机格式各不相同 与接收机配套的数据处理软件(随机软件)可以读取本机格式,而不能读取其他厂家的本机格式 数据存储紧凑,含有一些专有信息

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Presentation Transcript
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《GPS原理及其应用》

第四讲GPS测量常用数据格式

4 1 rinex
§4.1 RINEX格式

1、概述

  • 本机格式(Native Format)
  • 定义:接收机内部的数据存储格式
  • 存储方式:二进制
  • 内容:
      • 观测值
      • 广播星历、电离层信息
      • 气象元素
      • ……
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本机格式的特点:

不同厂家的接收机本机格式各不相同

与接收机配套的数据处理软件(随机软件)可以读取本机格式,而不能读取其他厂家的本机格式

数据存储紧凑,含有一些专有信息

不利于多种型号的接收机联合作业

1、概述

rinex

1、概述

RINEX格式
  • 定义:
    • 与接收机无关的数据交换格式(Receiver INdependent Exchange Format)
  • 历史:
    • 1989年由伯尔尼大学天文学院的Werner Gurtner提出,目的是处理EUREF89所采集的GPS数据
  • 存贮方式:
    • ASCII/文本文件
2 rinex
1、观测值文件:GPS观测值

2、导航电文文件:GPS卫星导航电文

3、气象数据文件:测站处的气象数据

4、GLONASS导航文件:GLONASS导航电文

5、GEO导航电文文件:增强系统中搭载有类GPS信号发生器的地球同步卫星(GEO)的导航电文

6、卫星和接收机钟文件:卫星和接收机时钟信息

2、RINEX格式文件类型
slide8
命名方法:8+3文件名

命名规则:ssssdddf.yyt

1天内文件序号(时段号),0-9,A-Z,

0表示当天所有数据

3、命名规则

4字符测站名

文件类型:

O:观测值文件

N:GPS导航电文文件

M:气象数据文件

G:GLONASS导航电文

H:GEO导航电文

C:钟文件

两位年份

1997: 97

2009: 09

3字符年积日

例子:WHN11410.04o

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4、文件结构
  • 组织形式
    • 按节、记录(行)、字段和列
    • 所有文件均分为两节:文件头和数据记录
    • 每个记录占一行,不超过80列宽(80个字符)
    • 文件头中每个记录(行)的61-80列为标签,对记录进行说明
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文件头的第1-60列为实际内容

文件头的第61-80列为内容说明

文件头

数据记录

每行不超过80个字符

slide12

文件头的第61-80列为内容说明

文件头的第1-60列为实际内容

文件头

数据记录

每行不超过80个字符

slide13

版本号

所属卫星系统

文件类型

程序名

创建日期

操作员

天线标志名

观测者

接收机类型

测站概略位置

载波波长因子

天线相对于标志的偏心

采样间隔

观测值数量和列表

首历元时间

5、观测值文件内容-文件头内容
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标志符(0正常,1有故障,大于1有事件发生

观测时刻(一般为GPS时间)

观测卫星数

观测卫星的PRN号

对应每颗观测卫星的观测值,顺序按文件头说明

数据内容

C1 L1 L2 P2 D1

slide16

6、导航电文文件内容-文件头内容

文件头的第61-80列为内容说明

文件头的第1-60列为实际内容

文件头

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PRN号

卫星钟参考时刻

卫星钟差改正参数

6、导航电文文件内容-文件内容

IODE, Crs, △n, M0

Cuc, e, Cus, sqrtA

TOE, Cic, , Cis

i0, Crc, ,

,L2码,GPS周,L2 P码数据标记

4 2 sp3
§4.2 SP3数据格式

1、概述

  • 定义
    • 标准产品第3号(Standard Product#3)
    • 一种精密星历格式,IGS精密星历采用此格式
  • 历史
    • 1958年美国NGS(National Geodetic Survey)公布SP1、ECF1、SP2、ECF2
    • 1989年加入EF13
    • 1989年提出SP3、ECF3和EF18,1991年正式发布
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1、概述

  • 存储方式
    • ASCII码
  • 内容
    • 精密星历(每隔15分钟给出卫星的位置、钟差,有时还给出钟速、钟漂)

类型

    • 预报星历(igu):实时提供,精度25cm,每天更新2次
    • 快速(igr)星历:滞后17h,精度5cm,每天更新1次
    • 最终(综合)星历(igs):滞后13d,精度优于5cm,每周更新
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命名方法:8+3文件名

命名规则:tttwwwwd.sp3

星历类型

总为sp3

GPS周

星期:

0:周日

1-6:周1-周6

2、命名规则

igs13895.sp3(.z),igr13895.sp3(.z)

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3、文件结构

  • 组织形式
  • 按节、记录(行)、字段和列
  • 所有文件均分为两节
  • 文件头:前22行
  • 数据记录:22行之后
  • 每个记录占一行,不超过80列(80个字符)
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文件头

数据

以EOF结束

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版本号

首历元时间

历元数

标识符(P为位置,V为速度)

发布机构

GPS周

历元间隔 s

首历元约化儒略日

首历元的周秒

卫星PRN号

卫星数

卫星精度

文件头

slide25

观测历元

前面4个量的标准差

每颗卫星的位置(x,y,z)以km为单位

每颗卫星的钟差,单位us

卫星PRN号

观测数据

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5、轨道内插

  • 常用方法:
    • 拉格朗日多项式内插
    • 三次样条内插
    • 三角多项式内插
    • 切比雪夫多项式内插
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内插精度

采用17阶多项式,精度可优于5mm

注意事项

要对某一时段的轨道内插,精密轨道数据应该完全覆盖该时段

下载数据时,需要观测当天及前后各一天的数据

拉格朗日多项式内插
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随堂测验

阅读RINEX观测文件,回答如下问题:

1、文件中有几种观测值?

2、历元采样间隔是多少?

3、首历元观测时间是?

4、首历元观测到几颗卫星?

5、首历元第二颗卫星的L2观测值是多少?