第頁遼基于Anubis軟件的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)精度評定計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u385基于Anubis軟件的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)精度評定計算過程案例 1213881.1Anubis軟件介紹 1221771.1.1Anubis參數(shù)含義 187541.1.2配置文件參數(shù)含義 2163211.2觀測數(shù)據(jù)精度評定 2108181.2.1多路徑效應 254741.2.2周跳比 2142191.2.3聲噪比/SNR 3153941.2.4數(shù)據(jù)完整率 3276681.3Anubis處理結果 3261851.1.1配置文件的編寫： 3204731.1.2運行結果分析 6262831.4各觀測站數(shù)據(jù)分析與精度評定 7208021.5數(shù)據(jù)可視化分析 91.1Anubis軟件介紹Anubis用于對衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進行管理，具有使用范圍廣泛，系統(tǒng)兼容性良好的優(yōu)勢。為城市控制網(wǎng)布控工作和大型過程構建控制網(wǎng)提供技術支持，有助于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢核工作，對測得的數(shù)據(jù)成果誤差進行分析提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和成果的精度。該軟件可以很好的使用在BDS數(shù)據(jù)處理中，具備更廣泛的使用面、更完備的各項功能以及很棒的實用性，但在單點定位上存在一些缺陷，處理的結果在高程和某個方向上會存在偏差。1.1.1Anubis參數(shù)含義表3-1Anubis參數(shù)含義參數(shù)參數(shù)含義-x<xml>輸入配置文件-l<log>輸出日志文件-v<int>日志文件詳細度-X輸出默認的配置文件-V顯示程序的版本信息-h-help顯示幫助信息（其中的配置文件以XML格式編寫）1.1.2配置文件參數(shù)含義表3-2配置文件信息選項參數(shù)含義gen對觀測的時間、采樣間隔及位置信息的配置gnss衛(wèi)星觀測量及頻段信息的篩選qc數(shù)據(jù)質(zhì)量分析Input輸入文件配置output輸出配置，主要包含：“**.xtr”、“**.log”、“**.xml”文件1.2觀測數(shù)據(jù)精度評定觀測數(shù)據(jù)是GNSS預處理的關鍵部分，其質(zhì)量的好壞受外界的多種因素影響，為確保觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量需要剔除質(zhì)量較差部分。對數(shù)據(jù)精度的評定主要從：多路徑效應、電離層延遲以及周跳比和信噪比這幾部分研究，對數(shù)據(jù)要求較高的完整性。1.2.1多路徑效應根據(jù)大量的數(shù)據(jù)檢測質(zhì)量報告來看多路徑效應的MP1值不高于0.5，MP2的平均值低于0.75，觀測數(shù)據(jù)中的MP1和MP2值越低說明對多路徑效應的抵抗能力就越強。一般來說其中IGS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測分析顯示，通常情況下MP1的平均值<0.5，MP2平均值<0.75。MP1、MP2的數(shù)值越小，說明抵抗多路徑效應能立越強。MP1、MP2的計算公式如下:MP1=P1?（2α?1式中：P1、P2：代表Ll和L2波段上的測碼偽距觀測值，φ1、φ2：L1和L2波段上的載波相位觀測值，1.2.2周跳比O/slips反映的是數(shù)據(jù)發(fā)生周跳的情況，Anubis軟件通過電離層殘差的方式對周跳評估，最終的結果文件里用O/slips值來表示，O/slips的參考值為200，數(shù)值越小說明周跳現(xiàn)象發(fā)生越嚴重。根據(jù)IGS的大量統(tǒng)計結果說明：在o／slips大于670可認定為周跳對數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響較小。CSR的表達式：CSR=10001.2.3聲噪比/SNR信噪比指的是信號功率S與噪聲功率N之比，起著衡量觀測數(shù)據(jù)信號質(zhì)量好壞的作用，當兩者的比值越大時證明著數(shù)據(jù)的信號越好。觀測數(shù)據(jù)的信噪比越大證明了接收機的性能較好，信號受到的影響就越小。SNR=SN根據(jù)IGS站的數(shù)據(jù)經(jīng)驗值，一般L1的信噪比SN1＞4.0，L2的SN2＞6.0。1.2.4數(shù)據(jù)完整率數(shù)據(jù)的完整性對數(shù)據(jù)的質(zhì)量起著至關重要的作用，定義為某顆衛(wèi)星在某個時段內(nèi)實際的觀測值與理論上的觀測值作比，通常來說觀測數(shù)據(jù)利用率要在90%以上。Int=Have（i）Expert（i）1.3Anubis處理結果首先在DOS窗口下運行輸入Anubis軟件的存在路徑來啟用該軟件，在DOS窗口內(nèi)輸入命令：“anubis-X”會生成一份完整的配置文件并帶有詳細的介紹。接下來根據(jù)觀測文件的名字以及觀測時間對配置文件進行更改，在配置文件內(nèi)輸入正確的輸出和輸出路徑。1.1.1配置文件的編寫：在進行配置文件之前需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Anubis可以識別的Rinex格式文件，使用RINEX轉(zhuǎn)化工具將后綴名為“**.STH”的靜態(tài)觀測文件轉(zhuǎn)換為Rinex1.0以上的文件格式。圖3-1RINEX轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)圖3-2轉(zhuǎn)換后的Rinex文件格式以CZ302811.20觀測數(shù)據(jù)為例，首先處理好一份完整的配置文件，將其命名為：“pzwj.xml”在DOS窗口下運行Anubis軟件，下面是一份完整的配置文件：<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"standalone="yes"?><!DOCTYPEconfig><config><gen><beg>"2021-05-2200:00:00"</beg><end>"2021-05-2223:59:59"</end><sys>GPSGALGLOBDSQZSSBS</sys><rec>GOPEWTZRPOTS</rec><int>30</int><qcsec_sum="1"sec_hdr="1"sec_obs="1"sec_est="1"sec_gap="1"sec_bnd="1"sec_pre="1"sec_ele="1"sec_mpx="1"sec_snr="1"sec_sat="1"int_stp="900"int_gap="600"int_pcs="1800"col_sat="36"mpx_nep="15"mpx_lim="5"pos_kin="0"pos_int="900"pos_cut="5"ele_cut="10"sat_rec="0"use_health="3"dV_lim="5"dH_lim="5"dG_lim="6"/><inputs><rinexo>C:\Users\123456\Desktop\anubis\CZ302811.20O</rinexo><rinexn>C:\Users\123456\Desktop\anubis\CZ302811.20P</rinexn></inputs><outputs><xtr>CZ302811.xtr</xtr><log>CZ302811.log</log><xml>CZ302811.xml</xml></outputs></config>其中qc代表質(zhì)量檢查部分，數(shù)字越大代表解算結果詳細程度越高；輸入的文件Anubis支持Rinex1.0以上格式，需要“**.O”和“**.P”文件。1.1.2運行結果分析以“CZ302811”觀測文件為例，在DOS窗口下輸入命令：“Anubis-xpzwj.xml-v9”,會在指定的輸出路徑上顯示出后綴名為“CZ302811.xml、CZ302811.xrt、CZ302811.log”三個文件。圖3-3Anubis運行后的結果以（**.xtr）后綴的文件為檢查文件，包含：Hourst、Sample、MinEle、#_Exp、#_Have、%Ratio、o/slps、woElev、Expt>10、Have>10、%Rt>10內(nèi)容。xtr原文件內(nèi)容：#======Summarystatistics(v.1)#TOTSUMFirst_Epoch________Last_Epoch_________Hours_SampleMinEle#_Expt#_Have%Ratioo/slpswoElevExp>10Hav>10%Rt>10=TOTSUM2020-10-0707:13:302020-10-0708:12:150.9815.0015.273420308290.1214382301672154892.58Summarystatistics(v.1)代表的是綜合信息，是對觀測數(shù)據(jù)幾項重要指標的檢查分析，將檢查結果匯總到表格中：表3-3檢查文件結果匯總表1號站Hourst數(shù)據(jù)時長/h0.97Sample數(shù)據(jù)采樣間隔/s15.00MinEle觀測值的最小仰角/()14.97#_Exp預期觀測值數(shù)量3420#_Have實際觀測值數(shù)量3082%Ratio#_Expt與#_Have之比90.12%o/slps周跳比143woElev可用觀測值數(shù)量8230Expt>10用戶所設高度角上方預期觀測值數(shù)量1672Have>10用戶所設高度角上方實際觀測值數(shù)量1548%Rt>10Expt>10與Have>10之比92.58#======Estimatedvalues(v.9)（檢查文件中關于衛(wèi)星分布情況的內(nèi)容）=XYZGPS2020-10-0706:00:00-2347266.12694447588.82853909846.56981.61.51.840=BLHGPS2020-10-0706:00:0038.050352236117.823366673-0.05631.21.02.440X[m]Y[m]Z[m]B[deg]L[deg]H[m]GDOPPDOPHDOPVDOPREC_CLK[m]#Sat#Excl-2347265.49684447587.77063909841.585638.050337893117.823365950-2.86404.41.51.21.2-119248.4602347268.78654447591.36923909848.397638.050345833117.8233799611.81721.81.11.12.779287.360-2347264.89024447588.51543909847.296738.050362136117.823355877-0.28092.21.91.01.5-8291.880-2347265.33404447587.65893909846.999438.050363083117.823364903-0.89752.32.01.01.6-88899.980表3-4DOP值含義解釋DOP值名稱含義PDOP三維方向上精度因子對緯度、經(jīng)度和高程誤差平方和開根號HDOP水平方向上精度因子緯度和經(jīng)度等誤差平方和的開根號值TDOP鐘差精度因子接收儀內(nèi)時表偏移誤差GDOP幾何因素精度因子是衡量定位精度的系數(shù)HDOP2+VDOP2=PDOP2PDOP2+TDOP2=GDOP2DOP是用來衡量導航和定位精度的數(shù)值，可以對衛(wèi)星空間分布和定位精度進行評估衡量。POOP值是反映衛(wèi)星空間位置的一項指標，涉及衛(wèi)星的緯度、經(jīng)度和高程，通過POOP值可以了解到衛(wèi)星的分布情況（一般為4顆衛(wèi)星），當值過大時候說明位置分布不均勻，衛(wèi)星間組成的閉合圖形周長小，定位的能力差，將直接導致定位精度低，數(shù)值較高時則反之。根據(jù)最新的《工程測量標準》GB50026-2020中各等級衛(wèi)星定位測量控制網(wǎng)觀測的技術要求可知PDOP值應≤8，從檢查文件中可看到數(shù)據(jù)中的PDOP值均為超過1.5，合乎規(guī)范的要求，說明衛(wèi)星的分布較為均勻，對觀測帶來的影響較小1.4各觀測站數(shù)據(jù)分析與精度評定為方便記錄與統(tǒng)計，對六臺接收機接收到的觀測文件按照1—6的序號重命名，將六個觀測文件的檢查文件內(nèi)容匯總到表格中：圖3-4全部xtr格式檢查文件表3-5觀測值重命名結果表站點號改名后站點號站點號改名后站點號CZ572811.201號站CZ302811.204號站CZ582811.202號站CZ312811.205號站CZ592811.203號站CZ322811.206號站表3-6數(shù)據(jù)處理分析表接收機號應采集數(shù)據(jù)量（#exp）實際采集數(shù)據(jù)量（#have）數(shù)據(jù)利用率（%）L1多路徑誤差（MP1）L2多路徑誤差（MP2）1號34203082900.310.282號34893127900.440.513號34893124890.310.324號800776970.330.345號784761970.320.286號800778970.320.27表3-7數(shù)據(jù)處理分析表接收機號數(shù)據(jù)時長/hHourst數(shù)據(jù)采樣間隔/sSample觀測值的最小仰角/(°)MinEle信噪比S1SNR信噪比S2SNR1號0.9715.0014.797.026.332號0.9815.0014.886.816.013號0.9815.0014.887.066.234號0.9815.0015.056.866.335號0.9815.0015.346.936.356號0.9815.0015.276.806.03從這些數(shù)據(jù)中可看到除3號儀器外其余儀器的數(shù)據(jù)利用率均超過了90%，有三臺接收機的數(shù)據(jù)利用率達到了97%，證明在觀測的時間內(nèi)實際的觀測量與理論觀測量很接近，數(shù)據(jù)的觀測量足夠且滿足要求。同時各儀器觀測數(shù)據(jù)的L1多路徑誤差均<0.5，L2的多路徑誤差均<0.7滿足條件且具有很強的抗多路徑效應能力；L1的信噪比數(shù)值均在4以上，滿足SN1＞4，L2的信噪比數(shù)值都大于6，滿足SN2＞6的條件。從數(shù)據(jù)可以分析得出周跳帶來的的影響較小，接收機的抗周跳能力較強且數(shù)據(jù)的完整性很好。綜上所述，六接收機的觀測數(shù)據(jù)滿足要求且數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。1.5數(shù)據(jù)可視化分析對Anubis數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查結果的可視化分析，可采用perl繪圖腳本的開源可視化工具:plot_Anubis.pl。plot_Anubis.pl可繪制碼/相位頻點可用性視圖、觀測值統(tǒng)計視圖、單點定位精度統(tǒng)計視圖、多路徑視圖、信噪比視圖、衛(wèi)星軌跡天空圖等以“CZ322020281“為例，繪圖命令為:./plot_Anubis.pl－－ifileCZ322020281.xtr－－title=“CZ322020281”－－plot=“CZ322020281”－－all－－all輸入命令后完成繪制工作，生成以下可視化圖：圖3-5衛(wèi)星運行軌跡(方位角、高度角)由衛(wèi)星軌跡圖可以看出當觀測時高度角大于10°時，衛(wèi)星的運動軌跡較為密集，在四大衛(wèi)星系統(tǒng)中GLONASS的衛(wèi)星運動較小，其運動軌跡是最小的；北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星運動軌跡較為密集但運動的規(guī)律性不如GPS衛(wèi)星，和Galileo和GPS的衛(wèi)星運動軌跡最為規(guī)律且密度也較大，但Galileo衛(wèi)星的運動軌跡密度小于GPS，從此圖可以看出GPS衛(wèi)星經(jīng)過多年的運行是最完善的導航系統(tǒng)，隨著我國的北斗系統(tǒng)加入會豐富衛(wèi)星系統(tǒng)，使星座系統(tǒng)更加完善。圖3-6標準單點定位平面結果橫縱坐標分別代表東西南北四個方向上的單點定位結果離散程度，用GDOP來來定義離散程度的大小，其分布程度越散越廣說明衛(wèi)星的定位精度較低，從單點定位的可視化圖中的可以看出GPS衛(wèi)星的定位精度是最高的，GLONASS的點位精度和GPS相差不大，北斗衛(wèi)星因目前分布不太均勻且可用衛(wèi)星數(shù)較少導致了其定位的精度是最小的，Galileo衛(wèi)星定位精度略高于北斗衛(wèi)星。圖3-7單點定位誤差統(tǒng)計圖在單點定位誤差圖中N、E方向表示平面，U方向代表高程，從上圖3-5單點定位平面結果中可以看出BDS衛(wèi)星因定位精度較低，離散程度較大等因素，其單點定位誤差值也是最大的，在N、E、U三維分量均＞4m。Galileo衛(wèi)星的單點定位誤差是最小的，在N和E分量上均＜1m，U分量＜2m；GPS衛(wèi)星除U的分量略大于2m外其他兩分量均＜2m；GLONASS衛(wèi)星的單點定位誤差在N、E方向上為3m，U方向分量＜6m。圖3-8觀測值碼多路徑都統(tǒng)計圖在圖中可以看出所有衛(wèi)星的多路徑效應值都小于0.6m，GLONASS衛(wèi)星多路徑