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《GPS 测量原理及其应用 》

《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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《GPS 测量原理及其应用 》

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Presentation Transcript

  1. 《GPS测量原理及其应用》 主讲：付建红

  2. 《GPS原理及其应用》 第四讲GPS测量常用数据格式

  3. RINEX格式 SP3 主要内容

  4. §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 • ……

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. 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

  12. 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

  13. 文件头内容

  14. 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

  15. 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

  16. 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

  17. §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

  18. 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

  19. 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)

  20. 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）

  21. 文件头 数据 以EOF结束

  22. 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

  23. 含有速度值

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. 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？

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