張福利 李 奇 丁亞南

(河南省中緯測繪規(guī)劃信息工程有限公司，河南焦作 454000)

0 引言

Trimble GPS＆TGO(簡稱TGO)是當(dāng)前測繪行業(yè)廣泛使用的GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件之一，可識別多種儀器導(dǎo)出的多個(gè)版本的RINEX文件，是多品牌GPS接收機(jī)聯(lián)合觀測，聯(lián)合平差的首選軟件之一，由于軟件設(shè)定了基線解算的GPS周不能超過1 652，所以UTC時(shí)間2011年9月10日以后的數(shù)據(jù)TGO不再解算基線?；诖藸顩r，本文先對RINEX文件的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，然后介紹VB.NET程序的設(shè)計(jì)思路和代碼的組織編寫，幫助測量工作者方便快捷的解決這一問題。

1 RINEX文件的組織結(jié)構(gòu)

RINEX 是“The Receiver Independent Exchange Format”(接收機(jī)通用數(shù)據(jù)交換格式)的縮寫，它已經(jīng)成為GPS測量和精密導(dǎo)航應(yīng)用等的標(biāo)準(zhǔn)交換和存儲格式文件。當(dāng)前的RINEX格式文件主要由4種文本文件所組成，分別為O:觀測數(shù)據(jù)文件;N:導(dǎo)航數(shù)據(jù)文件;M:氣象數(shù)據(jù)文件;G:GLONASS導(dǎo)航數(shù)據(jù)文件。一般我們使用的主要是O文件、N文件和G文件(本文對G文件不做論述)，由于不同接收機(jī)配備的軟件有其獨(dú)自的RINEX格式轉(zhuǎn)換模塊，本文以中海達(dá)儀器的O文件及N文件為例，重點(diǎn)對文件中與時(shí)間記錄相關(guān)的信息進(jìn)行論述。

1.1 O文件

RINEX觀測數(shù)據(jù)文件由文件頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成，文件頭的第1行用來標(biāo)識文件的類型和文件版本，文件頭的結(jié)尾以“END OF HEADER”字符串為標(biāo)識，在文件的中部以帶“MARKER NAME”的字符行標(biāo)識GPS點(diǎn)號，以“TIME OF FIRST OBS”字符行標(biāo)識GPS記錄的起始時(shí)間，以“TIME OF LAST OBS”字符行標(biāo)識GPS記錄的結(jié)束時(shí)間。

不同的GPS軟件導(dǎo)出的O文件頭行數(shù)并不固定，但使用項(xiàng)目的RINEX星歷數(shù)據(jù)，生成GPS觀測時(shí)間區(qū)間的星歷數(shù)據(jù)所需的起止時(shí)間是不可缺少的，如圖1，圖2所示。

圖1 RINEX觀測值文件文件頭

1.2 N 文件

RINEX導(dǎo)航文件也是由文件頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成，通過文件頭的第1行來識別文件的類型和文件的版本，文件頭的結(jié)尾以“END OF HEADER”為標(biāo)識。在數(shù)據(jù)區(qū)每段數(shù)據(jù)的第1行前19個(gè)字符“03 10 9 2 6 0 0.0”記錄了衛(wèi)星的編號和記錄日期，第6行的第3列則記錄了GPS周數(shù)，如圖3所示。

圖2 RINEX觀測值文件數(shù)據(jù)區(qū)

圖3RINEX導(dǎo)航文件

2 VB.NET程序的設(shè)計(jì)思路

RINEX格式是純ASCII碼的文本文件非常便于用程序代碼操作，VB.NET集成了豐富的內(nèi)部函數(shù)，如:DATEADD，DATEDIFF可以方便的對時(shí)間進(jìn)行換算，STRCOMP函數(shù)可以對兩個(gè)字符串進(jìn)行比較，REPLACE函數(shù)可對一個(gè)字符串內(nèi)的某個(gè)字符串進(jìn)行替換。對RINEX文件的修改主要就是時(shí)間字符串的替換，由于GPS周的起點(diǎn)為UTC時(shí)間的1980年1月6日，我們就可將2個(gè)文件的每個(gè)觀測值時(shí)標(biāo)更換為GPS周1 653之前的某n周，保持相同的星期幾;將2個(gè)文件的每個(gè)觀測值的UTC時(shí)間更換為某n周之前的UTC時(shí)間，保持相同的時(shí)刻，如2012年1月1日，是1 669周第1天(星期日)，可將其更換為20周前的時(shí)間，即2011年8月14日，GPS周1 649周第1天(星期日)的數(shù)據(jù)，對于O文件的修改如下:

1)將文件頭中記錄觀測數(shù)據(jù)的起止時(shí)間:

3 程序的開發(fā)與代碼編寫

3.1 程序的界面設(shè)計(jì)

程序的界面設(shè)計(jì)如圖4所示，界面上的命令按鈕讀者可只添加“打開RINEX文件”“保存文件夾”和“轉(zhuǎn)換”3個(gè)按鈕;添加的文本框控件用于輸入需提前的GPS周數(shù)量，添加的列表框控件用于顯示打開的文件列表及文件轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。

圖4 程序設(shè)計(jì)界面

3.2 代碼的編寫

1)“打開RINEX文件”的代碼主要是對OpenFileDialog控件進(jìn)行瀏覽選擇文件的操作，當(dāng)設(shè)置OpenFileDialog.Multiselect=True時(shí)允許同時(shí)選中多個(gè)文件，當(dāng)設(shè)置文件類型過濾器OpenFile-Dialog.Filter=“標(biāo)準(zhǔn) RINEX 文件|* .OBS;* .??N;* .??O|所有文件(*.*)|*.*”時(shí)，可以瀏覽帶通配符的多種擴(kuò)展名稱的文件。

2)“選擇保存文件夾”是引用FolderBrowserDialog控件在程序運(yùn)行時(shí)通過FolderBrowserDialog.SelectedPath方法獲取一個(gè)保存路徑，這些是VB的基礎(chǔ)操作，在此不再贅述。

3)UTC時(shí)間與GPS周的相互運(yùn)算。

要將UTC時(shí)間轉(zhuǎn)換為GPS周，首先要計(jì)算出GPS的UTC時(shí)間與GPS周起算的UTC時(shí)間的天數(shù)差;第二，以天數(shù)差為除數(shù)，每個(gè)GPS周7天為被除數(shù)，所求的整數(shù)即為GPS周數(shù)，余數(shù)為GPS周當(dāng)中的第幾天(星期日為第1天)。在VBNET中DateDiff函數(shù)可以直接求得兩個(gè)時(shí)間的時(shí)間差，用MOD函數(shù)可求得兩個(gè)整數(shù)相除的余數(shù)。

代碼編寫如下:

5)程序的運(yùn)行。

記錄靜態(tài)GPS網(wǎng)的RINEX文件比較多，程序代碼編寫時(shí)盡量設(shè)計(jì)為循環(huán)模式。文中的示例程序在打開文件時(shí)將選擇的多個(gè)RINEX文件的名稱和路徑添加到列表框控件中，代碼執(zhí)行時(shí)循環(huán)讀取列表中的每個(gè)文件，通過讀文件頭判斷文件的格式，依據(jù)文件格式提取存儲GPS記錄的UTC時(shí)間和GPS周的字符串格式，進(jìn)而用計(jì)算出的新時(shí)間字符替換舊時(shí)間字符，程序采用了順序文件的讀寫方法，運(yùn)行速度理想，如圖5，圖6所示。

圖5 程序運(yùn)行界面

圖6TGO基線解算固定界面

4 結(jié)語

限于篇幅，未能列出完整的程序代碼，但對于長期從事測繪工程又有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的人員，相信會有所獲，自行編寫出各種各樣的RINEX文件修改器應(yīng)用到實(shí)際工作中，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源投入。

［1］GB/T 18314-2009，全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范［S］.

［2］曹祖圣.Visual Basic 2005完全開發(fā)指南［M］.北京:科學(xué)出版社，2007.

［3］徐紹銓.GPS測量原理及應(yīng)用［M］.武漢:武漢大學(xué)出版社，2003.

［4］張 曜.Visual Basic函數(shù)實(shí)用手冊［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2002.