王 楠，張 郁

(廣州市城市規(guī)劃勘測設計研究院，廣東 廣州510060)

一、引 言

TEQC(translation edit and quality checking)是功能強大且簡單易用的GPS/GLONASS數據預處理與數據質量分析軟件。TEQC的主要功能包括;格式轉換、RINEX編輯和質量檢查。其中，質量檢查(quality checking)是指對影響數據精度的多路徑效應、電離層折射、信號信噪比等信息進行質量檢查。

本文試圖利用TEQC的質量檢查功能對GPS觀測數據進行質量檢查，并運用TEQCPLOT顯示繪圖文件，分析和記錄各文件的數據質量情況;然后采用TEQC的數據編輯功能對數據進行編輯，剔除質量較差的觀測數據，以保證利用準確性較高的數據進行GPS基線解算。

二、數據質量檢查

本文所采用的數據為某大型水利設施(大壩)GPS點位監(jiān)測數據，共11個點，圖1為監(jiān)測網的GPS點位分布圖。施測時間為2014年4月10日，觀測時間均為8 h左右。采樣率15 s，觀測時衛(wèi)星截止高度角設為10°。其中3個測站的點位及測站情況見表1。

測站0005的數據質量檢查情況如下。打開DOS界面后輸入命令:teqc+qc-nav 00051010．08n 00051010．08o或者teqc+qc 0005 1010．08o(把導航文件放入同一個文件夾)。運行后產生9個質量檢查結果文件:00051010．mp1、00051010．mp2是L1、L2載波C/A碼或P碼多路徑效應文件，00051010．sn1、00051010．sn2是L1、L2載波信噪比文件，00051010．ele是衛(wèi)星高度角文件，00051010．azi是衛(wèi)星方位角文件，00051010．ion、00051010．iod是電離層誤差及其變化率文件，以及匯總文件00051010．08 s。

圖1 某大型水利設施變形監(jiān)測GPS點位分布圖

通過這9個文件及其可視化形式可以對觀測數據進行全面、系統的分析檢測。

表1 某大型水利設施變形監(jiān)測GPS點位及測站情況

首先主要針對質量檢查匯總S文件查看觀測值的相關統計信息，包括絕對定位坐標、觀測到的衛(wèi)星數、采樣時間長度、數據采樣率、多路徑效應影響、數據利用率、數據文件周跳等。在S文件中，可以簡單地直接查看下列標記行數據，見表2。

表2 測站0005統計文件中的標記行數據

TEQC質量檢查分析中，主要通過以下指標對觀測數據的質量進行分析:

1)數據完整性:是指Possible obs/Complete obs的比值，即預期歷元數與實際歷元數比值。即測站0005在衛(wèi)星截止高度角為10°時的數據利用率為87%。

2)觀測值和周跳比值(o/slps):o/slps為實際歷元數與周跳數的比值，也叫每周跳歷元數，有時也用CSP=1000/(o/slps)表示。即測站0005的每周跳歷元數為620個。

3)多路徑誤差分析(MP1、MP2):多路徑誤差直接反映了測站周圍的環(huán)境質量，S文件中對多路徑誤差分析較為詳細。S文件中記錄了各顆衛(wèi)星在高度角大于10°和高度角在10°～90°范圍內的歷元數、觀測時段內MP1、MP2的均方差值等信息。利用TEQC的輔助軟件TEQCPLOT畫圖，可將多路徑效應更加直觀地反映出來。圖2和圖3為測站0005的多路徑效應圖，其中橫坐標為觀測歷元，縱坐標為可視的各顆衛(wèi)星編號，圖中用灰度表示每顆衛(wèi)星的多路徑效應情況，右側為灰度對比線。

圖2 測站0005在截止高度角10°時的L1多路徑效應

圖3 測站0005在截止高度角10°時的L2多路徑效應

由圖2和圖3可知:測站0005的多路徑效應均方差值很小，MP1=0．37，MP2=0．52，L1載波多路徑效應小于L2載波多路徑效應。

圖4為測站0005各顆衛(wèi)星的高度角情況，通過該圖可以看出，大部分衛(wèi)星的高度角范圍都在10°～70°之間。

圖4 測站0005接收到的全部衛(wèi)星的高度角

4)信噪比(SN1、SN2)是衛(wèi)星信號與噪聲的比值。文件中以5°為區(qū)間列出0°～90°高度角范圍內接收到所有歷元的信噪比的平均值。圖5和圖6是用TEQCPLOT繪制的信噪比曲線圖。從圖中可以看出:L1載波信噪比小于L2載波信噪比;高度角越小，信噪比越小，誤差就越大。此外，有些衛(wèi)星的信號是不連續(xù)的，信噪比也很大，對誤差的影響是很大的。

三、結 論

GPS數據質量檢查在實際作業(yè)中非常重要，及時有效地掌握數據質量情況，就可以減少返工和不必要的浪費，對合理安排作業(yè)，調度觀測時段、調配使用儀器是非常重要的;同時也可以更好地了解GPS接收機的性能。

圖5 測站0005在截止高度角10°時的L1信噪比

圖6 測站0005在截止高度角10°時的L2信噪比

本文運用TEQC的質量檢查功能生成觀測數據質量檢查結果文件，并運用Matlab程序TEQCPLOT或其他繪圖工具顯示繪圖文件，分析和記錄各文件的數據質量情況。通過上述試驗的比較與分析，可以歸納以下幾點結論:

1)運用TEQC的質量檢查功能生成觀測數據質量檢查結果文件可以及時有效地檢查GPS數據的數據完整性、觀測值和周跳比值(O/SLPS)、多路徑誤差分析(MP1、MP2)、信噪比(SN1、SN2)等信息，可根據上述信息對GPS初始數據質量有最初的判斷。

2)運用Matlab程序TEQCPLOT或其他繪圖工具顯示繪圖文件，有利于更直觀地分析和記錄各文件的數據質量情況。

3)后續(xù)還可以采用TEQC的數據編輯功能對數據進行編輯，剔除質量較差的觀測數據，并對試驗數據進行時段分割以方便后續(xù)研究的進行。

綜合本文，建議在實際應用中，應結合作業(yè)環(huán)境，接收機類型，可見衛(wèi)星情況等綜合考慮，充分運用TEQC的質量檢查功能和數據編輯功能，有效地剔除質量較差的數據，為數據預處理做準備，以保證利用準確性較高的數據進行GPS基線解算，并經過基線解算比較分析得出最終的結果。

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