吳 偉

（1.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

TBC輔助程序設計與實現(xiàn)

吳 偉1

（1.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

針對TBC軟件輸出的成果報告沒有按照我國GPS測量規(guī)范作全面的統(tǒng)計分析和質量檢核，還需要進行人工編輯，自動化能力較弱的缺陷，在TBC輸出的數(shù)據(jù)文件基礎上，設計了TBC輔助程序，并用VB．NET加以實現(xiàn)，解決了TBC輸出的成果報告與我國GPS測量規(guī)范和測量習慣不一致的問題。

TBC；重復基線；同步環(huán)；異步環(huán)

隨著GPS定位技術在測量領域的廣泛應用，各種隨機數(shù)據(jù)處理軟件或專用的數(shù)據(jù)處理軟件得到了極大發(fā)展[1-2]。美國天寶（Trimble）公司作為全球的GPS產品提供商，其隨機數(shù)據(jù)處理軟件被我國廣大測繪工作者所采用[3-5]。2011年，TGO基線解算功能失效，Trimble公司推出了繼TGO 1．63之后的新一代GPS數(shù)據(jù)后處理軟件TBC（Trimble Business Center）。

盡管TBC較TGO的功能更加強大、界面更加人性化，而且增加了許多與測繪工程數(shù)據(jù)處理相關的功能[6-8]，但TBC在精度評定與報告輸出方面與我國GPS測量規(guī)范和測量習慣存在差異的現(xiàn)狀并沒有改變。比如，在GNSS閉合環(huán)報告中，沒有區(qū)分同步環(huán)或者異步環(huán)，而且同步環(huán)、異步環(huán)的檢核都是統(tǒng)一的標準，而不是按照我國規(guī)范進行區(qū)別對待；在閉合環(huán)報告總結和基線處理報告總結中，都只是按水平精度和垂直精度作為通過與否的標準，而不是按照三分量的形式進行統(tǒng)計，這些差異給實際工作帶來了一些麻煩。針對這種差異，筆者用VB．NET編寫了TBC輔助程序，解決了TBC軟件固有的缺陷，是TBC軟件的一個重要補充。

1 可行性分析

輔助程序源數(shù)據(jù)來源于TBC數(shù)據(jù)交換文件（*.asc）、基線處理報告（*.txt）、GNSS閉合環(huán)報告（*.txt）以及無約束平差報告（*.txt）。在基線處理報告文件內，包含有基線解算類型、水平精度及垂直精度等重要信息。但是，在基線處理報告和數(shù)據(jù)交換文件內都沒有顯示基線解算ID，如果直接在2個文件之間進行數(shù)據(jù)交換，當遇到重復基線時，數(shù)據(jù)會出現(xiàn)混亂，不能一一對應。通過研究GNSS閉合環(huán)報告發(fā)現(xiàn)，該報告中既含有可以與基線處理報告文件進行唯一數(shù)據(jù)連接的解算ID，又含有與asc文件建立唯一連接的有效信息。在基線處理報告和GNSS閉合環(huán)報告中，隨基線名稱后面的基線解算ID是一一對應的，可以作為2個文件進行數(shù)據(jù)連接的唯一識別ID；在數(shù)據(jù)交換文件和GNSS閉合環(huán)報告中，起止點名和開始觀測時刻（年：月：日：時：分：秒）可以作為數(shù)據(jù)連接的唯一識別ID。TBC輔助程序總體設計如圖1所示。

圖1 TBC輔助程序流程圖

2 程序設計

2.1 基線檢核

1）基線檢核?；€檢核由單基線總結和重復基線檢核2個部分組成。單基線總結內容包括：基線編號、起始點號、終止點號、X分量、Y分量、Z分量、基線長、水平精度、RMS、垂直精度、相對誤差、起始時間、終止時間、解類型等。重復基線檢核包括重復基線較差的計算（觀測時段＜3）和重復邊各時段平差值中誤差、相對誤差的計算（觀測時段≥3）。

國家GPS測量規(guī)范規(guī)定，復測基線長度較差ds應滿足[10]：

基線平差值中誤差：

式中，Δd=di-d， di為基線觀測值，d為各時段基線觀測值的平均值。相對誤差為md/d，且要求md/d≤b。式中，b為比例誤差系數(shù)，單位為10-6。

2）模塊設計。重復基線信息總結模塊需要的數(shù)據(jù)來源于存儲基線信息的數(shù)據(jù)交換文件（數(shù)組ab），ab中已經(jīng)包含了重復基線的需求信息。在TBC中，基線作為有方向的向量，對于任何一條基線，起點不同或觀測時間不同，基線向量也就不同。重復基線可能有2 種情況：①起點和終點一樣的基線；②一條基線的起點等于另一條基線的終點，且該基線終點等于另一條基線的起點。

在具體實現(xiàn)時，循環(huán)2次即可。在字符串數(shù)組ab中，利用其基線坐標三分量計算各基線長度，當觀測時段小于3個時，進行重復基線較差的計算；當觀測時段多于3個時段，進行重復邊各時段平差值中誤差和相對誤差的計算，具體流程見圖2。

圖2 重復基線總結流程圖

2.2 閉合環(huán)檢核

1）同步/異步環(huán)提取。同步環(huán)/異步環(huán)的提取，主要利用GNSS閉合環(huán)報告中組成閉合環(huán)的各基線成員信息和數(shù)據(jù)交換文件中對應的該基線觀測起止時刻、停止時刻，并顧及GPS網(wǎng)等級和同步觀測時間來實現(xiàn)。首先，需要確定該閉合環(huán)包括的所有基線向量；其次，找出環(huán)中所有基線同步觀測的時段，即在對該閉合環(huán)實施觀測時，GPS接收機的最晚開機時刻和最早關機時刻；最后，如果同步觀測時段大于各級GPS控制網(wǎng)所規(guī)定的有效觀測時段長度，則認為該閉合環(huán)為同步觀測閉合環(huán)；反之，則為異步環(huán)。

2）同步/異步環(huán)檢核。國家GPS測量規(guī)范規(guī)定，對閉合環(huán)須進行 X、Y、Z 三維坐標分量閉合差檢核及同步環(huán)/異步環(huán)閉合差檢核[9]。在GNSS閉合環(huán)報告的不合格環(huán)信息中，已經(jīng)給出了閉合環(huán)的ΔX、ΔY、ΔZ分量閉合差，這在TGO報告中是沒有的。

同步環(huán)坐標分量閉合差及環(huán)閉合差限差檢核公式為[10]：

異步環(huán)坐標分量閉合差及環(huán)閉合差限差檢核公式為[10]：

3）模塊設計。閉合環(huán)名稱是由組成該環(huán)的所有基線的矢量ID構成的，如“PV56-PV54-PV57”。基線的矢量ID（如PV56）就是區(qū)別各基線的唯一標識符，如“CPI382→ CPII1145（ PV56）”。然后，通過基線起始點名和基線開始觀測時刻，與數(shù)據(jù)交換文件建立連接。值得注意的是，在數(shù)據(jù)交換文件中，基線開始觀測和結束觀測時刻是UTC時間，而GNSS閉合環(huán)報告開始觀測時刻是北京時間，二者時差8 h。最后，根據(jù)同步環(huán)/異步環(huán)判別方法分離GNSS閉合環(huán)，并進行質量檢核。GNSS同步環(huán)與異步環(huán)質量檢核及信息總結流程如圖3所示。

3 實例分析

筆者利用某高鐵CPI控制網(wǎng)復測成果對軟件進行了測試。該控制網(wǎng)共有10個CPI點，正線長30 km，呈帶狀分布，坐標系統(tǒng)為CGCS2000，采用TBC 2．50進行數(shù)據(jù)處理。將TBC數(shù)據(jù)交換文件、基線處理報告文件、GNSS閉合環(huán)報告文件以及無約束平差報告文件分別導入TBC輔助程序設計，并進行各項設置，可得基線統(tǒng)計信息：基線總數(shù)79條，基線邊中最弱邊為CPI382→CPII1145，邊長中誤差為3．3 mm，相對中誤差為1/9 985 357；重復基線47條，其中互差最大的為CPI385->CPI382，邊長10 730．129 6 m，互差15．05 mm，允許誤差31．61 mm，質量合格，重復基線總結界面如4所示。

圖3 同步環(huán)與異步環(huán)總結流程圖

圖4 重復基線總結界面

為了分析軟件同步/異步環(huán)提取及精度評定的可靠性，利用整個GPS網(wǎng)Rinex標準格式的觀測數(shù)據(jù)，分別用TBC 2．50、Compass、中海達GPS數(shù)據(jù)處理軟件、南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件進行解算，將生成的閉合環(huán)報告與TBC輔助程序運算結果進行比較，統(tǒng)計結果如圖5、表1所示。

圖5 同步環(huán)與異步環(huán)總結界面

表1 不同軟件統(tǒng)計結果對比

由表1可知，TBC輔助程序統(tǒng)計結果與Compass、中海達、南方GPS數(shù)據(jù)處理軟件所得同步環(huán)、異步環(huán)的個數(shù)比較一致。

4 結 語

結合生產實際情況和工作體會，完成了TBC輔助程序，并將其應用于實際生產，取得了良好的效果。解決了TBC輸出的基線處理報告、GNSS閉合環(huán)報告與我國GPS測量規(guī)范和測量習慣存在差異的問題，使得基線檢核與總結、重復基線檢核與總結、同步/異步環(huán)提取及質量檢核變得非常簡單，人工編輯少、自動化能力強，具有很好的實用性。

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P228

B

1672-4623（2016）06-0083-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.06.027

吳偉，碩士，主要從事水利水電安全監(jiān)測工作。

2014-07-29。