词条 | GAMIT/GLOBK |
释义 | GAMIT/GLOBK 是一套高精度数据处理软件, 主要用于分析研究地壳变形、高精度GPS 测量数据处理等领域。它由美国麻省理工学院( MIT) 和斯克里普斯海洋研究所(SIO) 联合开发, 并得到美国哈佛大学和美国国家科学基金会的支持。 GAMIT 软件的部分代码源于上世纪七十年代的空间大地测量数据处理程序, 1987年完成了基于UNIX操作系统的GPS数据处理软件, 1992 年研制人员对软件进行改进, 提高其自动化程度, 并利用它进行IGS 跟踪站网的GPS 数据处理。GAMIT/GLOBK 高精度数据处理软件不但精度高而且开放源代码, 使用者可以根据需要进行源程序的修改。目前, 它已广泛应用于长距离、高精度、长时间的GPS 定位数据处理。 它可以估计卫星轨道和地面测站的三维相对位置。软件设计基于支持X-Windows的UNIX系统,现在的版本适用于Sun(OS/4,Solaris 2)、HP、IBM/RISC、DEC和基于、Intel工作站的LINUX操作系统。作为科研软件,GAMIT/GLOBK供研究和教育部门无偿使用,只需通过正式途径得到使用许可证。完全的开放性使用户可以对软件的工作原理、数据处理流程及技巧有全面的了解,这也在一定程度上促进了 GAMIT/GLOBK的不断更新。 GAMIT软件处理双差观测量,采用最小二乘算法进行参数估计。采用双差观测量的优点是可以完全消除卫星钟差和接收机钟差的影响,同时也可以明显减弱诸如轨道误差、大气折射误差等系统性误差的影响。GAMIT软件主要功能和特点如下: (1) 卫星轨道和地球自转参数估计; (2) 地面测站的相对定位计算; (3) 用模型改正各种地球物理效应(极移、岁差、章动、潮汐等); (4) 对流层天顶延迟参数和大气水平梯度参数估计; (5) 支持接收机天线相位中心的ELEV(随卫星高度角变化)模型改正; (6) 可选观测值等权、反比于基线长度或随高度角定权; (7) 同时提供载波相位整周模糊度分别为实数和整数的约束解及松弛解; (8) 数据编辑可人工干预(CVIEW),也可自动处理(AUTCLN)。 用GAMIT估计对流层天顶延迟参数和大气水平梯度参数,通常采用线性分段模型,根据观测时间和区域自主确定参数个数。如果测站间隔较近,估计得到的参数间的相关性会非常大,由此降低了应用于气象学研究的可靠性。这是所有相对定位软件的共同局限。 关于观测值定权,软件推荐的是随高度角定权的方法,关系式表示为rms=a*a+b*b/(elev*elev) (mm),具体操作中a和b可采用缺省设置,也可以在等权解算结果的基础上,利用AUTCLN通过对观测值的残差分析拟合得到。很显然,通过残差拟合a和 b是以增加计算时间为代价的。可以通过处理少数几天的观测数据,获取每个站a和b的平均值作为这个站的缺省值, 潮汐模型中最复杂的是海潮部分,其模型改正直接在GPS数据处理软件中完成非常困难。GAMIT采用的方法是直接从文件station.oct中读取或通过全球范围的栅格表 grid.oct内插得到测站分潮波的振幅和相位即海潮系数。随GAMIT软件包发布的station.oct文件包含了全球465个跟踪站(GPS/SLR/VLBI)的海潮系数,它们主要是采用CRS4.0全球海潮模型得到的,个别站也辅以CRS3.0或其他模型。在具体操作中,测站如果距station.oct中某个跟踪站的距离小于10km,则测站的海潮系数就直接取用这个跟踪站的,否则就需要通过grid.oct内插。但一些实际的数据处理结果表明,直接利用随GAMIT软件包发布的station.oct对中国大陆的测站进行海潮改正的效果并不理想。这可能是由海潮模型及 station.oct文件中跟踪站分布的局限性造成的。 GAMIT软件处理GPS数据的过程非常复杂,但就近几年的卫星状况和接收机的状况,数据筛选和编辑完全可由数据自动编辑模块AUTCLN完成。FIXDRV模块将数据处理部分的工作集为一体,使数据处理变得简单易行。从2000年起随软件包一起提供的一个由C-shell写成的程序sh-gamit更是将繁琐的数据准备和处理工作集成化,只要在RINEX格式的观测文件中给定正确的相关信息即可。 GLOBK是一个卡尔曼滤波器,其主要目的是综合空间大地测量和经典大地测量的初步处理结果完成数据的后处理。因此它的输入一般是一些准观测量如测站坐标、地球自转参数、卫星轨道及它们的方差-协方差。虽然最初发展GLOBK是作为GAMIT和CALC/SOLVE(VLBI的数据处理软件)结合的一个界面,但现已可以接受其他GPS数据处理软件如GIPSY和Bernese产出的结果及经典大地测量和SLR观测数据。GLOBK三个主要的应用是: (1) 结合一个观测作业期内不同时段(例如不同天)的初步处理结果,获取该观测作业期的测站坐标最佳估值。对GPS分析,轨道参数可作随机参数处理; (2) 结合不同年份获取的测站坐标结果估计测站的速度; (3) 将测站坐标作为随机参数,生成每个时段或每个观测作业期的坐标结果以评估观测质量; GLOBK是一个复杂且又非常灵活的应用软件,包含又许多控制命令,每个命令完成一个功能,不同的命令组合实现不同的应用。 |
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