第42卷 第1期 2017年2月 全球定位系统 GSSS World of China Vo1.42,NO.1 February,2017 基于TEQC的数据预处理与质量评估分析 王福林 ,于广瑞 ,王龙。 (1.61287部队,云南昆明650000;2.61206部队,辽宁大连116000;3.61287部队,四川成都610000) 摘 要:本文介绍了TEQC的主要功能原理及使用方法,并结合实例分析了其在河北省 陆态网数据质量评估中的应用。结果表明,数据质量检测的各项指标均满足经验值要求,数据 质量较好,利用TEQC可以有效掌控陆态网连续站的数据质量情况。 关键词:TEQC;数据预处理;质量检查;陆态网 中图分类号:P228.4 文献标志码:A 文章编号:1008—9268(2017)01-0118—05 IJ 引 舌 TEQC作为目前国际上最受欢迎的数据预处 理工具之一,是为研究GNSS监测站数据管理服 务而研制的免费公开软件 ]。该软件基于DOS系 统下的命令行操作,以质量检查为核心,兼具数据 RINEX文件,并能够读取文件开头部分自动识别 接收机类型,同时还支持在不同版本的RINEX文 件之间进行转换。 以天宝Trimble接收机下载的*.dat文件为 例,将其转换为标准RINEX文件的使用命令如 下: teqc—tr d—weekl619+nav wuhn0210.1ln+ wuhn0210.dat>wuhn0210.11O 格式转换和数据编辑功能,被广泛应用于GPS、 GI oNASS及部分其他数据的预处理分析中_2 ]。 本文首先介绍了TEQC的主要功能和基本原理, 其中,一tr表示接收机的类型为Trimble;d是观测 给出了数据预处理对应的操作命令及使用方法,在 此基础上利用该软件对河北省陆态网GPS连续站 观测数据进行质量检测,并结合视图结果对数据质 文件wuhn0210.dat控制参数;一weekl 61 9表示 GPS周,也可用YYYY/MM/DD(年/月/日)来表 示;4-nav表示用户希望同时输出导航数据文件(N 文件);>表示重定向;最终输出的RINEX结果文 件为wuhn0210.11o和wuhn0210.11n. 1.2数据编辑 量及软件可用性进行了分析和探讨。 l TEQC软件功能及应用简介 TEQC功能强大简单易用,主要包含三大功 能模块:1)接收机数据的读取和格式转换(Trans— lation);2)Rinex数据编辑(Editing);3)数据质量 TEQC的编辑功能强大而灵活,主要针对现 有的RINEX文件,编辑后的数据为GNSS软件后 处理提供合理的数据依据,从编辑内容上主要可以 分为以下几类: 检查(Qc)。其中,数据质量检查是软件的核心功 能,可用于检查双频GPS/GLONASS接收机静态 1)RINEX格式验证及标准化 验证RINEX文件格式版本及标准化的基本 命令为 teqc source.**O £teqc source.**o>re— sult.**O 和动态数据的质量,在实际作业中非常重要 ]。 这三个模块相互问互不影响,支持单独执行或组合 使用,使用过程中可实时诊断用户操作的完好性, 并提供错误提示_6]。 1.1 格式转换 2)RINEX文件头信息的编辑和提取 以编辑点名为例,TEQC对()文件头信息的 修改命令为 TEQC软件可以将不同品牌、型号的接收机 记录的观测数据文件(二进制)转换成标准的 收稿日期:2016-09 07 联系人:王福林E-mail:flingeo@126.com 第1期 王福林,等:基于TEQC的数据预处理与质量评估分析 119 teqc—O.mo WUHN wuhn0210.11O>wuhn. 0210.11O 其中,~O.mo表示将0文件中的点名改为wU— HN。此外,TEQC对于导航文件和气象文件的编 辑参数设置分别为一N和一M. 3)RINEX文件的切割与合并 对于RINEX文件的切割,如提取文件wuhn. 0210.1lo最后20min的观测数据,操作命令为: teqc—dm 20 wuhn.0210.1 lo>wuhn. O21O.11O 对于时间上连续的RINEX文件,TEQc将其 合并为一个文件的命令为 teqc filel file2…>file 4)卫星系统的选择及特定卫星的禁用 对于GPS/GL0NASS双频接收机,若只需要 保留GPS单系统数据,则可用TEQC进行分离:* * * * * * * * teqc—R inputfile ̄* * outputf* * i* le * * * .若要禁用GPS第22号卫星数据,命令为:1 9 m _一 teqc—G22 inputfile>outputfile 5)设置卫星高度角和改变采样率 如将观测数据的卫星高度角的限值设置为 1O。,操作命令为: teqc—set—mask 10 wuhn.0210.11o>wuhn. O21O.11O 若要按新的采样间隔提取数据,如将采样率改 为10 S,命令为: teqc—O.dec 10 wuhn.0210.11o>wuhn. 0210.11O 1.3质量检查 数据质量检查是TEQC软件最常用的功能之 一,其基本原理是通过伪距和载波相位观测量的线 性组合来计算出相应的多路径效应、电离层对相位 的影响、电离层延迟的变化、卫星信号信噪比以及 接收机的钟漂和周跳等L7],并输出相应的误差视图 文件。 TEQC质量检查按照是否使用N文件分为 qc—lite和qc—full两种模式。其中,qc—lite模式只需 要O文件,此时质量检查命令为:teqc+qc source. **O,质量检查结果为1个质量汇总文件(*.* *S)和6个视图结果文件。qc—full模式同时需要 O文件和N文件,命令为:teqc+qc—nay source.* *n source.**O;或者两种输入文件在同一目 录,则软件会自动搜索N文件,直接运行命令teqc +qc source.**O即可。qc—full在qc—lite模式的 基础上还将产生卫星和接收机天线的位置信息两 个数据文件,完整的视图文件信息如表1所示 。 表1 TEQC质量检查生成的视图文件 文件类型 内容 u载波上的c/A码或P码多路径影响 L2载波上P码多路径影响 L1/L2电离层延迟误差 电离层延迟变化率 u观测值的信噪比 L2观测值的信噪比 卫星方位角 卫星高度角 质量汇总文件中包含了数据质量分析的几个 主要指标:数据有效率、多路径误差分析(MP1, MP2)、观测值和周跳比(O/Slips)。数据有效率是 指预期历元数与实际历元数之比;O/Slips表示观 测值总数与发生周跳观测值个数之比,有时也用 CSR—lO00/O/Slips来表示数据的周跳情况;多 路径误差则直接反映了测站周边的环境质量。 质量检查结果文件中MP1、MP2分别表示 L1、L2波段上的多路径效应对伪距和相位影响的 综合指标,通常以均方差RMS表示: MP1一P 一(1+ ) + z, (1) MP2一P 一( l_)≯ +( l_一 ) , (2) 式中: 、 分别表示L1、L2上的载波相位观测量; P。、P。为双频伪距观测量;a为L1、I 2频率的平方比 ( / )。电离层延迟及其变化率的计算公式分别 ion一÷(Nl l—N2 2+m1一m2),(3) iod一÷[(L1一L2) 一(L 一L2), ]/ ( 一 ,1), (4) 其中:m 、m 为双频载波相位观测值的多路径效 应; 、 为波长;N1、N 为整周模糊度。通常认为 当面 变化率大于400 cm/min时,说明存在相位周 跳。 2算例分析 本文采用河北省陆态网络数据对TEQC的质 量分析功能进行验证,包括HECC、HECD、 HECX、HELQ、HETS、HEYY和HEZJ站,共计 7个GPS连续观测站。实验选取2011年dayO08、 day018、day028、day038、day048等5天的全天观 全球 定 位 系 统 第42卷 洲数 求进行分析.采样间隔为30 .现以2O11年 运行 FEQC进行质量柃 得钊的结果如表2所 第8尺.即c tyO08 j日所有测站的观测数据为例, 示。 表2 201 1年day008天数据质量检查结果统计 删站 数据有效率 尤效 测值比例/ MPl/II1 MP2 l,,J ( R l{FL、L、 1()o o.o3 O.o1 I II 【、I) 98 O.45 o.O4 III L、\ 100 o.oo 0.04 ltI I Q 1o() o.1 5 0.08 HETS l()O ().1 6 0.20 }{l YY 1()o o.()() O.04 }tEZJ 96 o.21 O.0哇 根据 fIIq地壳运动观测技术规程的规定 ,并 1示出T dayO08灭对应7个测站的理论观 结合IGS的数据质埴榆测经验值,对河北省陆念 测历元和实际观测呖几的统汁。从图中可以看出 网连续站的数撕质 要求设定为:高度角l0。以j 各个测站的历元实测数同理论fff卜分接近.其【{】 观测 l}】数据仃效率不少于9。t- ,Mf 1币¨MP2 HECD和HEZJ站存 差距.分别为98 和96 . 均小十【).5 l11'尢效观测值的比例在5%以1人】.1,一2 但都大十95 ,整休数据利J{】率较高.这与表2的 的(、SR的(f【小j 5.即0/Slips的值大于200。 分析是一致的。 【f1表2『l『以行}O O “,当天各个测站的数据有效率 O O O 0 O 图2和 3分别为河北肯陆态网单站单¨和 最大为1()() . 小为96 :MP1最大为0.3O,最小 多站多日的多路径效腹。其t}1.I殳l 2是利垌TE 为0.21;MI’2最大为0.33.最小为0.27;(、SR的最 QCPI OT工具包 于] 阡分析文件后绘制的色带 大值为0.2O,最小值为0.04.相关质量指标完仝满 O O O 0 O O 0 图.对应HEI Q站day008 I{的多路径效应;罔3 址【 述怀准.这说明该H测站的数据质量较好。 为7个测站在5天的多路干奎效啦 维图 从 2 250[)() 理论观测数 和图3中可以看出.不沦是单站 .¨还足多站多日 2O(Kl0 实际观测数 的多路径效应.其MPl值和MP2他都在经验值范 摄 1I5000 6 4『M 4;1 2 围内。ItEI Q站在dayO08 7 j天的MPl值和MP2 10000 值普遍小于0.5,U各个时段内对J 的可 卫星数 5Oo0 均达到 T 9颗以} 。数据唤}I{=较 : 3巾7个测站 1) 的MP1值和MP2伉同样部满址嘤求,列比分析町 以发现其中HECC、HE1 Q l干l】HET 站的多路径效 图I 7个测站da ̄}08天观测历元的理论值和实测数统计 应相对明 ,而HF(、X站的多路 综合影响最小。 rEQC Report file:helqO080.mpl TEQC Report ifle:helqO080.arp2 O0・( o02:24: H:48:{2(37:l2(m9 图2 HELQ站day008当日多路径效应(口)MPI值;(b)MP2值 , 8 王福林,等:基于TEQ(、的数据预处理与质量评估分析 (h) 目 l EZJ 图3 7个测站5天中的多路径效应 (a)Mf,l值;(b)A,JJ2值 l 出了7个测站 5天【f 的观测值与心 跳比的统汁情况。从图中呵以看tt:HECC、HECX 千¨HEZJ站的() S 户 值总体较大,说明周跳较 少.测站受周边遮挡情况较轻;其他测站的()/ Slips值卡¨埘较小,但都大于200,满足经验值要 求。 巾.发生周跳最多的情况为dayO08天和 day038火的I{ETS站,说明该测站在这两天的观 测数据质艟受到的影响要大于其他测站。 l l ! :‘ 圜 IHEGX ● - I ● A 0 10 2O 30 年积日,天 图4观测值与周跳比统计 3 结束语 通过对河北省陆态『ix】俞站数据进仃质艟愉测. 结合有关视图文件绘制的n J.视化图形.从数 允蛊冬 性、尤效观测值比例、多路 差以及发, 刷跳情 况等儿个方面进行r综合分忻。实验结果表IJiJ。7 个观测站点数据的符项质艟指标均满足 应标准, 各站址的观测环境良好.数据质量可靠-f1 以为河 北省陆态网络提供连续稳定的高质量数据。利用 TEQC软件对GNSS数据进行预处理分析和质 评估.操作简单、功能齐全、 定快速. 以得到细 致全而的统计数据,并支持可观化定量分析,从Jn 能够及时有效地掌控数据质 ,提高作、 效率。 参考文献 L1] 陈巾新,奚长无.范r 水.等.f 用TEQ【、埘( I 连续 参考站数据进行质啭分析[J].全球定 系统,2o07. 32(3):35-3 . L2j 余文坤,戴吾蛟,杨哲.赫于TEQ(、的(;NSS数据质 量分析及预处 软件的没汁 实脱[J .大地洲 地球动力学.2[J10.30(5):81—85. Es] UNAVC()Facility.TEQCT Lttorial[t ̄B/O1 】. I):/ / facility.uFIavco.org/software/teqc/ tutoria1.htm1. 20l4 5 l0. [1]舰■虎.王中平.毙 释.等. FEQC软件H]t GI 控 ;51J网数抛质量检测的研究[J].测绘通报.2008(【】): 9. 1j 武 郦.一个明于(;Ps数据操作的实用软件 Jj.全 球定位系统,2004.29(2):l8 5O. [6] 聂棒根,王院. I'EQC软什埘GPS数据质 评定及软 件界面的开发[J .全球定化系统,2(W)3,29(_1)::{2 38. [7] 李军.王继业,熊熊,等.尔北、旺地区GPS观测数据质 姥检测与分析[J .武汉人 学报(信息科学版). 2O06,3l(3):209 2l2. [8j 李英冰.熊程波.闩景 .(;NSS质量柃查的l冬J形绘制 [J .测绘工程,2Ol1,20(2):1卜1 4. (9¨_地壳运动监洲工程研究・lI. .中国地壳运动观测技术 规程[M:.北京:中I 环境科学出版社,2006. [10j HEDF()RS J.TEQ(、P1 ()TLCP/()L .httI]: www. mathworks. COIn/rlla[1ab(’el/IraI/fileexchangt l I 127. ‘ 006—6—1 6 作者简介 王福林 (1 988 ).男.云南泸水人,助理工程 师.主要从事卫星导航数据处理研究。 (下转第1 26页) 126 全球定位 系 统 第42卷 Design of Hybrid Energy—saving Tuna Longline Propulsion Based on Beidou Satellites WANG Yongding,TIAN Chenxi,DONG YaLong (College of Engineering Science and Technology,Shanghai Ocean University。Shanghai 201306,China) Abstract:The rapid development of China’s offshore fishing,alone with rising fuel prices,there has been fishing boats’energy and environment issues.When tuna longline is working,the diesel engine is in the low speed and low load operation conditions which cause higher fuel consumption.In order to stabilize the economic benefits of offshore capture fish~ eries and reduce energy and consumption,hybrid tuna longline system based on Beidou satel~ lites is presented in this paper.This system consists of two power sources:the diesel engine and the electric motor.According to Beidou satellites,the system could choose different power sources based on position and speed.Compared with conventional hybrid tuna long~ line。the general fue1 consumption can reduce 1 3 under the same condition and the same working time.And also the system reliability and propulsion efficiency are improved Keywords:Beidou satellite;tuna longline;hybrid;energy conservation .轧.jt . 上-.址. .SlL. 上.. L.址. L. — jlL. —址. . — . L— ‘— —址. L.址— —址 — -—址—址 —址— 上. —址—lt — — —ll上—址 (上接第121页) Analysis of Data Pre—pr0cessing and Quality Checking Based on TEQC WANG Fulin ,YU Guangrui ,WANG Long3 (1.The 61287 Troops oJ’PLA,Kunrning 650000,China;2.The 61206 Troops of PLA Dalian 116000,China;3.The 61287 Troops o,PLA,Chengdu 610000,China) Abstract:The basic working principle and usage of TEQC are introduced.The applica— tion of TEQC in the quality assessment of crustal movement observation network in Hebei Province iS analyzed.The consequence shows that all the indicators meet the requirements of experience values and the data quality is high,the information of the quality of the continu— OUS observation data can be effectively understood by using TEQC. Keywords:TEQC;data pre—processing;quality checking;crustal movement observation network