GNSS & Geodynamics at CASM  

  

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 GAMIT软件概要

GAMIT由美国麻省理工学院(MIT)开发的全球最具权威性的GNSS(全球定位系统)数据处理软件包。该软件由若干程序模块构建而成。近年来,该软件在Thomas Herring教授, Robert King博士,Simon McClusky博士和有关专家共同努力下,在数据自动处理方面已做了较大的改进。使该软件成为全球最受欢迎的GNSS数据处理软件之一。 

GAMIT软件—主要程序模块
     arc: 卫星轨道积分
    model: 形成观测方程
    autcln: 自动数据清理和周跳修复
    Solve: 最小二乘解算

GAMIT软件—观测值
   
L1、L2 相位组合观测
      -LC组合
      -LG组合
      -WL组合
    P1、P2 伪距观测的作用
      -数据清理
      -接收机时钟估计

GAMIT自动批处理sh_gamit
    准备工作:在利用sh_gamit做GAMIT批处理之前,先应该做一些基本的准备工作,其中主要包括:
      -将~/gg/templates子目录拷贝到工作目录中
      -修改templates子目录中几个主要文件:process.defaults;sites.defaults
      -../tables子目录可以拷贝,也可以通过运行sh_gamit自动生成

    GAMIT控制文件的设定
      -sestbl. 设置有关时段(session)处理的参数和模型
      -sittbl. 设置有关测站处理的约束信息

   
示例:sh_gamit -d 01 242 -orbit SIOF -expt xian –eops usno

GAMIT数据自动修复软件autcln

    代替早期的手工cview操作,用于修复观测数据

    运行由autcln.cmd控制

    通过查看aulcln.post.sum.short或aulcln.post.sum,确定数据修复的质量

GAMIT数据处理—注解

    station.info文件的更新:一般通过RINEX头文件自动更新;也可设置不更新。

    测站先验坐标文件(l-文件)的更新:
      -一般情况sh_gamit会自动产生
      -通过早期的GLOBK先验坐标文件获取
      -利用该测站RINEX文件的伪距观测通过单点或差分定位获取先验坐标值

    数据处理失败,首先查看GAMIT.fatal文件

    数据处理完成后一定要查看E-mail

GAMIT数据处理结果文件

    q-文件;o-文件;h-文件

 

 

GLOBK软件概要


GLOBK: 利用各种空间大地测量数据前期处理结果文件(例如GAMIT的h-文件等),这些文件主要包括参数估计结果及其协方差阵。将这些文件重新组合处理以获取新的SINEX文件或最终的组合解

    输入文件:GNSS、SLR、VLBI 和 SINEX文件
    待估计参数:
      -测站坐标及其速度场
      -卫星轨道
      -方位参数(EOP)
      -其它参数

GLOBK利用卡尔曼滤波方法,待估参数可以是随机参数,例如极移、UT1、太阳光压辐射参数等

    随机特征可由apr_XXX和mar_XXX表述

    数据文件和控制文件:
      -二进制h-文件
      -指令(cmd)文件

GLOBK也是由一系列程序模块组成,其中有的是子程序,有的则是相对独立的程序,主要包括

    GLOBK:主要控制程序
    Glinit:初始化程序
    Glout:基本输出程序
    Glist:列出一组h-文件的相关内容
    Hfupd:更新由于station.info修改或SINEX头文件修改相关的二进制h-文件
    Glred:多次重复运行GLOBK的一种简单模式
    Glorg:框架定义程序

GLORG通过一组测站定义参考框架

GLOBK辅助程序

    利用sh_glred 和程序 glred完成重复性(Repeatability)计算

    绘图与分析程序:ensum;multibase;sh_baseline;getrel;sh_plotvel

 

GNSS气象学

GNSS气象学的任务

通过测量穿过大气层GNSS信号的延迟(由减速和弯曲引起)来获取大气中的温度、气压和湿度等信息

根据探测方法分类 
地面GNSS气象学:在标准的大地测量GNSS数据分析中,我们要估算从GNSS卫星向地面GNSS接收机传送的信号在大气中的延迟量,通过该延迟量确定GNSS信号经由路径之总水汽含量 
空间GNSS气象学:空间GNSS气象学是利用星载GNSS接收机测量到的Doppler频移与其它低轨道卫星的位置和速度信息,通过反演得到信号路径近地点高处的大气折射率,并进而导出密度、压力和温度等大气参数

空间GNSS气象学原理图

 

地面GNSS气象学概要
GNSS定位中,信号传输受到传输途径上地球大气层(例如水汽)的影响;这种对大地测量来说是“噪声”的信息,却是对大气科学极为有用的一种“信息” ;如果能精确求定这种延迟,就可以反演电离层的电子浓度和对流层中的温度、湿度等 

地面GNSS气象学原理:基于大气电磁波传播延迟物理学GNSS信号通过大气层,对传播路径产生影响:
弯曲:占路径延迟1/100(忽略)
迟滞:

折射率经验公式

ki(i=1,2,3)分别表示折射常数,rd, rw分别表示干空气和水汽的密度(Kg/m3) , Rd, Rv表示比气体常数,T表示大气温度

假设任意方向的路径延迟都同天顶路径延迟是相关的,可以得到以下公式

这里DLhz是静力学延迟,这里DLvz是湿延迟,mh(S), mV(S)分别表示相应的流体静力学映射函数和湿映射函数,S是地面站高度角

天顶流体静力学延迟可表示为

其中, f(l, H)=(1-0.00266cos2l-0.00028H)-P0是地面大气压,H是测站高程, l是地理纬度


整体水汽含量(IWV)和可降水分(PW) 的计算
由于对流层对GNSS信号传播路径的影响是由静力学延迟和湿延迟两部分组成,通过GNSS观测数据的计算,我们可以得到对流层在天顶方向的总延迟,总延迟减去通过上面公式计算出的天顶静力学延迟,即可得到天顶湿延迟。根据天顶湿延迟,可以很容易地得到整体水汽含量(IWV)和可降水分(PW)

可降水分PW(Precipitable Water)表示可降水量(指等效水柱高度),它和整体水汽含量的关系为 
PW=IWV/d
式中d是水的密度

 

相关链接:

 

 

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