GAMIT使用手册.docx

1、GAMIT使用手册GAMIT/GLOBK软件使用手册一 软解介绍GAMIT软件最初由美国麻省理工学院研制, 后与美国SCRIPPS海洋研究所共同开发改进。该软件是世界上最优秀的GSP定位和定轨软件之一, 采用精密星历和高精度起算点时, 其解算长基线的相对精度能达到10-9量级, 解算短基线的精度能优于1mm, 特点是运算速度快、版木更新周期短以及在精度许可范围内自动化处理程度高等, 因此应用相当广泛。GAMIT软件由许多不同功能的模块组成, 这些模块可以独立地运行。按其功能可分成两个部分: 数据准备和数据处理。此外, 该软件还带有功能强大的shell程序。目前，比较著名的GPS数据处理软件主要

2、有美国麻省理工学院（MIT）和海洋研究所（SIO）联合研制的GAMIT/GLOBK软件、瑞士伯尔尼大学研制的BERNESE软件、美国喷气推进实验室（JPL）研制的GIPSY软件等。GAMIT/GLOBK和BERNESE软件采用相位双差数据作为基本解算数据，GIPSY软件采用非差相位数据作为基本解算数据，在精度方面，三个软件没有明显的差异，都可得到厘米级的点位坐标精度。相比较而言，GIPSY软件为美国军方研制的软件，国内只能得到它的执行程序，在国内，它的用户并不多，BERNESE软件需要购买，它的用户稍微多一点，GAMIT/GLOBK软件接近于自由软件，在国内拥有大量用户。 GLOBK软件核心思

3、想是卡尔曼滤波（卡尔曼滤波理论是一种对动态系统进行数据处理的有效方法, 它利用观测向量来估计随时间不断变化的状态向量），其主要目的是综合处理多元测量数据。GLOBK的主要输人是经GAMIT处理后的h-file和近似坐标, 当然,它亦己成功地应用于综合处理其它的GPS软件（如Bernese和GIPSY）产生的数据以及其它大地测量和SLR观测数据。GLOBK的主要输出有测站坐标的时间序列、测站平均坐标、测站速度和多时段轨道参数，GLOBK可以有效地检验不同约束条件下的影响, 因为单时段分析使用了非常宽松的约束条件，所以在GLOBK中就可以对任一参数强化约束。GAMIT/GLOBK和BERNESE采

4、用双差作为数据分析的基本观测量，它们的缺陷是不能直接解算钟差参数，只能给出测站的基线结果，除测站坐标参数之外，这些软件还可以解算的参数有：卫星轨道参数、卫星天线偏差、光压参数、地球自转参数、地球质量中心变化、测站对流层延迟参数、电离层改正参数等，这使这些软件的应用从大地测量学已逐渐延伸到地球动力学、卫星动力学、气象学以及地球物理学等领域，并取得了很多成果。GAMIT软件的运行平台是UNIX操作系统，目前，它可在Sun、HP、IBM/RISC、DEC、LINUX等基于intel处理器的工作站上运行。软件可处理的最大测站和卫星数目可在编译时设定。它的基本输出文件是H-文件，可作为GLOBK软件的输

5、入文件，进而估计测站坐标与速度、卫星轨道参数和地球定向参数。数据处理前，用户需准备所需要的文件，如测站先验坐标文件（L-文件和vg-in文件）、广播星历文件、观测数据文件以及其他辅助文件等。GAMIT每个时段观测数据要求的周期最长为1个UTC天，即从UTC的0点到24点（北京时间8:0024:00），原则上不要跨天作业。GAMIT软件的组成结构见图1.1，它由不同功能模块组成，主要包括数据准备、生成参考轨道、计算残差和偏导数、周跳检测与修复、最小二乘平差等模块，这些模块即可以单独运行，也可以用批处理命令联在一起运行，最大限度地减少人为操作，提高运算效率。软件的执行程序放在/com、/kf/bi

6、n和/gamit/bin三个目录下。图1.1 GAMIT/GLOBK软件组成结构图二 批处理实例确认GAMIT/GLOBK软件安装成功之后，为了能正确处理数据和绘图，还需要做两件事情。第一，更新表文件。在ftp服务器上下载最新的tables表文件（ftp:/garner.ucsd.edu/pub/gamit/tables/），然后复制到安装目录下的tables中，遇到相同文件选择覆盖即可；第二，安装并配置好绘图工具GMT（The Generic Mapping Tools）。下面的实例中，处理的数据为2010年第56到60共5天的3个IGS站（BJFS、和WUHN、KUNM）和2个待求站（ch

7、du、pixi）的数据。一、处理前的准备1、在主文件夹内新建test项目文件夹，项目内新建brdc、igs、rinex三个文件夹，分别存放当天的广播星历、精密星历和观测值文件。注意：如果文件采用.z压缩格式，则应当使用gunzip命令进行解压；如果解压出的观测值文件仍采用.d的压缩格式，则应使用crx2rnx命令将其转化为.o的标准RINEX格式（sh_crx2rnx -f *.*d可用于.d到.o文件的批量转换）。2、终端进入test项目文件夹内链接tables，运行： sh_setup -yr 20103、生成station.info文件。将test/tables下的station.inf

8、o文件拷贝到rinex文件夹下，打开并编辑，仅保留以#或*开头的前几行，保存并关闭。打开终端并进入rinex文件夹，运行 sh_upd_stnfo -files *.10o运行成功以后station.info文件便存放了此项目内的开始、结束时间，站名和接收机、天线类型等信息。4、建立lfile.文件。lfile.是测站的先验坐标文件。打开终端并进入rinex文件夹，用批处理的方式生成lfile.文件可以分为三步：a）提取观测值.o文件的先验XYZ坐标 grep POSITION *.10o lfile.rnxb）将.rnx文件转化为.apr文件 rx2apr lfile.rnx 2010 05

9、6c）由.apr文件生成lfile.文件 gapr_to_l lfile.rnx.apr lfile. 2010 056将station.info和lfile.两个文件拷贝到test/tables文件夹，覆盖原文件。5、sestbl.的配置。test/tables下的sestbl.文件是测段分析策略文件，该文件内部有详细的说明。一般来说采用默认配置即可，通常需要修改的三个地方是： Choiceof Experiment 选择处理方式 Choice of Observable 选择观测值类型和模糊度解算 Use otl.grid 选择是否使用潮汐文件对于Choice of Experiment，

10、选择BASELINE时将固定轨道并在GAMIT处理中和输出h-文件时忽略轨道参数；选择RELAX时将采用松弛解，合并全球IGS h-文件时需要。要想点位置精度高用RELAX；若目的是求基线后面平差则用BASELINE。在此实例中采用默认的BASELINE。对于Choice of Observable，选择LC_AUTCLN为采用宽巷模糊度值并用伪距在autcln中解算；对于小于几公里的基线，用L1和L2独立载波相位观测值（L1,L2_INDEPENDENT）或者仅用LI（L1_ONLY），相比用无电离层组合（LC_HELP）可以减少噪声水平。对于Use otl.grid，由于这里已在ftp上更

11、新tables，有了最新的otl.grid文件，所以这里选择Y。6、sittbl.的配置。test/tables下的sittbl.文件对各个测站的先验坐标（或钟差、大气模型等）进行约束。对高精度的已知坐标采取强约束，而对待求点采用松弛约束。如IGS站的坐标分量约束在较小的175px，对未知点的约束可以到510m。7、sites.defaults和process.defaults的配置。sites.defaults文件用来控制需要参与解算的测站。在文档末尾可以根据提示编辑，来给定那些不参与解算的测站或是测站的某些天。process.defaults文件用来控制处理过程中的很多细节，比如sampl

12、ing interval, number of epochs, start time for processing，default globk .apr file等等，根据需求和提示进行编辑。在这里均使用它们的默认值。二、利用GAMIT解算基线用终端进入test的项目文件夹，输入批处理命令进行解算： sh_gamit -expt test -s 2010 056 060 -noftp -dopt D ao c x & sh_gamit.log参数说明： -expt：指定四个字符的项目名称 -d：指定需要处理的指定日期，例如-d 2010 56 60，指的是处理2010年第56和60天。 -s：

13、指定需要处理的时间序列，例如-s 2010 56 60，指的是处理2010年第56到60天。 -orbit：卫星轨道类型。 -yrext：给日目录前添加年前缀，例如2010_006。 -noftp：处理过程中不连接ftp下载数据。 -copt：数据处理完成后待压缩的文件类型，例如-copt o q m k x。 -dopt：数据处理完成后待删除的文件类型，例如-dopt D ao c x。结果文件将存放在名称为年积日的文件夹内，此例中，可供参考的结果文件为： sh_gamit_2010_006.summary 解算总结 qtesta.006 解算记录 otesta.006 解算记录的简略版，一

14、般关注此文件 htesta.10006 协防差矩阵、参数平差值在上述文件中，可根据描述来判断解算结果是否符合相应的需求。其中，基线解算结果（O文件，即这里的otesta.006）中的postfit_nrms项优于0.3左右时最佳；如果大于1.0,则表示此解存在问题。三、利用GLOBK进行平差处理用终端进入test的项目文件夹内，运行： sh_glred -expt test -s 2010 050 2010 065 -yrext -opt H G E & sh_glred.log参数说明： H：运行htoglb，把文件转换为二进制文件 G：运行glred，合并文件 E：绘图运行成功后，进入gs

15、lon文件夹，以psbase开头的文件即为各个站三维坐标时间序列的图形表示。用终端进入gsoln目录下，依次运行： ls./glbf/h*glx test.gdl glred6 globk_comb.prt globk_comb.log test.gdl globk_comb.cmd生成的globk_comb.org文件中就包含了解算点的三维坐标和相关参数。至此，利用GAMIT-GLOBK解算GPS基线并进行平差的实例叙述完毕。三 分布处理实例1. 在桌面上新建一个test的文件夹，在test中新建 名称为 brdc（广播星历）、igs（存放精密星历）、rinex（下载的观测值文件和自己要解算

16、的观测值文件）。2. 用doy在test的终端里测试，比如输入：doy 2013 02 01 查看要解算的是GPS第几周，第几天，以便下载数据用。3. 在终端输入gftp，下载相关的文件，一定要选对自己解算需要的数据。一般下载*.d.z文件（比较小，好下载）。下载完所需要的数据后，要解压 ：语句：gunzip*.Z4. 新建一个文件夹，比如：名字为032，把要解算的测站o文件和n文件，以及精密星历文件放进来。把032和test进行如下链接。5. 打开rinex文件，输入下面的语句，会产生一个lfile.rnx文件： 查看lfile.rnx文件中各点的坐标是否正确：不能出现坐标值为0。6. 输入

17、rx2apr lfile.rnx 2013 032,会多出来一个名为：lfile.rnx.apr的文件，接着输入：gapr_l lfile.rnx.apr lfile. “ 2013 032 生成一个用纬度和精度来表示点的坐标的文件（lfile.）,并把它复制到tables文件夹。7. 在tables文件夹中新建一个文件 sitelist，在里面输入参考站点的名称，每行的第一列是空格，从第二行开始输。 8. 在tabie文件夹启动一个终端，输入：sh_upd_stnfo -l sitelist 。9. 会生成一个station.info.new文件，把它给成station.info 保存后，再

18、输入：sh_upd_stnfo -files ./rinex/*13o10. 在032文件中查看station.info的链接是否正确，然后做一个l文件的链接，打开终端输入： ln -s ./tables/lfile ./ 到此准备工作完成。11. 在032文件打开终端，输入：makexp 然后按照以下输入。12. 按照提示输入：历元间隔这里是30s，开始时间，如果从00 00开始一天正好是2880个历元。13. 精密星历接下来按照提示输入：sh_sp3fit -f igs 17255.sp3 o igsf t 利用 sp3 精密星历生成 g 文件（上面已经下载好了） ，并且同时生产 t-和

19、u-文件14. sh_check_sess sess 32 type gfile -file gigsf3.032检查 g-文件15. makej auto0320.13n jauto3.032 利用导航文件生成 j-文件16. sh_check_sess sess 32 type jfile file jauto3.032检查 j-文件17. makex test.makex.batch 生产 x-文件18. fixdrv dtest3.032 生成批处理文件19. csh btest3.bat 执行批处理脚本，得到 q-文件，即解算结果。四 精度评估（1）GPS常用评价站坐标精度的指标是多

20、时段基线重复性和多时段坐标重复性。 基线重复性计算模型： （5.1）上式中为观测时段，为基线s的重复性统计值，为第时段基线s的中误差，为第时段基线解算结果，为总的时段数，为基线结果的加权平均值。有 （5.2）基线结果的评价还以基线长度与误差的关系来衡量，有两种形式： （5.3） （5.4）这里的a、b、c、d四个参数可以根据基线长度和它的重复性统计值拟合出来。也有以基线的三个分量分别检验它的重复性的，这三个分量是南北分量、东西分量和高程分量。计算公式与基线重复性的公式（5.1）相同，只是用基线分量代替基线长度而已。坐标分量重复性计算模型也与（5.1）相同，只是用坐标分量和坐标分量中误差代替基线

21、长度和基线长度中误差计算而已。（2）通过天空图评定精度如上图：同一个地点在各个的时间段有高残差预示着存在多路径效应。如上图：同一个地点在特定的时间段有高残差预示着存在水波折射。（3）通过相位与高度角评定精度如上图，错误：整体趋势线在有的高角度离开蓝色线，表明错误引用了天线相位模型，或卫星信号受到了电磁干扰。如上图，正常情况下：红色整体趋势线平顺，在蓝色线上下均匀波动。（4）查看qexpta文件：qexpta.doy-Adjust正常Adjust 不等于0，若等于0，则该测点未参与计算。（5）通过基线标准差、相关系数评定精度正常NE 1cm ,U 3cm ,则数据质量有问题。（6）通过qexpta.doy-nrms评定精度标准均方根nrms解算结果为0.25左右；若是nrms大于0.5，表明处理结果是有问题的（例如：周跳没有修复；测站的起算点坐标有问题等）；若是nrms小于0.5，则认为成功解算，否则需要检查原因，重新处理。