TEQC在GNSS数据预处理和质量评定

摘要：介绍了TEQC 对GPS 原始观测数据进行格式转换、数据编辑和质量检查的基本方法。并结合实例探讨了TEQC 对数据质量评定的分析思路。

关键字：TEQC、数据预处理、格式转换、质量检查

Applications of TEQC to GNSS Data Pre-processing and Checking

Abstract：This paper discussed the method of TEQC for data format translation, data editing and quality checking of GPS observation data. And some examples are analyzed.

Key words：TEQC; data pre-processing; format translation;

中图分类号：C37 文献标识码：A

TEQC ( Translation、Editing、and Quality Checking)是由UNAVCO为地学研究GPS 监测站数据管理服务研制的GPS/ GLONASS 数据预处理软件，其主要功能有格式转换、编辑和质量检核。其中，格式转换可将许多不同厂家的GPS 接收机观测(二进制) 文件转换为RINEX 文件，也可以在RINEX文件的不同格式之间转换；编辑功能可用于RINEX文件字头块部分，也可进行数据文件的任意切割与合并、观测值类型的删减、卫星系统的选择及特定卫星的禁用；质量检核可以反映出GPS 数据的电离层延迟、多路径影响、接收机周跳、卫星信号信噪比等信息，并实现了可视化。该软件主要包括三个功能模块：数据格式转换、RINEX 数据编辑、数据质量检查。这三个模块相互独立，互不影响；既可以单独使用其中一个模块，也可以组合使用。TEQC可以实时诊断操作的完好性，并向用户提供错误提示；使用存储空间小，对硬件系统要求低，适用环境广

根据最新版本的TEQC软件的附带说明中可知，该软件目前支持Linux x86、

Solaris、HP-UX 10.20 and higher (PA-RISC platforms)、DEC Digital-UNIX OSF1 V4.0 、IBM AIX 、SGI IRIX 、Macintosh OSX 、Microsoft (95/98/NT/2000/XP)几类操作系统，以下均以Windows XP系统下的操作作为范例进行说明。

一、数据格式转换

TEQC 可将许多不同型号 GPS 接收机采集的不同类型观测 (二进制) 文件转换为标准的 RINEX 格式文件，也可以在RINEX 文件的不同版本格式之间转换。TEQC能够支持多种数据格式，比较常用的格式有：

Trimble接收机下载的*.dat文件格式。

Trimble RS-232 RT17 数据流文件格式。

Ashtech下载文件格式（B-文件、E-文件、S-文件和D-文件）。

Ashtech RS-232实时数据流文件格式。

Ashtech R-文件、U-文件。

ConanBinary数据格式。

TurboBinary 数据格式。

Leica LB2、MDB、200/300 DS数据格式。

以Trimble *.dat文件格式转换为Rinex标准格式为例其使用的命令语句为：

TEQC -tr do –week **** + NAV result.**n +met result.**m source.dat > result.**o

其中，-tr 表示接收机类型为Trimble； do：是-tr的参数，表示是下载（Download）的文件，o表示用户所感兴趣的是o文件（标准输出）；

-week ****：是GPS周；可以用GPS周表示，也可以用YYYY：MM：DD表示，也可用YYYY：DOY；其中，“：”符号可以用“/”表示；

+ nav result.**n：表示用户也希望输出N文件；

+ met result.**m：表示用户也希望输出M文件，但需要提供MET文件；

source.dat：是标准输入文件；

result.**o：是标准输出文件。

2.1GPS/GLONASS卫星数据的分隔

目前大部分GNSS接收机可以同时记录GPS和GLONASS的数据。分隔两个星座数据的命令为：

teqc –R source.**o > GPS.**o

teqc –G source.**o > GLONASS.**o

2.2 RINEX格式验证及标准化

RINEX格式验证及标准化的基本命令为：

teqc source.**o

teqc source.**o > result.**o

可选择使用+v(verify) 选项验证RINEX格式版本，该方法具有不输出标准格式，执行速度快；输入文件为多个时，防止文件整合；执行后，输出验证信息；的特点。其命令格式为：

teqc +v source.**o

teqc +v source1.**o source2.**o source3.**o

验证同类型多个文件的格式时，后面文件的时间标示要在前面文件的后面，否则给出提示：

E:\TEQC>teqc +v test.03o temp.txt

teqc: test.03o readable as RINEX V.2.10 format

teqc: failure to read " 03 11 24 6 0 45.0000000 0 8G 1G 2G 3G27G13G15G16G31" on line 20 of "temp.txt"

(current epoch preceeds last epoch) ... exiting

命令为：

teqc –O.mo monument source.**o >result.**o

将source.**o文件中的点名改为monument，输出文件为result.**o

O文件头部分常用的设置有：

–O.rn：点名

–O.mn：测站编号

-O.at：天线类型

-O.an：天线编号

-O.rt：接收机类型

根据IGS标准约定：接收机类型共20位，格式为：“仪器公司名+space+模型名”eg：“TPS HIPER-GD”。而TEQC命令行中是不能连续出现非参数选项，则修改接收机类型时要加引号：

teqc –O.rt “TPS HIPER-GD” source.**o > result.**o

-O.int：采样率间隔

+O.c：追加注释行记录

使用TEQC进行数据处理过程中，有一些手段可以是提高作业效率：

（1）各种误差影响与卫星高度角有很大关系。随着卫星高度角的降低，信噪比也会降低，多路径效应、电离层影响都会加剧。因此应选取适当的高度截止角，尽量接收高纬度的卫星。

（2）刚开机时接收机所跟踪的卫星信号受各种误差影响严重，所以最初几个历元的数据应剔除。

（3）当误差影响严重时，可把数据设为可疑数据，在数据处理时作特殊标记。由上，通过曲线图的分析，我们可以快速、准确地分析各种误差对数据的影响，评定数据的质量。

三、质量检核

数据质量检查在GPS 实际工作中非常重要，只有及时有效地掌握数据质量情况，才能保证所采集数据的可靠性。TEQC 最重要功能之一是对观测数据进行质量检查，可用于检查双频GPS 接收机的动态和静态数据的质量。它根据伪距观测值和载波相位观测值的线性组合来进行GPS数据中的误差估计，可以反映出GPS数据的电离层延迟、多路径影响、周跳、卫星信号信噪比等信息，并且实现了可视化。

质量检核有2种模式：lite模式和full模式。lite模式需要的文件是O文件，其命令为：

teqc +qc source.**o

生成的文件有7个：*.**S, *.iod, *.ion, *.mp1, *.mp2, *.sn1, *.sn2。

full模式需要的文件是O文件和N文件其命令为：

teqc +qc source.**o

生成的文件有9个：*.**S, *.iod, *.ion, *.mp1, *.mp2, *.sn1, *.sn2, *.azi, *.ele。

各文件用途为：

**.ion L1-L2电离层延迟；

**.iod 电离层延迟的变化率；

**.mp1/**.mp2 L1 上的C/A码或P码多路径观测误差和L2上的P码多路径观测误差；

**.sn1/**.sn2 L1/L2观测值的信噪比；

**.ele 卫星的高度角；

**.azi 卫星的方位角。

分析结果文件是S文件。其中，S文件分为短报告和长报告两块。短报告给出了一个卫星绘制图，以及一个summary列表。长报告给出的是系统设置参数的情况和具体的分析内容。

如果数据发生了周跳，那么需要首先进行周跳的探测和修复。TEQC 是根据Mp1、Mp2 进行多路径分析，思路是对最近20 min 观测数据求得的Mp1、Mp2 求平均值，把该平均值去掉后作为M1、M2 波动的结果，一般认为多路径是以5 min~10 min 为周期变化，因此结果虽然不是多路径效应的实际值，但能够反映其变化情况。运用TEQC 软件对观测数据进行质量检查的常用命令如下：

>teqc +qc +sym -nav N-file O-file

其中，+sym 参数可以得到所有可能出现的标记符号及其注释列表的内容说明。运行后将生成多个结果文件，其中对我们最有用的是后缀名为S的文件，在此文件可以查看数据的采集时间长度、数据采样率、观测期间多路径影响、数据利用律、数据周跳等大量信息。在S文件中我们可以直接查看下列标记行数据信息。

另外，在生成的结果文件中除了S 文件外，还有azi 文件、ele 文件、iod 文件、ion 文件、MP1 文件、L2载波多路径误差MP2 文件、sn1 文件、sn2 文件、L1 载波伪距观测值pl1 文件、L2 载波伪距观测值pl2 文件，这些文件可以通过UNAVCO 的QCVIEW 软件进行图像上直观地分析数据的质量检查结果。

四、结语

面对当前众多不同GPS 接收机类型、数据种类和格式的形势，统一管理数据，及时有效地检查数据质量将是GPS 用户面临的关键问题。运用TEQC 软件进行GPS 数据质量检查，操作简单，参数控制方便，利用视图可以直观地分析GPS 数据质量的优劣。与其他同类软件相比，其具有过程简单、功能强大、评估快速的优点。目前，此软件在国家测绘局GPS 跟踪站及城市CORS 跟踪站的数据质量检查中得到应用，同时在工程项目中也得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]葛帅,刘立,邱健状.TEQC 求解多路径的应用与分析[J] 全球定位系统2008.(06).

[2]古伟洪,田鹏波,王振辉.运用TEQC软件对GPS数据的预处理与质量评定[J]全球定位系统2010.(06).

[3]吴文坛,张现礼,史进志.TEQC在河北CORS 系统站点环境检测中的应用[J].地理空间信息. 2009,(06).