GPS控制网数据预处理系统研制
- 格式：pdf
- 大小：187.98 KB
- 文档页数：3
数据中的周跳、粗差和由于特殊的观测误差引起的观测噪声，净化观测数据，为提高基线解算和定位的精度创造条件。
１、系统的总体结构
ＧＰＳ数据预处理系统是根据ＧＰＳ观测数据预处理理论，对ＧＰＳ原始观测数据进行周跳的探测和修复、粗差剔除和观测值噪声消除，及时发现并消除观测数据中的误差，对观测数据进行净化，为ＧＰＳ控制网数据的进一步处理提供服务的数据前处理系统。
系统的总体结构如下图１所示：
ＧＰＳ控制网数据预处理系统研制
周保兴１ 贾克永２ 王旭３
１、山东交通学院 土木工程系 ２５００２３
２、中铁济南勘察设计咨询院有限公司工程勘察部测量技术室 ２５０００１３、山东省济宁市公路局公路工程总公司 ２５０００１
ＧＰＳ测量数据处理精度的高低，直接关系到ＧＰＳ定位技术在工程中的应用和发展。
而数据预处理是ＧＰＳ测量数据测处理中最重要的步骤，预处理的效果直接关系到数据处理成果的质量。
因此，建立一个能够对ＧＰＳ观测数据进行“提纯”、“净化”的数据预处理系统，对于提高ＧＰＳ的定位精度，特别是在恶劣的观测条件下的定位精度，促进ＧＰＳ定位技术能在更加广泛的领域内应用具有较高的现实意义。
该系统的成功开发能够消除观测
２、系统主要功能
由系统的结构知系统分成ＧＰＳ数据的粗差剔除、周跳的探测和修复、观测值噪声的消除、卫星位置的确定和卫星轨道方程的标准化几大模块。
而观测数据文件和导航数据文件的读取、接收机数据的下载、数据格式的转换、处理结果的输出则为系统核心的补充、延展和支持。
２．１ 系统总控
系统总控建立系统各部分的联系，提供系统主菜单及选单功能，控制系统各部分的协调运行。
系统总控的功
能包括：⑴编制系统选单；⑵控制系
图１ “ＧＰＳ
控制网数据预处理系统”总体结构框图
统的输入、输出流程；⑶控制系统与外部的通讯；⑷协调系统内各模块的传输；⑸提供完善的人机交互界面等。
２．２ ＧＰＳ观测数据周跳的探测和修复
周跳是载波相位观测值中特有的问题，它是提高定位精度的一个限制性因素。
研究表明，未被探测的周跳将主要被整周模糊度参数及接收机位置改正参数所吸收，从而导致对这些参数的有偏估计。
因此，周跳的探测和修复是ＧＰＳ相位数据处理中不可缺少的重要组成部分。
只有消除了周跳的“干净”的相位数据，才能用于精密定位。
周跳的探测和修复是根据所采集到的观测数据，利用周跳探测的方法，确定周跳的发生的位置和周跳数。
２．３ ＧＰＳ观测数据的粗差剔除模块
（１） 删除观测时间短的卫星数据
在ＧＰＳ观测数据中，如果含有在开始观测不久就落下去或在结束观测前不久才升起来的卫星观测数据，表明该时段中卫星星座变化频繁，这些卫星数据由于观测时间短，卫星高度角小，信号的强度弱，大气层影响大，信噪比小，所以观测值的质量不高。
这时可将该星的观测值删除掉。
（２） 删除有连续间隔性周跳的卫星数据
如果卫星信号被遮挡或被其它的电磁波干扰，使卫星信号丢失，接收机跟踪中断。
而当卫星信号被重新锁定后，被测载波相位整周数却不再是连续的。
这种情况被称为整周跳变或周跳。
如果观测数据中出现连续间隔性周跳。
将会影响基线的解算质量，而这种连续间隔性周跳是无法修复的。
（３） 剔除观测数据中的粗差
除了上述的两种情况的卫星观测数据，由于具体的观测环境不同，虽然进行了周跳的探测和修复，但有可能存在由于其它的原因（例如多路径效应、电力层和对流层折射、卫星钟差
等）导致较大观误差。
对这些误差是可
以进行探测和修复的。
以上前两种现象造成的观测数据都
属于劣质观测值，在基线处理时都必
须删除。
观测值的粗差是可以进行探
测和修复的，在删除劣质观测数据和
修复观测值的粗差后，再选取同步观
测时间长，数据质量高的观测数据区
间进行基线解算，将会取得满意的处
理结果。
２．４ ＧＰＳ观测数据噪声的剔除
ＧＰＳ观测值受到多种误差源的影
响，偏差项包含有多种不同的偏差，
它们相互关联，并且随时间而变化。
在经过观测数据周跳的探测和修复、
粗差剔除、各种模型的改正后，消除
了观测值中含有的较大粗差和周跳，
然而由于改正模型本身存在误差以及所
获取的改正模型中所需的各参数也存在
误差，虽然在组成双差观测值的时候
可以消除一部分偏差，但仍将有一部
分偏差残留在双差观测值中。
这就产
生了ＧＰＳ观测值的噪声，在高精度的
ＧＰＳ定位中，这些噪声会对定位的结
果产生较大的影响，使其达不到所要
求的定位精度，所以要对观测值的噪
声进行进一步的“过滤”才能取得较
好的定位精度。
２．５ ＧＰＳ数据文件的读取
数据文件读取的功能是把ＧＰＳ接
收机接收到的导航数据、相位观测数
据、气象信息数据等文件读入内存，
并把其赋给相应的变量，以便在系统
中对其进行处理。
其功能包括：
（１）导航数据观测文件的读取；
（２）观测数据文件的读取。
２．６ 数据处理结果的输出
（１） 文本输出形式：文本信息输出
形式是指对各类ＧＰＳ观测数据进行变
换、分析以及运算后的结果以文本的
形式进行输出，以便对其进行进一步
的分析和计算。
（２） 可视化图形输出形式：可视化
图形输出形式是指对计算、分析的结果
以图形或表格的形式进行输出。
用户可
根据图形界面，更加直观地了解数据处
理的过程和结果。
２．７实用工具
要对ＧＰＳ观测数据进行处理，必
须对原始观测数据进行编辑、加工与
整理，分流出各种专用的信息文件。
图２ ＧＰＳ控制网数据预处理系统流程图
所以就需要数据的传输、数据分流和数据的格式转换工具。
（１）数据传输：将ＧＰＳ接收机记录的观测数据，传输到磁盘或其它的介质上，以提供计算机等设备进行处理和保存。
（２）数据分流：从原始记录中，通过解码将各项数据分类整理，剔除无效观测值和冗余信息，形成各种数据文件，如星历文件、观测文件和测站信息文件等，以供进一步处理。
（３）格式转换：为了将不同型号的接收机收集的数据进行统一处理，须将其转换成ＧＰＳ通用数据交换格式，即ＲＩＮＥＸ格式。
３、系统的流程图
ＧＰＳ数据预处理系统对ＧＰＳ原始观测数据进行周跳的探测和修复、粗差剔除和观测值噪声消除，及时发现并消除观测数据中的误差，对观测数据进行净化，以便提高ＧＰＳ基线解算的精度。
本系统的基本设计内容可概括为框图（见图２）。
４、结束语
ＧＰＳ控制网数据预处理系统是对ＧＰＳ观测数据进行净化的系统，对保证ＧＰＳ数据处理的精度和提高ＧＰＳ技术的应用范围有十分重要的作用。
目前，有关这方面的研究比较少。
本文的主要研究成果已经在ＧＰＳ数据处理得到初步应用，并取得了较好的效果。
ｄａｔ文件
④将此文件和公钥一起发给接收方。
３）验证文件内容的完整性、正确性和签名的真实性
①导入ｐｕｂｋｅｙ． Ｄａｔ及其它需要的文件
②用公钥ｐｕｂｋｅｙ验证签名Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｓｉｇｎＣｈｅｃｋ＝Ｓｉｇｎａｔｕｒｅ．ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（“ＲＳＡ”）；
ｓｉｇｎＣｈｅｃｋ．ｉｎｉｔＶｅｒｉｆｙ（ｐｕｂｋｅｙ）；ｓｉｇｎＣｈｅｃｋ．ｕｐｄａｔｅ （ｍｙｍｄ５．ｇｅｔＢｙｔｅｓ（） ）；
ｉｆ （ｓｉｇｎＣｈｅｃｋ．ｖｅｒｉｆｙ（ｓｉｇｎｅｄ） ）｛Ｓｙｓｔｅｍ．ｏｕｔ．ｐｒｉｎｔｌｎ（“验证通过”）；｝
ｅｌｓｅ
｛Ｓｙｓｔｅｍ．ｏｕｔ．ｐｒｉｎｔｌｎ（“验证失败”）；｝
４ 结束语
本文介绍的数字签名系统有较高的
安全性和可靠性，并确保信息在传输中的完整性和不可否认性等，相信随着网络安全技术的发展和完善，数字签名技术将具有更加广阔的发展前景。
５倍，而且ＯＦＤＭＡ的要略大于ＭＣ－ＣＤＭＡ，从而验证了前面的结论。
５ 结论
ＯＦＤＭＡ和ＭＣ－ＣＤＭＡ都是基于ＯＦＤＭ的新型多址技术，具有频谱利用率高，容量大的特点，本文通过二者与传统ＤＳ－ＣＤＭＡ的对比，进一步说明了其优越性。
随着通信技术的进一步发展，二者在移动通信中得到越来越多的重视，其应用必将会越来越广泛。
