TEQC在GPS数据预处理中的应用

TEQC在GPS数据预处理中的应用

田云锋1，2

（1. 中国地震局地壳应力研究所，北京 100085；2. 中国地震局地质研究所，北京 100029）

摘要 TEQC是由美国UNAVCO开发的GPS预处理工具软件，广泛应用于数据格式转换、数据完备性检查、元数据编辑等。本文介绍了TEQC的主要功能及其在GPS数据管理系统中的应用，并利用TEQC对中国WHUN、BJFS等GPS台站的数据进行了分析，获取了数据质量、GPS接收机和天线性能等指标，对于今后GPS连续观测站的建设具有指导意义。

关键词TEQC；GPS；数据预处理；接收机测试；质量检查

1 引言

目前市场上测量型GPS接收机种类繁多，包括Leica、Trimble、Ashtech、Javad等多个品牌。各个厂商都制定了针对自己产品的数据存储格式，虽然各厂家都提供工具（如Trimble的Dat2rin）将各自的格式转换为通用的RINEX格式（Receiver INdependent EXchange format，即与接收机无关的交换格式），但其使用较繁琐，要求操作人员对各个软件都比较熟悉，也不容易实现批处理，而这一功能对海量GPS数据管理自主运行系统来说尤为重要。为此，UNAVCO开发了TEQC （Translating， Editing and Quality Check）软件[1]，该名称来源于其具有的各项功能：转换（Translating）、编辑（Editing）、质量检查（Quality Check）。TEQC已成为多个IGS（Internal GNSS Service）数据中心的质量核检工具，能够及时发现数据问题。

TEQC的前身QC（Quality Check）程序是用Fortran编写的，移植性较差，后来UNAVCO用C语言重写了全部代码，目前仅免费提供可执行程序[2]。TEQC是一个命令行工具，能够运行在多种操作系统上，包括Unix、Linux、MacOS以及Windows的DOS等，其运行语法为：

teqc {options} [file1 [file2 [...]]]

其中，{options}为控制参数，参数前面标“-”表示是输入参数，“+”表示为输出参数，各参数可以预先写入一个文本文件，在调用teqc时指定。teqc的缺省输出设备为标准输出，可与管道（|）或重定向（>、>>）等结合起来使用，控制其结果的输出位置。

本文就TEQC的主要功能作简单介绍，并探讨其在GPS接收机测试中的应用。

2 格式转换

2.1 常用的GPS数据存储格式

常见的一般有三种数据：观测数据（OBServation data，简写OBS，为接收机记录的伪距、相位观测值）、导航数据（NAVavigation data，简写NAV，记录卫星实时发布的广播星历）和气象数据（METerological data，简写MET，记录气象仪器观测的温、压、湿度状况）。目前各类数据都以RINEX格式存储。

RINEX最早在1989年提出，经历了1.0和2.0版，后来又对2.0进行了修改，形成了2.10、2.11和2.20。2.11中包含了对L2C的支持，并增加了Galileo的代码。当前广泛使用的是RINEX 2.10。RINEX文件的命名规则为ssssdddf.yyt。其中ssss为台站名；ddd为年积日（Day of Year）；f为文件在当天中的序列号，如果为0则表示全天，小时文件以a-x字母表示；yy是年；t是数据类型（o表示观测数据，n

表示导航数据，m表示气象数据）。需要注意的是，RINEX采用世界协调时（UTC）时间，要与当地时间区别开。RINEX为ASCII文本文件，常以ZIP格式进行压缩（后缀名为“.Z”），以便于存储和传输。

目前IGS数据中心已采用Hatanaka RINEX格式来存储所有GPS观测数据，是一种“压缩”RINEX格式，其文件名类型字母为d（不是o），能够压缩25-30%的大小，从而降低了网络传输负荷和存储空间。日本国土地理院的Yuki Hatanaka提供工具软件crx2rnx / rnx2crx （ftp：//terras.gsi.go.jp/software/，IGSMAIL-5611）可以在Hatanaka RINEX和标准RINEX格式之间转换。

2.2 利用TEQC进行格式转换

在TEQC的开发过程中，众多GPS接收机厂商提供了有关各自原始数据格式的信息，使得TEQC能够将多种接收机记录的原始二进制数据转换为RINEX格式：Trimble、Javad、Topcon 、Ashtech、Leica、Navcom 等。例如，要将Trimble的DAT文件转换为RINEX格式，可以使用：

teqc –tr d bjfs0010.dat > bjfs0010.06o

其中“>”表示重定向，或者采用“+obs outname”来指定输出文件。TEQC目前不能直接转换Trimble 的T00格式，需要利用R-utility中的runpk00工具先将T00文件转换为DAT格式再进行处理。针对具体接收机格式的参数可以参见TEQC的帮助（teqc +help）。为了实现批处理，可以利用UNIX/Linux Shell 编写脚本，自动进行数据格式转换，降低了操作人员的劳动强度，提高了效率。在转换过程中，还可以同时进行数据的编辑。通常采用的Shell有Bourne Shell和C Shell。一个简单的例子为：

#!/bin/sh

…

foreach file in `ls ${path}/*.dat`； do

ofile=${opath}/`basename ${file}`.${yr}o #输出文件名

teqc –tr d $file +obs ${ofile} #转换

done

TEQC的缺省输出格式为RINEX version 2.XX （2.10），其它格式可以在运行时指定。

3 数据编辑

3.1 修改现有RINEX文件的头信息

利用TEQC可以方便地修改RINEX文件的元数据（或叫头信息），针对不同类型的数据（观测、导航、气象）可以使用相应的参数。以“-O.”开头的是观测相关的选项，包括接收机、天线、台站、时间等信息；以“-N.”开头的是导航数据相关的选项，与电离层、时间等参数有关；以“-M.”开头的是与气象数据有关的选项，涉及时间和台站信息等。主要的控制参数参见下表。

表1 TEQC编辑头信息的主要控制参数