GPS数据文件通用格式(rinex)转换

RINEX数据格式（一）

文章分类:综合技术

由于GPS 接收机类型多种多样, GPS 原始数据的数据处理是非常繁重而复杂的。RINEX 是英文“Receiver Independent Exchange Format”(接收机通用数据交换格式) 的缩写形式。为使GPS数据处理软件通用化, 同时验证所用算法的可行性, GPS数据需要首先转换为RINEX标准格式, 然后再设计与编制所需软件。在这种方式下, 一种软件能处理多种类型的GPS接收机所采集的数据。

美国德克萨斯大学应用研究实验室早期提出了一种标准的FICA文档格式，它的设计原则是尽可能保持接收机所收集数据的原始特征, 只将该数据的二进制码逐个转换为计算机的ASCII 码, 对数据本身不作任何处理。显然, 这种格式对数据库是理想的, 但对大量信息的存储和调用是繁杂的。此格式曾经用于CIGNET计划中。此后, 美国大地测量局开发了ARGO格式。它将不同型号接收机收集的数据重新进行格式化, 完全符合CIGNET计划的应用。但这种格式固定不变, 很难插入其它信息。

1989 年, 瑞士伯尔尼大学天文研究所为用于EUREF 计划, 提出了RINEX 格式草案。1989年3月, 在美国新墨西哥州举行的第五届国际卫星定位大地测量学术讨论会上, 成立了GPS交换格式的专题研究机构, 讨论了各种数据交换格式的差异。经过讨论决定, 形成了RINEX (版本1.0) 数据交换格式。1989 年8月在英国爱丁堡举行的国际大地测量协会上, RINEX格式被推荐为通用的测量GPS数据的标准交换格式。在随后一年半的应用中, RINEX 被证明为GPS数据交换的一种有效途径。

1990年9月5日, 在加拿大渥太华举行的第二届国际GPS精密定位学术讨论会上, 提出了RINEX 格式(版本2.0) 的建议。最后一次定稿是1993年3月在瑞士伯尔尼举行的IGS地球动力学学术讨论会上通过的。现在的RINEX格式经过多次的补充和修订, 已经成为GPS数据处理软件的一种标准输入格式。

通常的RINEX文件包括四种类型的ASCII码文件，它保证了不同计算机系统之间很容易地进行数据交换。这四种类型的文件分别是观测数据文件、导航数据文件、气象数据文件和GLONASS导航文件。每个文件都由一个字头块（HEADER SECTION）和一个包含实际数据的主体部分（DATA SECTION）组成。字头块中每行的第61～80列为字头标识符，这些标识符具有强制性，有关说明和例子中必须正确显示。这种格式通过在字头部分指示要存储的观测类型得到优化，以满足最小空间的需求。它与某一特定的接收机的不同观测类型无关，区最大程度是每个记录80个字节。

RINEX为纯ASCII码文本文件，其文件名有规定的命名方式：

ssssdddf.yyt

其中：ssss是以4个字母表示的测站名；

ddd为第一个观测历元的年积日（如1月1日为001）；

f为一天内文件的序号数，若f为0则表示当前日所有数据的观测数据文件；

yy是以两位数表示的年份，80～99表示1980～1999年，00～79表示2000～2076年；

t为文件类型，O为观测数据文件；

N为导航数据文件；

M为地面气象数据文件；

G为GLONASS导航数据文件。

应注意：在RINEX2.0以后版本的GPS数据文件中，时间均是以GPST（GPS时）计，而不是UTC时，也就是说GPS时与UTC时之间要差一个整数跳秒数。

另外，在RINEX2.0以后版本中不仅包含GPS观测数据，还包含有GLONASS或其他卫星系统的观测数据，因此定义“snn”来区分不同卫星系统的卫星：

s：卫星系统标识符，G或空白：GPS

R：GLONASS

T：Transit

M：Mixed GPS/GLONASS

nn：伪随即噪声吗（GPS），历书号（GLONASS），2位的运载卫星号（Transit）。

由于气象数据文件在绝大多数场合下并不通用，而GLONASS导航信息与GPS信息在内容上有很大不同，并且只能由GPS/GLONASS接收机获得，因此这里主要讨论观测数据文件和导航数据文件。