GAMIT/GLOBK入門介紹及簡單應用,黑龍江第一測繪工程院,趙忠海zzh_my,1,2,1、GAMIT/GLOBK介紹,GAMIT/GLOBK是個綜合的GPS分析軟件包，由MIT、CfA、SIO聯合開發，用于估計測站坐標、速度、震后形變分析或解釋、大氣延遲、衛星軌道、地球自轉參數。當前版本是10.40，每半月或更短時間更新非商業的自由軟件運行在任何支持X-Windows的UNIX系統當前軟件資助主要來自美國國家科學基金,3,1、GAMIT/GLOBK介紹,主流高精度GPS處理軟件(A、B級GPS網)：GAMIT/GLOBK(美國麻省理工學院MIT)GIPSY/OASIS(美國噴氣動力實驗室JPL)Bernese(瑞士伯爾尼大學)國內以GAMIT/GLOBK為主GAMIT+CosaGPS,4,2、GAMIT/GLOBK申請,/simon/gtgk/index.htm發郵件給RobertKing博士：郵件內容包括：姓名，地址，電話，單位的傳真號,5,2、GAMIT/GLOBK申請,6,3、GAMIT/GLOBK安裝,7,3、GAMIT/GLOBK安裝,編譯環境：UnixsystemX11,C、Fortran（GCC4.2或更高，除了4.3.0）編譯器,GMT繪圖軟件，csh推薦采用openSUSE（安裝系統時指定安裝gfortran）正式安裝(以下操作均在安裝目錄下)編輯Makefile.config,8,3、GAMIT/GLOBK安裝,9,3、GAMIT/GLOBK安裝,修改安裝腳本可執行屬性chmod+xinstall_software執行./install_software(采用默認即可),10,3、GAMIT/GLOBK安裝,安裝完成后，會在用戶根目錄下創建鏈接gg,然后添加環境變量(用戶根目錄的.bashrc)exportPATH=/home/zhao/programs/gamit/gamit/bin:/home/zhao/programs/gamit/kf/bin:/home/zhao/programs/gamit/com:$PATHexportHELP_DIR=/home/zhao/programs/gamit/help/exportINSTITUTE=HLJ,11,3、GAMIT/GLOBK安裝,編輯完.bashrc文件后，需要執行source.bashrc下載海潮模型otl_FES2004.grid并鏈接到gg/tables下otl.grid在下載，約730M運行例子驗證安裝正確性,12,4、GAMIT/GLOBK處理流程,工程規劃參與解算的測站時間段(年積日)采用間隔衛星截止高度角中國大陸IGS站9個（wuhn、shao、chan、bjfs、kunm、guao、urum、lhaz、xian），臺灣IGS站2個(tnml、twtf),13,4、GAMIT/GLOBK處理流程,更新gg/tables(表能覆蓋處理數據時段),14,4、GAMIT/GLOBK處理流程,建立工程目錄廣播星歷/brdc、精密星歷/igs、觀測o文件/rinex廣播星歷:文件名需要以brdc開頭的N文件（全部衛星軌道參數）:sh_get_nav1/pub/rinex/YYYY/DOY/(以auto開頭的文件，下載后改為brdc開頭)2/pub/gps/data/daily/YYYY/brdc/（以brdc開頭）3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/YYYY/DOY/（以brdc開頭）IGS連續站o文件:sh_get_rinex1/pub/rinex/YYYY/DOY/（d文件，下載后用crx2rnx解壓）2/pub/gps/data/daily/YYYY/DOY/YYo/3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/YYYY/DOY/（d文件，下載后用crx2rnx解壓）精密星歷sp3文件：sh_get_orbits(IGS:1320天；IGR:17小時；IGU:每天4次3-9-15-21)1/pub/products/wwww/2/pub/gps/products/WWWW/3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/products/WWWW/,15,4、GAMIT/GLOBK處理流程,建立工程目錄運行sh_setup命令鏈接tables文件夾,16,4、GAMIT/GLOBK處理流程,建立工程目錄需要注意的問題o文件名需要小寫，并且內容格式符合UINX文件名改小寫：sh_casefold-dird-files*格式轉UNIX:sh_dos2unix*制作準備文件3個測站相關文件：測站列表sites.defaults,測站信息文件,測站近似坐標文件lfile.3個處理控制文件：process.defaults(目錄信息等)，sittbl.(坐標約束),sestbl.(具體處理模型等配置),17,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（sites.defaults）,18,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（）測站編號、測站名、開始觀測時間、結束觀測時間、天線高、天線量測方法、接收機類型、軟硬件版本號、天線類型等信息。提取觀測o文件的頭信息，自動生成命令:sh_upd_stnfo-files*.*o(執行命令前，需要在RINEX目錄中預先提供一個帶格式的文件)測站編號提取自文件名，測站名提取自頭信息,19,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（lfile.）測站近似坐標文件（越精確解算結果越好）生成方式：1sh_rx2apr-siteo文件提取頭信息中近似坐標時;2sh_rx2par-siteo文件-navn文件進行單點定位svpos;3sh_rx2apr-siteo文件-navn文件-ref已知坐標測站的O文件-apr已知測站坐標的坐標列表文件進行雙差定位svdiff,20,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（lfile.）,21,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（process.defaults）指定計算環境，內部和外部數據、采樣間隔，指定歸檔結果等。,22,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（sittbl.）測站的精度控制，高精度的已知坐標強約束，待求點坐標松弛約束,23,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（sestbl.）處理時采用的模型等,24,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（sestbl.）ChoiceofExperiment=BASELINE;（基線處理類型）BASELINE：固定軌道并在GAMIT處理中和輸出h-文件時忽略軌道參數RELAX：松弛解，合并全球IGSh文件需要,25,4、GAMIT/GLOBK處理流程,制作準備文件（sestbl.）ChoiceofObservable=LC_AUTCLN；（控制觀測值使用和模糊值解算）LC_AUTCLN：采用寬相模糊值并用偽距在autcln中解算對于小于幾公里的基線，用L1和L2獨立載波相位觀測值（L1,L2_INDEPENDENT）或者僅用L1（L1_ONLY），相比用無電離層組合（LC_HELP）可以減少噪聲水平。,26,4、GAMIT/GLOBK處理流程,基線解算sh_gamit-s2008275279-exptc008-noftpsh_gamit.log參數：-dyrdays要處理的日期，年，年積日，例如：1997153156178（處理1997年的153天、156天和178天的數據）-syrd1d2d1和d2是要處理的開始和結束的年積日，例如：1997153178（處理1997年從153天到178天的數據）,27,4、GAMIT/GLOBK處理流程,基線解算參數：-expt4個字符表示要處理的工程名字-netextchar添加網名后綴到天目錄。例如035r-yrext給日目錄添加個年前綴。例如:1997_053-noftp不連接ftp下載文件,28,4、GAMIT/GLOBK處理流程,基線解算結果：sh_gamit_doy.summary,29,4、GAMIT/GLOBK處理流程,基線解算結果：qexpta.doy,oexpta.doy,hexpta.yrdoy,qexpta.doy:解算記錄oexpta.doy為qexpta.doy的簡略版hexpta.yrdoy：協方差矩陣、參數平差值,30,4、GAMIT/GLOBK處理流程,平差處理重復性檢驗sh_glred-s20040512004052-exptscal-optHGEsh_glred.logH:運行htoglb，把文件文件轉換為二進制文件G：運行glred合并文件E：繪圖,31,4、GAMIT/GLOBK處理流程,平差處理重復性檢驗,32,4、GAMIT/GLOBK處理流程,平差處理GLOBK平差(在vsoln目錄下)ls./glbf/h*glxscal.gdlglred6globk_comb.prtglobk_comb.logscal.gdlglobk_comb.cmd（最終結果：globk_）sh_plotcrd-fglobk_-slong-res-o1-vert-col1（繪圖）globk6globk_vel.prtglobk_vel.logscal.gdlglobk_vel.cmd,33,5、實例演示,6個IGS站的3天數據,34,大地測量基礎概述,大地測量定義大地坐標系大地控制網,35,一、大地測量定義,為研究地球形狀及表面特性進行的測量工作。經典大地測量學是把地球假設為剛體不變，均勻旋轉的球體或橢球體，并在一定范圍內測繪地球和研究其形狀、大小及外部重力場?，F代大地測量特點：長距離、大范圍高精度動態、快速,36,二、大地坐標系,北京54坐標系前蘇聯1942年普爾科沃坐標系的在我國的延伸。50年代初，蘇聯遠東一等鎖與我國一等鎖相接。主要特點：（1）采用克拉索夫斯基橢球a=6378245m=1/298.3；（2）大地原點在前蘇聯的普爾科沃；（3）大地點高程以青島驗潮站1956年黃海平均海水面為基準；（4）參心大地坐標系。北京54坐標系在全國的測繪生產中發揮了巨大的作用。15萬個國家大地點以及數十萬個軍控點、炮控點、測圖控制點均按此坐標系統計算。以1954北京坐標系為基礎的測繪成果和文檔資料，已應用到經濟建設和國防建設的許多領域。,37,二、大地坐標系,北京54坐標系主要缺點：（1）克拉索夫斯基橢球參數同現代精確確定的橢球參數相比，長半軸約大108m（與GRS80比較）；（2）只涉及兩個幾何性質的橢球參數（長半軸、扁率），滿足不了當今理論研究和實際工作中所需的描述地球橢球的四個基本參數（長半軸，地球重力場二階帶球諧系數，地心引力常數GM和地球自轉角速度）的要求；（3）1954北京坐標系所對應的參考橢球面與我國大地水準面存在著自西向東明顯的系統性傾斜，在東部地區高程異常最大達+65米，全國范圍平均為29米；（4）定向不明確；(5)局部平差,38,二、大地坐標系,西安80坐標系主要特點：（1）參心大地坐標系；（2）采用既含幾何參數又含物理參數的4個橢球基本參數。數值采用1975年國際大地測量與地球物理聯合會（IAG）第16屆大會的推薦值。（4）定向明確。地球橢球的短軸平行于由地球質心指向JYD1968.0的方向，起始大地子午面平行于我國起始天文子午面;（5）大地原點在我國中部地區，推算坐標的精度比較均勻，位于陜西省涇陽縣永樂鎮，在西安市以北60公里，可簡稱西安原點。（6）1980國家大地坐標系建立后，用它計算了全國天文大地網整體平差近5萬個點的成果。（7）橢球面與我國大地水準面密合較好，全國平均差值由1954北京坐標系29m減至10m，最大值出現在西藏西南角，全國廣大地區多數在15m以內。（8）整體平差主要問題：只提供二維坐標；橢球定位沒有顧及國土1/3面積的海域；,39,二、大地坐標系,2000國家坐標系（CGCS2000）參考框架：ITRF97參考歷元：2000.02000橢球（GRS80）與WGS84橢球的區別僅在扁率上微小差異（在赤道上僅差1mm），可以認為兩個橢球實際上是一致的。CGCS2000坐標系是基于2000國家GPS網平差建立起來的地心坐標系2008年7月1日正式啟用,40,三、大地控制網,國家天文大地網采用逐級控制、分級布設的原則，分一、二、三、四等，主要由三角測量法布設，在西部困難地區采用導線測量法。一等三角鎖沿經緯線布設成縱橫交叉的三角鎖系，鎖長200250km，一等三角鎖內由近于等邊三角形組成，邊長2030km。,41,三、大地控制網,國家天文大地網二等三角測量有兩種布網形式：縱橫鎖系布網方案，全面布網方案。二等網的平均邊長13km。由于一等鎖的兩端和二等網的中間，都要測定起算邊長、天文經緯度和方位角，所以國家一、二等網合稱為天文大地網，約5萬個大地點。,42,三、大地控制網,GPSA、B級網GPSA、B級網由國家測繪局組織觀測。A級網由30個主點，22個副點組成；B級網由818個點組成，大部分重合了天文大地點，全部進行了水準連測。平差采用的坐標框架：ITRF93，歷元：1996.365；點位地心坐標精度10-7量級。,43,三、大地控制網,GPS一、二級網GPS一、二級網由總參測繪局布設，一級網44個點，除南海島嶼外，其余各點均為國家天文大地網點，同時也是水準點或與水準直接連測點。二級網有543個點，是一級網的加密，有200多個點與國家天文大地網點重合，所有點都進行了水準連測。平差的坐標框架:ITRF96,歷元：1997.0；點位地心坐標精度10-8量級。,44,三、大地控制網,中國地殼運動觀測網絡(網絡工程；CMONOC)中國地殼運動觀測網絡是以全球衛星定位系統（GPS）觀測技術為主，結合精密重力和精密水準測量構成的大范圍、高精度、高時空分辨率的地殼運動觀測網絡，由基準網、基本網、區域網和數據傳輸與分析處理系統四大部分組成。,由中國地震局、總參測繪局、國家測繪總局、中國科學院四單位于1998年開始布測?；鶞示W點25個，基本網點56個，區域網點1000個；平差坐標框架ITRF96，歷元1998.680；點位地心坐標精度總體優于1