GAMIT-GLOBK入门介绍及应用.ppt

GAMIT/GLOBK入门介绍及简单应用黑龙江第一测绘工程院赵忠海zzh_2012-4-61国测二大队2012-4-62国测二大队1、GAMIT/GLOBK介绍GAMIT/GLOBK是个综合的GPS分析软件包，由MIT、CfA、SIO联合开发，用于估计测站坐标、速度、震后形变分析或解释、大气延迟、卫星轨道、地球自转参数。当前版本是10.40，每半月或更短时间更新非商业的自由软件运行在任何支持X-Windows的UNIX系统当前软件资助主要来自美国国家科学基金2012-4-63国测二大队1、GAMIT/GLOBK介绍主流高精度GPS处理软件(A、B级GPS网)：GAMIT/GLOBK(美国麻省理工学院MIT)GIPSY/OASIS(美国喷气动力实验室JPL)Bernese(瑞士伯尔尼大学)国内以GAMIT/GLOBK为主GAMIT+CosaGPS2012-4-64国测二大队2、GAMIT/GLOBK申请http:/www-gpsg.mit.edu/simon/gtgk/index.htm发邮件给RobertKing博士：rwkchandler.mit.edu邮件内容包括：姓名，地址，电话，单位的传真号2012-4-65国测二大队2、GAMIT/GLOBK申请2012-4-66国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装2012-4-67国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装编译环境：UnixsystemX11,C、Fortran（GCC4.2或更高，除了4.3.0）编译器,GMT绘图软件，csh推荐采用openSUSE（安装系统时指定安装gfortran）正式安装(以下操作均在安装目录下)I.编辑Makefile.config2012-4-68国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装2012-4-69国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装II.修改安装脚本可执行属性chmod+xinstall_softwareIII.执行./install_software(采用默认即可)2012-4-610国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装IV.安装完成后，会在用户根目录下创建链接gg,然后添加环境变量(用户根目录的.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=HLJ2012-4-611国测二大队3、GAMIT/GLOBK安装V.编辑完.bashrc文件后，需要执行source.bashrcVI.下载海潮模型otl_FES2004.grid并链接到gg/tables下otl.grid在everest.mit.edu下载，约730MVI.运行例子验证安装正确性2012-4-612国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程I.工程规划u参与解算的测站u时间段(年积日)u采用间隔u卫星截止高度角u中国大陆IGS站9个（wuhn、shao、chan、bjfs、kunm、guao、urum、lhaz、xian），台湾IGS站2个(tnml、twtf)2012-4-613国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程II.更新gg/tables(表能覆盖处理数据时段)2012-4-614国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程III.建立工程目录广播星历/brdc、精密星历/igs、观测o文件/rinex广播星历:文件名需要以brdc开头的N文件（全部卫星轨道参数）:sh_get_nav1ftp:/garner.ucsd.edu/pub/rinex/YYYY/DOY/(以auto开头的文件，下载后改为brdc开头)2ftp:/cddisa.gsfc.nasa.gov/pub/gps/data/daily/YYYY/brdc/（以brdc开头）3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/YYYY/DOY/（以brdc开头）IGS连续站o文件:sh_get_rinex1ftp:/garner.ucsd.edu/pub/rinex/YYYY/DOY/（d文件，下载后用crx2rnx解压）2ftp:/cddisa.gsfc.nasa.gov/pub/gps/data/daily/YYYY/DOY/YYo/3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/YYYY/DOY/（d文件，下载后用crx2rnx解压）精密星历sp3文件：sh_get_orbits(IGS:1320天；IGR:17小时；IGU:每天4次3-9-15-21)1ftp:/garner.ucsd.edu/pub/products/wwww/2ftp:/cddisa.gsfc.nasa.gov/pub/gps/products/WWWW/3ftp:/igs.ensg.ign.fr/pub/igs/products/WWWW/2012-4-615国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程III.建立工程目录运行sh_setup命令链接tables文件夹2012-4-616国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程III.建立工程目录需要注意的问题uo文件名需要小写，并且内容格式符合UINX文件名改小写：sh_casefold-dird-files*格式转UNIX:sh_dos2unix*IV.制作准备文件3个测站相关文件：测站列表sites.defaults,测站信息文件station.info,测站近似坐标文件lfile.3个处理控制文件：process.defaults(目录信息等)，sittbl.(坐标约束),sestbl.(具体处理模型等配置)2012-4-617国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（sites.defaults）2012-4-618国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（station.info）u测站编号、测站名、开始观测时间、结束观测时间、天线高、天线量测方法、接收机类型、软硬件版本号、天线类型等信息。u提取观测o文件的头信息，自动生成station.info命令:sh_upd_stnfo-files*.*o(执行命令前，需要在RINEX目录中预先提供一个带格式的station.info文件)u测站编号提取自文件名，测站名提取自头信息2012-4-619国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（lfile.）u测站近似坐标文件（越精确解算结果越好）u生成方式：1sh_rx2apr-siteo文件提取头信息中近似坐标时;2sh_rx2par-siteo文件-navn文件进行单点定位svpos;3sh_rx2apr-siteo文件-navn文件-ref已知坐标测站的O文件-apr已知测站坐标的坐标列表文件进行双差定位svdiff2012-4-620国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（lfile.）2012-4-621国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（process.defaults）u指定计算环境，内部和外部数据、采样间隔，指定归档结果等。2012-4-622国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（sittbl.）u测站的精度控制，高精度的已知坐标强约束，待求点坐标松弛约束2012-4-623国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（sestbl.）u处理时采用的模型等2012-4-624国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（sestbl.）uChoiceofExperiment=BASELINE;（基线处理类型）BASELINE：固定轨道并在GAMIT处理中和输出h-文件时忽略轨道参数RELAX：松弛解，合并全球IGSh文件需要2012-4-625国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程IV.制作准备文件（sestbl.）uChoiceofObservable=LC_AUTCLN；（控制观测值使用和模糊值解算）LC_AUTCLN：采用宽相模糊值并用伪距在autcln中解算对于小于几公里的基线，用L1和L2独立载波相位观测值（L1,L2_INDEPENDENT）或者仅用L1（L1_ONLY），相比用无电离层组合（LC_HELP）可以减少噪声水平。2012-4-626国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程V.基线解算sh_gamit-s2008275279-exptc008-noftpsh_gamit.logu参数：-dyrdays要处理的日期，年，年积日，例如：1997153156178（处理1997年的153天、156天和178天的数据）-syrd1d2d1和d2是要处理的开始和结束的年积日，例如：1997153178（处理1997年从153天到178天的数据）2012-4-627国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程V.基线解算u参数：-expt4个字符表示要处理的工程名字-netextchar添加网名后缀到天目录。例如035r-yrext给日目录添加个年前缀。例如:1997_053-noftp不连接ftp下载文件2012-4-628国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程V.基线解算u结果：sh_gamit_doy.summary2012-4-629国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程V.基线解算u结果：qexpta.doy,oexpta.doy,hexpta.yrdoy2012-4-630qexpta.doy:解算解算记录oexpta.doy为qexpta.doy的的简略版略版hexpta.yrdoy：协方方差矩差矩阵、参数平差、参数平差值国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程VI.平差处理u重复性检验sh_glred-s20040512004052-exptscal-optHGEsh_glred.logH:运行htoglb，把文件文件转换为二进制文件G：运行glred合并文件E：绘图2012-4-631国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程VI.平差处理u重复性检验2012-4-632国测二大队4、GAMIT/GLOBK处理流程VI.平差处理uGLOBK平差(在vsoln目录下)ls./glbf/h*glxscal.gdlglred6globk_comb.prtglobk_comb.logscal.gdlglobk_comb.cmd（最终结果：globk_comb.org）sh_plotcrd-fglobk_comb.org-slong-res-o1-vert-col1（绘图）globk6globk_vel.prtglobk_vel.logscal.gdlglobk_vel.cmd2012-4-633国测二大队5、实例演示2012-4-6346个个IGS站的站的3天数据天数据国测二大队大地测量基础概述1大地测量定义2大地坐标系3大地控制网2012-4-635国测二大队一、大地测量定义为研究地球形状及表面特性进行的测量工作。经典大地测量学是把地球假设为刚体不变，均匀旋转的球体或椭球体，并在一定范围内测绘地球和研究其形状、大小及外部重力场。现代大地测量特点：u长距离、大范围u高精度u动态、快速2012-4-636国测二大队二、大地坐标系北京54坐标系前苏联1942年普尔科沃坐标系的在我国的延伸。50年代初，苏联远东一等锁与我国一等锁相接。主要特点：（1）采用克拉索夫斯基椭球a=6378245m=1/298.3；（2）大地原点在前苏联的普尔科沃；（3）大地点高程以青岛验潮站1956年黄海平均海水面为基准；（4）参心大地坐标系。北京54坐标系在全国的测绘生产中发挥了巨大的作用。15万个国家大地点以及数十万个军控点、炮控点、测图控制点均按此坐标系统计算。以1954北京坐标系为基础的测绘成果和文档资料，已应用到经济建设和国防建设的许多领域。2012-4-637国测二大队二、大地坐标系北京54坐标系主要缺点：（1）克拉索夫斯基椭球参数同现代精确确定的椭球参数相比，长半轴约大108m（与GRS80比较）；（2）只涉及两个几何性质的椭球参数（长半轴、扁率），满足不了当今理论研究和实际工作中所需的描述地球椭球的四个基本参数（长半轴，地球重力场二阶带球谐系数，地心引力常数GM和地球自转角速度）的要求；（3）1954北京坐标系所对应的参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性倾斜，在东部地区高程异常最大达+65米，全国范围平均为29米；（4）定向不明确；(5)局部平差2012-4-638国测二大队二、大地坐标系西安80坐标系主要特点：（1）参心大地坐标系；（2）采用既含几何参数又含物理参数的4个椭球基本参数。数值采用1975年国际大地测量与地球物理联合会（IAG）第16届大会的推荐值。（4）定向明确。地球椭球的短轴平行于由地球质心指向JYD1968.0的方向，起始大地子午面平行于我国起始天文子午面;（5）大地原点在我国中部地区，推算坐标的精度比较均匀，位于陕西省泾阳县永乐镇，在西安市以北60公里，可简称西安原点。（6）1980国家大地坐标系建立后，用它计算了全国天文大地网整体平差近5万个点的成果。（7）椭球面与我国大地水准面密合较好，全国平均差值由1954北京坐标系29m减至10m，最大值出现在西藏西南角，全国广大地区多数在15m以内。（8）整体平差主要问题：只提供二维坐标；椭球定位没有顾及国土1/3面积的海域；2012-4-639国测二大队二、大地坐标系2000国家坐标系（CGCS2000）参考框架：ITRF97参考历元：2000.02000椭球（GRS80）与WGS84椭球的区别仅在扁率上微小差异（在赤道上仅差1mm），可以认为两个椭球实际上是一致的。CGCS2000坐坐标系是基于系是基于2000国家国家GPS网平网平差建立起来的地心坐差建立起来的地心坐标系系2008年7月1日正式启用2012-4-640国测二大队三、大地控制网国家天文大地网采用逐级控制、分级布设的原则，分一、二、三、四等，主要由三角测量法布设，在西部困难地区采用导线测量法。一等三角锁沿经纬线布设成纵横交叉的三角锁系，锁长200250km，一等三角锁内由近于等边三角形组成，边长2030km。2012-4-641国测二大队三、大地控制网国家天文大地网二等三角测量有两种布网形式：纵横锁系布网方案，全面布网方案。二等网的平均边长13km。由于一等锁的两端和二等网的中间，都要测定起算边长、天文经纬度和方位角，所以国家一、二等网合称为天文大地网，约5万个大地点。2012-4-642国测二大队三、大地控制网GPSA、B级网GPSA、B级网由国家测绘局组织观测。A级网由30个主点，22个副点组成；B级网由818个点组成，大部分重合了天文大地点，全部进行了水准连测。平差采用的坐标框架：ITRF93，历元：1996.365；点位地心坐标精度10-7量级。2012-4-643国测二大队三、大地控制网GPS一、二级网GPS一、二级网由总参测绘局布设，一级网44个点，除南海岛屿外，其余各点均为国家天文大地网点，同时也是水准点或与水准直接连测点。二级网有543个点，是一级网的加密，有200多个点与国家天文大地网点重合，所有点都进行了水准连测。平差的坐标框架:ITRF96,历元：1997.0；点位地心坐标精度10-8量级。2012-4-644国测二大队三、大地控制网中国地壳运动观测网络(网络工程；CMONOC)中国地壳运动观测网络是以全球卫星定位系统（GPS）观测技术为主，结合精密重力和精密水准测量构成的大范围、高精度、高时空分辨率的地壳运动观测网络，由基准网、基本网、区域网和数据传输与分析处理系统四大部分组成。2012-4-645由中国地震局、总参测绘局、国家测绘总局、中国科学院四单位于1998年开始布测。基准网点25个，基本网点56个，区域网点1000个；平差坐标框架ITRF96，历元1998.680；点位地心坐标精度总体优于10-8量级。国测二大队三、大地控制网中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)由中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局、中国气象局和教育部共同申报、共同建设的“中国陆态网络工程”项目.该监测网络建设工程是在中国地壳运动观测网络的基础上，新建233基准站和1000个基本站、同时升级改造原有的27基准站、1个国家数据中心和5个数据共享子系统（升级2个、改造3个）以及相关观测设备和软件系统构成的国家科技基础设施平台。2012-4-646中国陆态网络建成后，我国将拥有260个基准站、55个基本站、2000个区域监测站。2012年3月2日在北京通过国家验收。国测二大队三、大地控制网2000中国大地坐标系(CGCS2000)实现分3个层次实现：第一层次为CGCS2000连续运行GPS网.我国维持CGCS2000主要依靠连续运行GPS观测站,它们是GPS2000的骨架,其坐标精度为毫米级,速度精度为1mm/a.第二层次为“2000国家GPS大地控制网”,包括中国全部领土和领海的高精度GPS网点,即全国GPS一、二级网、国家GPSA,B级网、地壳运动监测网和地壳运动观测网络工程网,共约2500多点,它是在国际IGS站以及中国地壳运动观测网络工程网点的控制下经联合平差组成.其三维地心坐标精度约为3cm.2012-4-647国测二大队三、大地控制网2000中国大地坐标系(CGCS2000)实现分3个层次实现：2012-4-648第三层次为全国天文大地控制网(约有5万点).它是CGCS2000的加密框架.它由全国天文大地网与2000GPS控制网联合平差后的网点坐标体现,三维点位误差约为0.3m,大地高误差不超过0.5m.国测二大队