1、第六章第六章測繪程序設計測繪程序設計6-1 GPS常用數據格式簡介常用數據格式簡介一、一、NMEA-0183數據輸出格式數據輸出格式 計算機與計算機與GPS通訊進展數據傳送時，通訊進展數據傳送時，都采用異步串行傳送方式。都采用異步串行傳送方式。 GPS作為數據作為數據終端設備與計算機之間利用終端設備與計算機之間利用D型型RS232C電電纜接口進展數據交換。從數據傳輸的方式纜接口進展數據交換。從數據傳輸的方式來看，來看， GPS的輸出分為兩類：十進制的輸出分為兩類：十進制ASC碼和二進制碼。碼和二進制碼。 1、十進制、十進制ASC碼碼 GPS的一致規范格式的一致規范格式NMEA-0183輸出就輸

2、出就采用采用ASC碼。其格式定義如下：碼。其格式定義如下： 比特率比特率 4800 bit/s 數據位數據位 8 bit 奇偶校驗奇偶校驗 無無 開場位開場位 1bit 停頓位停頓位 1bitNMEA-0183每條語句的格式：每條語句的格式：符號（符號（ASCASC）定義定義HEXHEXDEXDEX說明說明$ $起始位起始位24243636語句起始位語句起始位aacccaaccc地址域地址域前兩位為識別符，前兩位為識別符，后三位為語句名后三位為語句名“，”域分隔符域分隔符2C2C4444域分隔符域分隔符dddddddddddd數據塊數據塊2A2A4242發送的數據內容發送的數據內容“* *”校

3、驗和符號校驗和符號后面的兩位數是校后面的兩位數是校驗和驗和hhhh校驗和校驗和校驗和校驗和/終止符終止符0D,0A0D,0A13,1013,10回車，換行回車，換行NMEA-0183NMEA-0183最常用的幾種格式是：最常用的幾種格式是： $ $* * *ALM GPSALM GPS歷書數據歷書數據 $ $* * *GGA GPSGGA GPS定位數據定位數據$ $* * *GSV GPSGSV GPS衛星外形衛星外形$ $* * *ZDA ZDA 日期和時間日期和時間$ $* * *BEC BEC 自當前點到航路點的方向和間隔自當前點到航路點的方向和間隔$ $* * *XTE XTE 偏航

4、距和支配方向偏航距和支配方向2 2、二進制碼、二進制碼 二進制碼是用兩個符號二進制碼是用兩個符號0 0和和1 1表示的編碼。表示的編碼。GPSGPS的原的原始觀丈量、星歷以及其他數據都采用了二進制碼。為始觀丈量、星歷以及其他數據都采用了二進制碼。為了滿足異步串行傳送數據的要求，每一組數據需包含了滿足異步串行傳送數據的要求，每一組數據需包含三個部分數據：字頭塊、數據塊和終了符。字頭塊包三個部分數據：字頭塊、數據塊和終了符。字頭塊包括電文的標志和語句名。數據塊包括電文中全部數據。括電文的標志和語句名。數據塊包括電文中全部數據。終了符包括校驗和回車換行符。終了符包括校驗和回車換行符。 各種各種GPS

5、GPS接納機的數據格式在總體構造上一樣，但接納機的數據格式在總體構造上一樣，但詳細采用的符號、內容、字長等略有不同，在編制軟詳細采用的符號、內容、字長等略有不同，在編制軟件之前，需知道次數據的詳細構造。件之前，需知道次數據的詳細構造。第六章第六章 二、二、RINEXRINEX數據格式數據格式 1989 1989年，瑞士伯爾尼大學天文研討所為用于年，瑞士伯爾尼大學天文研討所為用于EUREFEUREF方案，提出了方案，提出了RINEX(Receiver-Independent Exchange)RINEX(Receiver-Independent Exchange)格式草案，以建立全歐高精度大地格

6、式草案，以建立全歐高精度大地丈量控制網。丈量控制網。19891989年年3 3月在美國新墨西哥州舉行的第五屆國際衛星定位大地丈月在美國新墨西哥州舉行的第五屆國際衛星定位大地丈量學術討論會上，討論了各種數據交換格式的差別，并達成了成立專門機構量學術討論會上，討論了各種數據交換格式的差別，并達成了成立專門機構和編制和編制GPSGPS通用數據交換格式的協議。經過討論決議，以通用數據交換格式的協議。經過討論決議，以RINEXRINEX格式草案為藍格式草案為藍本進展修正，構成了本進展修正，構成了RINEX(ver1.0) GPSRINEX(ver1.0) GPS通用數據交換格式。通用數據交換格式。 19

7、89 1989年年8 8月在英國愛丁堡舉行的國際大地丈量協月在英國愛丁堡舉行的國際大地丈量協會會(1AG)(1AG)上和上和19901990年年9 9月在加拿大渥太華舉行的第二屆國際月在加拿大渥太華舉行的第二屆國際GPSGPS精細定位學術討論會上，都進展了詳盡的討論，構成了精細定位學術討論會上，都進展了詳盡的討論，構成了RINEX(ver2.0)GPSRINEX(ver2.0)GPS通用數據交換格式。最后一次定稿是通用數據交換格式。最后一次定稿是19931993年年3 3月在瑞士伯爾尼舉行的月在瑞士伯爾尼舉行的IGSIGS地球動力學學術討論會地球動力學學術討論會上經過的。以后，又經過了多次修訂

8、和補充，例如上經過的。以后，又經過了多次修訂和補充，例如19941994年年定義了多普勒和偽距校正，定義了多普勒和偽距校正，20192019年定義了突發事件時間校年定義了突發事件時間校正，正，20192019年添加了年添加了GLONASSGLONASS數據，和波長因子校正，數據，和波長因子校正，20192019年年重新定義了重新定義了GLONASSGLONASS導航電文的衛星鐘差參數以及導航電文的衛星鐘差參數以及RINEXRINEX緊緊縮文件的內容等。這樣，縮文件的內容等。這樣，RINEXRINEX格式就成為各廠商、學校、格式就成為各廠商、學校、研討單位在編制軟件時所采用的規范輸入格式。研討單

9、位在編制軟件時所采用的規范輸入格式。第六章第六章 RINEX格式是純格式是純ASCII碼文本文件。共包含碼文本文件。共包含4個文件：個文件： (1)觀測數據文件：觀測數據文件：ssssdddf.Yyo (2)導航文件：導航文件：ssssdddf.Yyn (3)氣候數據文件：氣候數據文件：ssssdddf.yym (4)GLONASS數據文件：數據文件：ssssdddf.YYg 其中：其中：ssss4個字母的測站名；個字母的測站名；ddd第一組數據的年積日；第一組數據的年積日；f當天的觀測期序；當天的觀測期序；yy年。年。第六章第六章 RINEX RINEX格式定義了格式定義了6 6種不同類型的

10、數據文種不同類型的數據文件，分別用于存放不同類型的數據件，分別用于存放不同類型的數據 觀測值文件觀測值文件(O)(O)用于存放用于存放GPSGPS觀測值觀測值 導航電文文件導航電文文件(N)(N)用于存放用于存放GPSGPS衛星導航電文衛星導航電文 氣候數據文件氣候數據文件(M)(M)用于存放測站處所測定的氣候用于存放測站處所測定的氣候數據數據 GLONASSGLONASS導航電文文件導航電文文件(G)(G)用于存放用于存放GLONASSGLONASS導航導航電文電文 GEOGEO導航電文文件導航電文文件(H)(H)用于存放在加強系統中搭用于存放在加強系統中搭載有類載有類GPSGPS信號發生器

11、的地球同步衛星信號發生器的地球同步衛星GEOGEO的的導航文件導航文件 衛星和接納機鐘文件衛星和接納機鐘文件(C) (C) 用于存放衛星和接納用于存放衛星和接納機時鐘信息機時鐘信息1、觀測數據文件、觀測數據文件字頭名稱字頭名稱 6l80列列說明說明格式格式RINEX VERSION/TYPE格式版本格式版本 (2)文件類型文件類型 O-觀測數據觀測數據定位系統定位系統 G-GPS R-GLONASS M-MIXEDI6，l4XA1，19XA1，19XPGM/RUN BY/DATE文件綱要名稱文件綱要名稱文件機構名稱文件機構名稱文件建立日期文件建立日期A20，A20，A20COMMENT建議建議

12、A60MARKER NAME測量點名稱測量點名稱A60MARKER NUMBER測量點編號測量點編號A20OBSERVER/AGENCY觀測員姓名觀測員姓名/機構機構A20，A40REC#/TYPE/VERS接收機編號接收機編號,型號和軟件版型號和軟件版本本3A20ANT#/TYPE天線編號，型號天線編號，型號2A20APPROX POSITION XYZ測量點概略坐標測量點概略坐標XYZ3F14.4rfw.m表表6.1觀測數據文件字頭塊闡明觀測數據文件字頭塊闡明續表續表1字頭名稱字頭名稱 6l80列列說明說明格式格式ANTENNA：DELTA H/E/N天線高天線高H 天線向東偏心天線向東偏

13、心E 天線向西天線向西偏心偏心N3F14.4WAVELENGTH FACT L1/2L1和和L2的波長因子：的波長因子：1：整周模糊度；：整周模糊度；2：半周模糊度；：半周模糊度；0：L1單頻單頻跟蹤衛星數跟蹤衛星數(最大為最大為7顆，超過顆，超過7顆重復顆重復記錄記錄)；PRN衛星編號衛星編號2I6 I67(3X，A1，I2)#/TYPES OF OBSERV文件中不同觀測類型數文件中不同觀測類型數觀測類型定義：觀測類型定義：L1，L2：L1，L2相位觀測量相位觀測量(cycle)C1：L1的的C/A偽距觀測量偽距觀測量(m)P1，P2：L1，L2P碼偽距觀測量碼偽距觀測量(m)D1，D2：

14、L1，L2的多普勒偽距觀測量的多普勒偽距觀測量(Hz)T1，T2：子午儀積分多普勒觀測量子午儀積分多普勒觀測量(cycle)實施實施AS后，改變后，改變L2和和P2，I69(4X，A2)INTERVAL觀測間隔觀測間隔(s)I6TIME OF FIRST OBS觀測開始時間觀測開始時間(年年,月月,日日,時時,分分,秒秒)時間系統：時間系統：GPS=GPS時間系統時間系統 GLO=UTC時間系統時間系統GPS/GLONASS中的缺省值：中的缺省值： GPS=純純GPS文件文件 GLO=純純GLONASS文件文件5I6，F12.66X，A3續表續表2字頭名稱字頭名稱 6l80列列說明說明格式格式

15、TIME OF LAST OBS觀測結束時間觀測結束時間(年年,月月,日日,時時,分分,秒秒)時間系統：時間系統：GPS=GPS時間系統時間系統 GLO=UTC時間系統時間系統GPS/GLONASS中的缺省值：中的缺省值： GPS=純純GPS文件文件 GLO=純純GLONASS文文件件5I6，F12.66X，A3LEAP SECONDS在在GPS/GLONASS中，自中，自1980年年1月月6日的跳秒日的跳秒I6#OF SATELLITES包含在文件中的衛星觀測數目包含在文件中的衛星觀測數目 I6PRN/# OF OBS衛星編號衛星編號如果多于如果多于9種觀測量，則重復記錄種觀測量，則重復記錄

16、3X，A1，I2，9I66X，9I6END OF HEADER字頭塊結束符字頭塊結束符60X表表6.2觀測數據文件數據塊闡明觀測數據文件數據塊闡明觀測記錄觀測記錄說明說明格式格式EPOCH /SATOrEVENT FLAG歷元：年，月，日，時，分，秒歷元：年，月，日，時，分，秒歷元標志歷元標志 0:正常；正常；1:歷元間中斷；歷元間中斷；l:特征標志特征標志當前歷元中衛星數目當前歷元中衛星數目當前歷元中衛星編號，如果超過當前歷元中衛星編號，如果超過l2顆，則另起一顆，則另起一行行(A1，I2)接收機鐘差接收機鐘差(s)如果超過如果超過12顆衛星，應用連續記錄顆衛星，應用連續記錄 如果特征標志如

17、果特征標志Epoch Flag l：則特征標志：則特征標志： 2：開始移動天線：開始移動天線 3：安置在新點位，移動結束：安置在新點位，移動結束 4：字頭信息：字頭信息 5：異常：異常(歷元太大歷元太大) 6：跳周記錄：跳周記錄標志標志2，5中都記錄衛星編號中都記錄衛星編號513,F117I3，I3I2(A1，I2)F12.932X，12(A1，I2)OBSERVATIONS觀測量觀測量:LLI，信號強度，在：，信號強度，在：EPOCH/SAT中記中記錄了每一顆衛星的上述數據。如果超過錄了每一顆衛星的上述數據。如果超過5個觀測個觀測(80byte)，繼續下一個記錄。，繼續下一個記錄。觀測量：相

18、位：以整周計；偽距：以米計，表示觀測量：相位：以整周計；偽距：以米計，表示觀測量丟失觀測量丟失LLI：表示衛星鎖定狀態：表示衛星鎖定狀態(07) 正常，缺省值，有正常，缺省值，有AS存在存在信號強度：信號強度：0：不考慮；：不考慮；1：信號強度最小；：信號強度最小；5：信號強度說明適中；信號強度說明適中；9：信號強度最大。：信號強度最大。m(F143，I1，I1)觀測數據文件實例觀測數據文件實例1博飛博飛 2 OBSERVATION DATA G (GPS) RINEX VERSION / TYPE 0001 MARKER NAME Motorola REC # / TYPE / VERS 1

19、.1160 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N 1 0 7 G 2 G 4 G 5 G10 G13 G20 G23 WAVELENGTH FACT L1/2 1 0 2 G24 G31 WAVELENGTH FACT L1/2 -2207349.4394 4370205.8926 4074058.1719 APPROX POSITION XYZ 2 C1 L1 # / TYPES OF OBSERV 10 INTERVAL 2019 4 11 2 32 39.999777 TIME OF FIRST OBS 2019 4 11 3 9 29.999281 TI

20、ME OF LAST OBS END OF HEADER 05 4 11 2 32 39.9997769 0 8 2 4 5 13 20 23 24 31 22569054.669 118603475.094 20310108.605 106764543.194 23378805.790 122862522.546 23582558.535 123982685.275 23668801.630 124439153.657 23453667.564 123263631.026 21794977.651 114544384.085 21935584.211 115281103.859 05 4 1

21、1 2 32 49.9999235 0 8 2 4 5 13 20 23 24 31 觀測數據文件實例觀測數據文件實例2華測華測 2 OBSERVATION DATA GPS RINEX VERSION / TYPE HuaceNav PGM / RUN BY / DATE B8 MARKER NAME OBSERVER / AGENCY Allstar REC # / TYPE / VERS ANT # / TYPE -2231648.7851 4358075.8915 4073809.8284 APPROX POSITION XYZ 1.2090 0.0000 0.0000 ANTENNA

22、: DELTA H/E/N 1 0 WAVELENGTH FACT L1/2 2 C1 L1 # / TYPES OF OBSERV 2019 1 7 7 43 29.000000 GPS TIME OF FIRST OBS END OF HEADER 08 1 7 7 43 30.0000000 0 7G 2G 4G10G13G12G 5G17 23310686.608 958592.406 24164457.010 0.000 24612276.058 0.000 25212818.974 0.000 26214837.901 0.000 26415537.915 0.000 267458

23、69.766 0.000 08 1 7 7 43 34.9999967 0 7G 2G 4G10G13G12G 5G17 20321583.689 960362.808 21177600.347 -35439.406 21621498.533 -124588.479 觀測數據文件實例觀測數據文件實例1中海達中海達 2 OBSERVATION DATA GPS RINEX VERSION / TYPEIntegrate Solution PGM / RUN BY / DATE D3_ MARKER NAME OBSERVER / AGENCY Allstar REC # / TYPE / VER

24、S ANT # / TYPE -2231573.2037 4359608.2656 4072218.8744 APPROX POSITION XYZ 1.5950 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N 1 0 WAVELENGTH FACT L1/2 2 C1 L1 # / TYPES OF OBSERV 2019 1 7 3 0 4.000000 GPS TIME OF FIRST OBS END OF HEADER 08 1 7 3 0 4.9999964 0 4G28G11G17G 8 20647868.167 946222.164 20531074.82

25、4 36132.584 22023509.403 915772.337 22392885.316 75948.159 08 1 7 3 0 9.9999968 0 5G28G11G17G 8G20 20646612.483 935516.949 20532592.404 39996.506 22021571.028 901475.073 22395756.117 86928.635 22680658.430 912385.257 2、導航數據文件、導航數據文件 衛星星歷是取自衛星的廣播導航電文，它是地面位置衛星星歷是取自衛星的廣播導航電文，它是地面位置計算的根底數據。在導航電文中，包含有衛星的

26、軌道根數，計算的根底數據。在導航電文中，包含有衛星的軌道根數，衛星鐘參數等。為了使地面位置計算義務速度更快，衛星發衛星鐘參數等。為了使地面位置計算義務速度更快，衛星發送廣播導航電文每秒一次，而廣播導航電文每小時更新一次。送廣播導航電文每秒一次，而廣播導航電文每小時更新一次。所以每一次觀測只需求記錄一組廣播導航文。表所以每一次觀測只需求記錄一組廣播導航文。表6.3和和6.4分分別為導航文件字頭塊闡明和導航文件數據塊闡明。別為導航文件字頭塊闡明和導航文件數據塊闡明。字頭名稱字頭名稱 6l80列列說明說明格式格式RINEX VERSION TYPE格式版本格式版本(2)文件類型（文件類型（“N”導航

27、數據導航數據）I6，14X，A1，19XPGM/RUN BY/DATE文件綱要名稱文件綱要名稱文件機構名稱文件機構名稱文件建立日期文件建立日期A20A20A20COMMENT建議建議/注釋行注釋行A60TON ALPHA電離層參數電離層參數A0-A32X，4D124表表6.3 導航文件字頭塊闡明導航文件字頭塊闡明續表續表1字頭名稱字頭名稱 6l80列列 說明說明格式格式ION BETA電離層參數電離層參數B0-B32X，4D124DELTA-UTC：A0,A1,T,W計算計算UTC時間的歷書參數時間的歷書參數 A0，A1：計算時間改正：計算時間改正參數參數 T：UTC數據的參考時數據的參考時間

28、間 W：UTC參考星期數參考星期數3X，2D1912219LEAP SECONDS跳秒引起的時間變化跳秒引起的時間變化I6END OF HEADER字頭塊結束符字頭塊結束符60X表表6.4 6.4 導航文件數據記錄塊闡明導航文件數據記錄塊闡明觀測記錄觀測記錄說明說明格式格式PRN/EPOCH/SV CLKPRN衛星編號衛星編號歷元：歷元：TOC-時鐘時間時鐘時間年年(兩位數字兩位數字)月月日日時時分分秒秒衛星時鐘偏差衛星時鐘偏差 （s）衛星時鐘漂移衛星時鐘漂移 (s/s)衛星時鐘漂移率衛星時鐘漂移率 (s/s 2)I2 513 F513D1912BROADCAST ORBIT-1IODE星歷數

29、據有效期星歷數據有效期Crs (m)n (rad/s)M0 (rad)3X，4D1912BROADCASTORBIT-2Cuc (rad)e 扁率扁率Cus (rad) ( )3X，4D1912Am觀測記錄觀測記錄說明說明格式格式BROADCASTORBIT-3Toe星歷參考時間星歷參考時間 (GPS s)Cic (rad) (rad)參考時刻的升交點赤經參考時刻的升交點赤經Cis (rad)3X，4D1912BROADCASTORBIT-4I (rad)Crc (m) (rad)dot (rad/m)升交點赤經升交點赤經變化率變化率 3X，4D1912BROADCASTORBIT-5Idot

30、 (rad/s)軌道傾角變軌道傾角變化率化率 L2GPS星期數星期數(TOE)L2P數據標志數據標志3X，4D1912BROADCASTORBIT-6衛星精度衛星精度 (m)衛星健康衛星健康 (MSB)TGD (s)IODC 時鐘數據有效期時鐘數據有效期3X，4D1912BROADCASTORBIT-7電文發送時間電文發送時間(GPS星期秒星期秒-由字由字HOW的的z一計數算起一計數算起)空空空空空空3X，4D1912續表續表1星歷文件格式實例博飛星歷文件格式實例博飛 2 NAVIGATION DATA RINEX VERSION / TYPE END OF HEADER 2 05 4 11

31、4 0 0.0 -2.61943787336e-05 3.41060513165e-13 0.00000000000e+00 8.90000000000e+01 9.75625000000e+01 4.74555481426e-09 -4.42758347760e-01 5-06 9.57616767846e-03 3.81283462048e-06 5.15368023e+03 1.00800000000e+05 -2.01165676117e-07 1.41881292197e+00 -3.72529029846e-09 9.55203472630e-01 3.0

32、5625000000e+02 1.80370761514e+00 -8.53606984729e-09 3.92873507616e-10 0.00000000000e+00 1.31800000000e+03 0.00000000000e+00 0.00000000000e+00 0.00000000000e+00 1.01979821920e-07 8.90000000000e+01 0.00000000000e+00 4 05 4 11 4 0 0.0 2.88866925985e-04 -2.29647412198e-11 0.00000000000e+00 1.31000000000

33、e+02 1.04468750000e+02 4.81770067657e-09 1.94549717125e+00 5.45755028725e-06 7.00760958716e-03 3.03983688354e-06 5+03 1.00800000000e+05 -2.42143869400e-08 1.43883286372e+00 4.28408384323e-08 9.54852683893e-01 3.19562500000e+02 4.25583423258e-02 -8.45499504162e-09 2.29295265354e-10 0.000

34、00000000e+00 1.31800000000e+03 0.00000000000e+00 0.00000000000e+00 0.00000000000e+00 1-07 3.87000000000e+02 0.00000000000e+00 5 05 4 11 3 59 44.0 9.07476060092e-05 2.72848410532e-12 0.00000000000e+00 5.10000000000e+01 -3.35625000000e+01 5.39772483691e-09 1.70432777033e+00 -1.86823308468

35、e-06 5.95107104164e-03 6.05732202530e-06 5+03 1.00784000000e+05 -1.67638063431e-07 -7.53332565885e-01 -4.28408384323e-08 9.36583357690e-01 2.49843750000e+02 9.35275033479e-01 -8.46785272019e-09 -4.52161691492e-10 0.00000000000e+00 1.31800000000e+03 0.00000000000e+00 0.00000000000e+00 0.

36、00000000000e+00 1-07 5.10000000000e+01 0.00000000000e+00星歷文件格式實例華測星歷文件格式實例華測 2 NAVIGATION DATA RINEX VERSION / TYPEHuaceNav PGM / RUN BY / DATE GPS RECEIVER NAVIGATION DATA COMMENT END OF HEADER 02 8 1 7 8 0 0.0 1.64345372468D-04 2.95585778076D-12 0.00000000000D+00 1.68427860000D+07 8.8

37、1250000000D+00 4.82162941165D-09 -7-01 4.56348061562D-07 8.73287394643D-03 8.64081084728D-06 5+03 1+05 -1.06170773506D-07 2.33793117073D+00 -1.60187482834D-07 9.44368466429D-01 2.07468750000D+02 2.43787116102D+00 -8.00997650482D-09 -4.53233164695D-10 0.00000000

38、000D+00 1.46100000000D+03 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+0002 8 1 7 8 0 0.0 1.64345372468D-04 2.95585778076D-12 0.00000000000D+00 1.68428000000D+07 8.81250000000D+00 4.8216

39、2941165D-09 -7-01 4.56348061562D-07 8.73287394643D-03 8.64081084728D-06 5+03 1+05 -1.06170773506D-07 2.33793117073D+00 -1.60187482834D-07 9.44368466429D-01 2.07468750000D+02 2.43787116102D+00 -8.00997650482D-09 -4.53233164695D-10 0.00000000000D+00 1.46100000000

40、D+03 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+0005 8 1 7 10 0 0.0 6.35245349258D-04 1.77351466846D-11 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 -6.11562500000D+01 4.65233664564D-09 2.41873

41、196178D+00 -3.24286520481D-06 8.48476088140D-03 1.07254790D-05 5+03 1.22400000000D+05 1.49011611938D-08 1.61457230119D-01 -1.19209289551D-07 9.41881804129D-01 1.58031250000D+02 1.22021325049D+00 -7.74675125471D-09 4.35018120251D-10 0.00000000000D+00 1.46100000000D+03 0.00000000000D+00 0

42、.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 0.00000000000D+00 3 3氣候數據文件氣候數據文件 一個完好的一個完好的RINEXRINEX文件包含有氣候數據文件，但在文件包含有氣候數據文件，但在絕大多數義務中都不需求這一文件，由于在數據處置時，絕大多數義務中都不需求這一文件，由于在數據處置時，只需求簡單輸入氣候參數即可。只需求簡單輸入氣候參數即可。表表6.5 氣候數據文件氣候數

43、據文件字頭塊字頭塊字頭名稱（字頭名稱（6180列）列）說明說明格式格式RINEX VERSION TYPE格式版本格式版本(2)文件類型（文件類型（“M”氣象數據）氣象數據）I6，14X，A1，19XPGM/RUN BY/DATE文件綱要名稱文件綱要名稱文件機構名稱文件機構名稱文件建立日期文件建立日期A20A20A20COMMENT建議建議A60MARKER NAME測站名測站名(可能與觀測文件同名可能與觀測文件同名) A60MARKER NUMBER測站數測站數(可能與觀測文件同數可能與觀測文件同數)A20# / TYPES OF OBSERV不同觀測類型數，觀測類型符號如下：不同觀測類型數

44、，觀測類型符號如下：PR：大氣壓力：大氣壓力(mbar)TD：大氣干分量溫度：大氣干分量溫度()HR：相對濕度：相對濕度(%)ZW：濕分量天頂路徑延遲：濕分量天頂路徑延遲(mm)I69(4X，A2)END OF HEADER字頭塊結束符字頭塊結束符60X表表6.6 氣候數據文件氣候數據文件數據塊數據塊觀測記錄觀測記錄說明說明格式格式EPOCH/NETGPS時間歷元時間歷元(非當地時間非當地時間)年年(2位位),月，日，時，分月，日，時，分,秒秒氣象數據氣象數據6I3mF71三、幾種常見接納機的數據格式三、幾種常見接納機的數據格式 原始觀丈量包括位置、偽距、相位和星歷等，原始觀丈量包括位置、偽距

45、、相位和星歷等，大多數采用二進制格式，有的也提供大多數采用二進制格式，有的也提供ASCII碼。各碼。各個廠家的接納機，其數據格式是不同的。下面給個廠家的接納機，其數據格式是不同的。下面給出幾種常用的接納機和出幾種常用的接納機和OEM芯片的原始數據格式。芯片的原始數據格式。1、Trimble Trimble公司公司消費了消費了4000ST、SST、SE、SSE、SI、SSI、4600LS等系列的等系列的GPS接納接納機，他的原始數據機，他的原始數據記錄在記錄在*.dat文件中，文件中，其數據格式如下表：其數據格式如下表：2、Motorola Motorola VP-core是一種是一種8通道通道

46、GPS芯芯片，可用于開發為測片，可用于開發為測地型單頻接納機，在地型單頻接納機，在我國已廣泛運用。其我國已廣泛運用。其位置數據輸出格式、位置數據輸出格式、觀測數據格式、星歷觀測數據格式、星歷數據輸出格式見表：數據輸出格式見表：實例：實例： Motorola-d9A:0100 47 50 53 30 30 30 31 2D-30 38 30 31 30 37 48 47 GPS0001- 080107HGA:0110 54 30 31 2E 33 32 30 46-52 45 51 31 30 FF FF FF T01.320FREQ10.A:0120 FF FF FF FF FF FF FF

47、FF-FF FF FF FF FF FF FF FF .A:0130 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF FF FF FF FF .A:0140 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF FF FF FF FF .A:0150 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF FF FF FF FF .A:0160 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF FF FF FF FF .A:0170 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF FF FF

48、 FF FF .-dA:0B00 40 40 45 61 01 07 07 D8-05 37 15 3B 9A C3 E7 08 Ea.7.;.A:0B10 92 4A 4C 19 20 BF 73 00-00 04 4A 00 00 06 9E 00 .JL. .s.J.A:0B20 03 00 00 00 28 00 07 04-02 08 C4 A0 04 08 FF A0 .(.A:0B30 05 00 D2 00 11 08 FF A0-14 08 7E A0 17 00 C1 00 .A:0B40 18 00 ED 00 01 00 C3 00-20 67 0D 0A 40 40

49、45 61 . g.EaA:0B50 01 07 07 D8 06 19 00 3B-95 93 11 08 92 49 80 19 .;.I.A:0B60 20 BF 90 00 00 04 30 00-00 06 88 00 05 00 00 00 .0.A:0B70 1C 00 06 06 02 08 89 A0-04 08 FF A0 0C 08 74 A0 .t.-dA:0D00 40 40 45 67 01 A4 D1 3B-8D 1E D7 02 08 01 A4 D1 Eg.;.A:0D10 37 1B 01 10 7F FF C7 4A-0B 9E BF FD 64 04 0

50、8 01 7.J.d.A:0D20 A4 D1 37 80 ED 69 94 52-17 1A 13 52 44 FA D4 05 .7.i.R.RD.A:0D30 C0 00 00 00 00 00 00 00-ED 0C 06 C0 00 D4 9E 00 .A:0D40 00 11 08 01 A4 D1 37 74-11 C9 C0 09 FF E4 0F 89 .7t.A:0D50 FC FB AE 14 08 01 A4 D1-36 F7 6B 9C B0 EE 5D DF .6.k.A:0D60 13 99 CE 07 7A 17 C0 00-00 00 00 00 00 00

51、7C CF .z.|.A:0D70 AC 0C 01 86 C9 00 00 18-C0 00 00 00 00 00 00 00 .-dA:0380 7A 9F 1A 5E 7F FF FA 60-08 8C B3 00 41 26 73 8F z.A&s.A:0390 BC 19 52 0E 01 D1 73 FF-A8 A1 52 E5 FD 82 0D 0A .R.s.R.A:03A0 40 40 42 66 11 6D 51 00-11 5C DE A7 67 B6 BC E9 Bf.mQ.g.A:03B0 73 82 F8 EB 59 1A 5E 00-FF F8 05 E

52、4 38 59 00 9A s.Y.8Y.A:03C0 35 5F DD DC B4 24 00 74-01 9D 25 8E 0B 3F A1 0D 5_.$.t.%.?.A:03D0 8B 6B 1A 5E 7D 00 4C 35-4B 29 8D FF D8 27 14 39 .k.L5K).9A:03E0 BF 22 B2 87 AA FB 7E FF-A8 78 59 03 F7 1C 0D 0A .xY.A:03F0 40 40 42 66 14 6D 50 00-19 5C DE A7 67 B6 BC E9 Bf.mP.g.第六章第六章6-3 衛星位置計算程序設計衛星位置計算程

53、序設計 為了計算衛星在WGS84大地坐標系中的位置，首先需求計算衛星在其軌道平面內的位置。此時定義：原點與地心M相重合，x軸指向升交點，y軸在軌道平面內垂直于x軸，我們稱其為軌道平面直角坐標系，在衛星坐標計算中，它是一種過渡性的坐標系。下面我們討論觀測瞬間GPS衛星在地面坐標系中坐標的計算方法： 第六章第六章1計算衛星運轉的平均角速度計算衛星運轉的平均角速度n 2130aGMn a為衛星軌道的長半軸，為衛星軌道的長半軸，GM為地球引力為地球引力常數常數(含大氣層含大氣層)，其值為，其值為398600.51014m3/s2它們都有確定值。利用它們都有確定值。利用導航電文中給出的攝動矯正數導航電文

54、中給出的攝動矯正數n,那么可算出那么可算出衛星運轉的實際平均角速度衛星運轉的實際平均角速度: n=n0+n 第六章第六章2計算歸化時間計算歸化時間tk tkt- t0e 3計算觀測瞬間的衛星平近點角從計算觀測瞬間的衛星平近點角從Mk MkM0 +ntk 4. 計算偏近點角計算偏近點角Ek Ek = Mk +esinEk (Ek, Mk 以弧度計) 第六章第六章Ek = Mk +esinEk (Ek, Mk 以弧度計) k0k1k0k2k1k3k2knk(n-1)E =,EsinEEsinEEsinEEsinEkkkkkMMeMeMeMe迭代法迭代法(1)kknk nEEE小于某一預定微小量為止

55、。第六章第六章Ek = Mk +esinEk (Ek, Mk 以弧度計) kdE1coskkdMeE微分迭代法：微分迭代法：01001sin,kkkkkkkEMMEeEMM若取近似值：取近似值：11kkkdMMM計算相應的偏近點角矯正數：計算相應的偏近點角矯正數：1k10E1coskkdMdeEk10k1EEkEd第六章第六章2112sinkkkkkMEeEMM，若22kkkdMMM反復上面的運算，直到反復上面的運算，直到dM可以忽略為止。可以忽略為止。 5計算真近點角Vk eEEeVkkkcossin1arctan26 6計算升交距角計算升交距角kkk=Vk+k=Vk+為衛星電文給出的近地點

56、角距。為衛星電文給出的近地點角距。第六章第六章7 7攝動矯正項的計算攝動矯正項的計算)2sin()2cos(kskcCC)2sin()2cos(krskrcrCC)2sin()2cos(kiskiciCC8 8計算經過攝動矯正的升交距角計算經過攝動矯正的升交距角kk、衛星、衛星的矢徑的矢徑rkrk和軌道傾角和軌道傾角ikikk =k + k =k + rk =a(1-cosEk)+ rrk =a(1-cosEk)+ rik =i0 +i +itk ik =i0 +i +itk 第六章第六章9 9計算衛星在軌道平面直角坐標系的坐標計算衛星在軌道平面直角坐標系的坐標 xk=rk cosk xk=r

57、k cosk yk=rk sink yk=rk sink 10觀測時辰升交點經度的計算觀測時辰升交點經度的計算 oeekektt)(0=7.2921156710-5rad/s, 、 、toe 可從衛星電文中獲取。 e0第六章第六章11計算衛星在地心固定坐標系中的直角坐標計算衛星在地心固定坐標系中的直角坐標 kkkkkkkkkkkkkkkiyiyxiyxZYXsincoscossinsincoscos12衛星在協議地球坐標系中坐標的計算衛星在協議地球坐標系中坐標的計算 kkkPPPPCTSZYXYXYXZYX11001程序如下：程序如下：第六章第六章第六章第六章第六章第六章第六章第六章第六章第六章作業：作業：1、解釋下面文件的含義、解釋下面文件的含義AGMT MARKER NAME49806M001 MARKER NUMBER-Unknown-