bernese实例教程

Bernese处理概述之前介绍BerneseGPSSoftware5.0软件时提到过，与GAMIT不同，它既可以处理双差数据，也可以处理非差数据。求差法是一种在卫星观测数据间作差来减少处理工作量和复杂程度的方法，并且可以保持原有的精度。根据相互间求差的次数，求差法分为单差、双差和三差。在GNSS测量中广泛采用双差固定解，原因是双差处理过程中消去了卫星钟差参数和接收机相对钟差等等参数；每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；而三差法的数据利用率低等。使用Bernese软件进行GNSS数据处理时，分别有非差处理和双差处理两种方式，它们的相应流程和需要用到的软件子程序如下表所示。Bernese处理数据前的准备工作（一）——建立项目和定义时段在Bernese处理数据之前，首先要定义一个项目并激活为它当前使用项目，生成项目下的子目录，然后将数据文件拷贝进这些子目录中，还要收集并指定一些与项目有关的其它基础信息。从Bernese的5.0版本开始，用户还不得不为即将处理的数据选择处理时段。先来定义一个项目。首先选择CampaignEditlistofcampaigns，出现如下图所示的界面。这里要求输入项目存在的路径和名称。值得一提的是，上图表示了两种路径的表示方法。第一个项目Intro很显然是即将生成在D盘的根目录下，而第二个项目Intro_01的路径则为软件规定项目存在的默认路径。也就是说，${P}符号的意义就是将项目生成在软件规定的默认目录下，至于默认目录在哪里，下面将给出解答。点击^Save进行保存。然后选择CampaignSelectactivecampaign，选择一个当前激活的项目。这里选择默认目录下的Intro_01项目为激活状态，点击OK。接下来就是在刚才激活的项目下生成子目录。选择CampaignCreatenewcampaign，出现下图所示。这里左侧的一列即为项目下的子目录。点击^Run，然后找到Bernese软件安装目录下的...\Bernese\GPSDATA文件夹，就可以看到刚才新建的这个Intro_01项目，并且在项目文件夹内同时生成了和上图左侧一列相同的共9个同名文件夹。从这里可以看出，新建项目的默认路径就在...\Bernese\GPSDATA。至此，一个项目的新建过程完成。其中，这9个文件夹存放的内容分别为：ATM:存放项目相关的大气层文件（例如电离层文件ION，电离层文件TRP）BPE:存放BPE批处理时每一步骤完成的状态信息文件OBS:存放Bernese的观测文件ORB:存放跟轨道相关的文件（轨道文件、地球自转参数、卫星钟差文件等）ORX:存放原始RINEX文件OUT:存放输出文件RAW:存放可用于计算的RINEX文件SOL:存放结果文件（例如法方程文件，SINEX文件）STA:存放项目相关的坐标和坐标信息文件等，项目时段信息表也在这里接下来设置时段。时段是一段涵盖了所有即将处理的数据所处的时间段。也就是说，接下来所有处理的数据都要在这里所设置的时段以内。首先选择CampaignEditsessiontable将会出现时段表的编辑界面，如下所示。需要说明的是，时段表的编辑界面默认是只会显示上图的第一行的。IDENTIFIER这列表示的是时段的四位标识符，前三位是年积日，后一位如果为0，则表示时段为该天全天，时段表的默认状态就是0。这一行下面的由A~X共24个大写字母则是我手工添加进去的，每个代表一个小时。通过后两列的起始和结束历元可以自己指定特定的时段。这里对时段表的编辑，是为了下面的步骤选择时段做的准备工作。最后点击^Save保存修改。选择ConfigureSetsession/computedate，出现如下图选择时段的窗口。这里将时间设置为2008年9月25日，点击Compute，就会将其对应的修正儒略日、GPS时和年积日计算出来。SessionTable一栏选择的是刚才编辑过了的时段表，这个文件在之前生成项目下的子目录时就自动生成了。这里的SessionChar一栏里面填0，表示时段为2008年9月25日这一整天。同样的可以选择A~X或者自定义的其他字符，意义各不相同。然后点击OK。之后会在软件界面下方状态栏出现下图所示。这里的$Y+0和$S+0所对应的分别是年号和年积日号，说明刚才的设置已经生效。至此，时段信息也已经定义完成。Bernese处理数据前的准备工作（二）——创建测站文件上一篇介绍了Bernese处理数据前的准备工作之建立项目和定义时段，接下来要做的就是为创建测站文件了。对一些站文件，Bernese软件的CampaignEditstationfiles菜单提供掩码形式的编辑。因为所有的站文件都是以ASCII形式存在的，所以用户可以用各种工具浏览并修改。创建测站文件的过程主要分为三个步骤：创建参考系/参考速度文件，创建测站信息文件和其他测站文件。首先来说明如何创建参考系和参考速度文件。在将要处理的项目中，如果任何站所处的参考系在ITRF中的精度都没有到达分米级别，那么建议在处理过程中至少加入一个项目所处地域附近的IGS跟踪站一并参与处理。也就是说，对于参与处理的项目，都必须建立相应的参考系和参考速度，对此用户可以从ITRF或者IGS参考框架选择与项目对应的SINEX文件。Bernese软件中的SNX2Q0（ConversionSINEXtonormalequations）这个程序就是获取SINEX文件中的参考系和参考速度的，在使用之前必须先将SINEX文件拷贝到项目子目录SOL中去。需要说明的是，ITRF参考框架最新为ITRF2000，用户可以到“”下载相应的.SNX格式文件。IGS参考框架最新为IGS00b，用户可以到“”，选择下载IGS_00_R.CRD和IGS_00_R.VEL文件。这两个参考系和参考速度文件已经是Bernese标准格式了，可以直接拷贝到项目子目录STA路径下。用CampaignEditstationfilesStationcoordinates/Stationvelocities可以手动编辑修改参考系和参考速度文件。官方建议这些文件仅含有先验参考系和参考速度达到1cm以上精度的测站，剩下的其他测站的信息则会在以后的PPP处理过程中再添加进去。【实践】我在按上述方法下载了IGS_00_R.CRD和IGS_00_R.VEL这两个文件并拷贝到“...\Bernese\GPSDATA\Intro_01\STA”路径后，分别选择CampaignEditstationfilesStationcoordinates/Stationvelocities，按提示选择这两个文件，就会出现如下图所示的手动编辑参考系和参考速度文件的界面，这也就验证了上述操作步骤的正确性。接下来是创建测站信息文件。有两点非常重要，一是确保处理过程中测站的名字正确；二是确保测站上接收机和天线型号以及天线高的正确。登陆，可以下载IGS.STA和EUREF.STA这两个文件。它们包含了IGS和EUREF跟踪站的测站信息文件，分别由IGS和EUREF中心维护，由igs.snx和euref.snx文件转换而来。用户也可以自己下载.snx文件（例如），然后将文件放到项目的SOL目录下，通过Bernese软件的SNX2STA程序（ConversionSINEXtostationinformation）来手动完成.snx文件到.STA文件的转换。同样的，程序RNX2STA（RINEXRINEXutilitiesExtractstationinformation）可以用来提取已经存放在项目RAW目录下的一系列RINEX的头文件信息，从而获取测站的信息文件。官方Manual建议用户用观测协议或者任何其他测站设置的描述来验证测站信息。无论如何，在项目开始处理之前，要检查和修改好测站信息文件，可以通过CampaignEditstationfilesStationinformation来实现。测站信息文件中的内容定义了测站的名称（在所有测站文件中需要保持统一），观测仪器和天线偏心率（一定要在Phasecentereccentricity文件中定义）等重要信息，因此一定要准备充分和正确。【实践】这一部分我的实践如下。我先下载了IGS.STA和EUREF.STA这两个文件，放在了Intro_01项目的STA目录下，然后选择CampaignEditstationfilesStationinformation，在弹出的对话框中分别选择IGS.STA和EUREF.STA，出现的界面如下。这两张图分别显示的是IGS和EUREF跟踪站的相关信息。然后，我到IGS的数据库下载了2008年9月25日，跟踪站wuhn的30s一天的数据文件wuhn2690.08o，将其放在RAW目录下，然后选择RINEXRINEXutilitiesExtractstationinformation，出现如下图所示的界面。我在INPUTFILES一栏里面选择的是原始RINEX观测文件，并键入文件名，在RESULTFILES中为即将提取生成的.STA文件命名，在这里我同样命名为wuhan2690.STA。点击^Run按钮后，会出现提示对话框，忽略它，继续点击主窗口右下角的^Output按钮，会出现从RNX文件中提取出的STA文件的相关信息，这表明RNX2STA程序运行成功，如下图所示。完成之后在STA文件夹内也会生成相应的wuhn0269.STA这个文件。有的项目处理中，还需要一些其他的测站文件。创建FIX文件——选择处理过程中的参考站。在CampaignEditstationfilesStationselectionlists中，如果选择之前在STA目录下的参考系文件IGS_00.CRD，也就意味着列表中包含了IGS的参考站。创建PLD文件——NUVEL模型中的构造板块分配。在CampaignEditstationfilesTectonicplateassignment中可以进行操作。利用CampaignEditstationfilesAbbrevationtable可以来自定义处理过程中的测站名成为表单。有时还需要建立海洋潮汐负荷等文件，这里不做详细讨论。至此，关于Bernese开始数据处理前的文件准备工作完毕。Bernese数据处理实例本文将对Bernese进行非差和双差处理流程进行介绍和总结。一、基本概述操作系统：Windows8软件版本：BerneseGPSSoftware5.0中国境内选取10个IGS跟踪站：bjfs,chan,guao,kunm,lhaz,shao,wuhn,xian,tnml,twtf数据日期：2008年8月8日，对应的年积日为221，GPS周为1491+5。二、数据准备到下载以上十个跟踪站的RINEX格式原始数据文件：bjfs2210.08o，chan2210.08o，guao2210.08o，kunm2210.08o，lhaz2210.08o，shao2210.08o，wuhn2210.08o，xian2210.08o，tnml2210.08o，twtf2210.08o。到下载对应当天的igs发布的精密星历文件、精密卫星钟差文件，以及对应该周的地球自转参数文件：igs14915.sp3、igs1