GAMIT/GLOBK处理流程
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1.数据准备
brdc:广播星历文件
sp3:精密星历文件
rinex:观测数据文件
2.tables文件夹表准备
2.1 更新(tables)表文件
更新网址:ftp://garner.ucsd.edu/archive/garner/gamit/tables/
sh_setup -yr 2021 -doy 093
2.2 制作3个测站相关文件
(1)测站列表(sites.defoults):
rinex文件来源渠道标注:ftprnx、ftpraw、localrx、xstinfo、xsite
(2)测站信息列表(station.info):
包括:测站编号、测站名、开始观测时间、结束观测时间、天线高、天线测量方法、接收机类型、软硬件版本号、天线类型等信息
生成方式:
sh_upd_stnfo -l sd #提取igs站信息生成station.info.new
mv station.info.new station.info #重命名为所需文件
sh_upd_stnfo -files ../rinex/*.*o #提取观测o文件的头信息
(3)测站近似坐标文件(lfile.):
越精确结果越好
生成方式(在rinex文件夹内):
sh_rx2apr -site o文件 #提取头文件中的近似坐标- sh_rx2apr -site o文件 -nav n文件 #单点定位svpos- sh_rx2apr -site o文件 -nav n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 #双差定位svdiff
cat *.apr > lfile.
mv lfile. ../tables/
基线结算后,如果大于先验坐标0.3米,会自动更新(应注意如果不更新是否先验坐标错误)
另:基于lfile.的展点图:
sh_plot_lfile -f lfile. -font 15
2.3 制作3个处理控制文件
(1)处理流程设置文件(process.defaults):
指定目录结构、查找rinex数据目录、采样间隔、最小处理文件大小、通知邮件地址、压缩删除文件类型等
目标地址:
Directory path for RINEX archives (search all levels); e.g. /data18/simon
set rnxfnd = "XXXXXX"
(2)测站精度控制文件(sittbl):
测站的精度控制,高精度的已知坐标强约束(5cm)
待求点坐标松弛约束(10m),用于模糊度解算
(3)处理模型文件(sestbl):
处理时采用的模型等:
— Choice of Experiment = BASELINE
BASELINE:固定轨道,仅解算坐标
ORBIT:固定坐标,仅解算轨道
RELAX:都解算(坐标和轨道)
— Choice of Observable = LC_AUTCLN(控制观测值使用和模糊度值解算)
LC_AUTCLN
L1、L2_INDEPENDENT、L1_ONLY、LC_HELP
3.基线批处理解算
(1)命令:
sh_gamit -expt test -gnss G -s 2020 001 030 -pres ELEV -orbit codm -copt p -dopt b c ao D x K -noftp |tee sh_gamit_test_20200406-2048.log
(2)参数:
- expt:工程名(4个字符)
- d yr days:要处理的日期,年、年积日(如:2017 153 178)
- s yr day1 day2: day1、day2为处理开始和结束的年积日
- netext char:添加后缀<字符>到天目录。如:035r,与-gnss仅能存在一个
- yrext:给天解算目录添加个年前缀。如:2017_053,与-pres冲突,不绘图
- noftp:不连接ftp下载文件
- metutil Z/N:使用天顶静水压延迟(Z)、输出天顶湿延迟和可降水量(默认N)
- pres ELEV:画相位残差图
- gnss G:处理的GNSS系统(G R C E J I)
- orbit igsf:使用的卫星轨道(默认为igsf)
(3)调用程序流程:
① makexp、makex:准备数据
② fixdrv:准别批处理控制文件
③ arc:卫星轨道积分
④ model:计算理论(模型)相位和相对于参数的相位偏导
⑤ autcln:修复周跳、剔除相位粗差、解算宽相模糊度
⑥ solve:利用最小二乘估计参数,解算窄相模糊度、生成GLOBK所需的h文件
(4)初始解算(arc、model、autcln、solve):
- 5分钟采样,模糊度未解决
- 如果坐标调整 >30cm ,更新lfile.文件
- 查看:autcln、prefit.sum、q<expt>a.doy
(5)最终解算(model、autcln、solve):
- 2分钟采样,模糊度解决
- 查看:autcln.post.sum、q<expt>a.doy
如果NRMS值相对于初始解减少30%,那么将重新解算最终解,以保证参数的线性调整(之前的最终解会覆盖)
4.基线处理结果检核
q<expt>a.doy、o<expt>a.doy、h<expt>a.doy
5.GLOBK基本介绍
(1)GLOBK基本介绍:
GLOBK:Global Kalman Filter Analysis Program
- 卡尔曼滤波分析程序(现代平差方法:参数加权、序贯平差、最小二乘配置、卡尔曼滤波......)
GLOBK <std out> <print file> <log file> <exper.list> <command file> <OPTION>
- <std out>:一个数字(如果是6,则输出到屏幕,其他数据输出到文件fort.nn)
- <print file> :包含解信息的输出文件,如果文件存在,则追加写入
- <log file> :包含运行时间和输入协方差文件的拟合chi**2值。如果文件存在,则追加写入
- <exper.list> :需要处理的文件列表(通常采用 ls ../gotex/g*.glc > gotex.gdl 生成,文件应以 .gdl 结尾)
- <command file>:命令文件,控制程序运行的各种参数选项
- <OPTION>:在命令文件中以这个字串开头的命令行,将执行(通常第一个字符不是空格,默认是注释行)
(2)GLOBK的主要用途:
- 坐标重复性分析(glred、每时段解算)
- 合并时段文件,获得平均位置(减少h文件数量)
- 根据平均位置,获得速度
(3)GLOBK文件名规则:
GLOBK可以使用任意的文件名,但遵守以下一些约定:
- htoglb生成的二进制h文件: .glx 是bias fixed,.glr是biasfree(通常不使用)
- 要处理的二进制h文件列表: .gdI
- GLOBK和GLORG命令文件:globk.cmd和glorg.cmd
- Output文件: print文件(无glorg参考框架); .prt (通常不输出);glorg输出.org;log文件.log
- 先验的坐标文件:.apr
- 地震和重命名文件:.eq
- 坐标框架站点(起算点)列表(与source命令一起使用):.stab
(4)GLOBK功能和文件流:
- htoglb:变换GAMIT h文件(如:htesta.20001)到GLOBK h文件(如:h2001011200_testG.glx)
- [h-file list].gdl、globk.cmd、itrf14_comb.apr、itrf14_comb.eq → GLOBK → globk_comb.prt、globk_comb.log、[h-file list].com(binary solution file that can be used in glorg)
- comb.com、glorg.cmd、itrf14_comb.apr、stab_site[list] → GLORG → globk_comb.org
(5)需要准备或提供的:
- source:通用文件(由source命令指定),框架实现站名
- .gdl文件:h文件列表
- 二进制h文件:来自GAMIT的h文件或SINEX格式文件
- apr_file:先验坐标文件
- in_pmu:EOP,可选
- eq_file:地震引起的阶跃,站重命名文件
(6)GLOBK生成:
- .srt、.com、.sol、.svs(除了.sol,其他文件必须在命令文件最开始部分)
(7)输出结果文件:
- 屏幕、log、prt、org和合并的h-file
5.准备平差控制文件
(1)生成二进制h文件(htoglb)(在glbf目录下)
将GAMIT输出的纯文本h文件(或SINEX文件)转换为GLOBK需要的二进制h文件
htoglb [dir] [ephmeris file] <options> <input files ..... >#例如:要生成2021年第023天的二进制文件,在glbf路径下输入:
htoglb ../glbf ../tables/svs_myexp.svs ../023G/h*a.21023#例如要生成1993年51-59天的二进制文件,在你的soln路径下输入:
htoglb ../glbf ../tables/svs_myexp.svs ../05[1-9]G/h*a.9305[1-9]
- [dir]:输出文件的目录
- [empheris file]:卫星星历输出的文件名,可以用于输入GLOBK
- <options>通常不用,具体参见帮助
- <input files ...>输入文件的列表
输出文件后缀说明:hyymmddhhmm_XXXX.g[I/c][r/x]
[I/c] 解是松弛(loose)或约束(constrained)
[r/x] biases是自由(free)或固定( fixed)
通常禁用glx
(2)检查并给出文件列表(在gsoln目录下)
第一步:列出需要GLOBK处理的文件
ls ../glbf/h*.glx > [expt].glx.gdl #[expt]为工程名称
第二步:使用glist进行预处理检查
glist tree.glx.gdl 2021_glist.sum +1 /home/jxb/gg/tables/igs14_comb.eq 2021_tree.gdl
第三步:检查任何错误(例如站名冲突)
(3)GLOBK平差需要的命令文件
平差需要的2个核心关键命令文件:globk.cmd、glorg.cmd
从gg/tables中复制标准的平差需要的命令文件到gsoln目录(在工程目录[expt]中):
sh_glred -cmd
命令文件的格式要求:
- 不同于GAMIT,GAMIT命令文件的注释行,应该是空格;
- GLOBK命令行,第一个字符应该是空格,否则就认为是注释(关键字除外)
命令文件的一般原则:
- 除了调用“option”功能关键字外,所有命令行的第一个字符都应该是空格。除此之外(包含空白行),都视为注释行,被忽略。
- 可以在任何命令行的末尾添加注释,使用字符“!”或“#”作为分隔符。
- 命令行没有先后顺序,除了个别特定的命令行。
- 所有文件可以提供绝对或相对路径,但字符长度限制在128个以内。
- 命令行大小写无关。除了文件名和注释,都将自动转换为大写。
- 可以通过SOURCE命令,调用文件,这个文件包含需要多次使用的命令集合。
参数估计规则:
- 需要在GLOBK中估计的参数,必需使用apr_ xxx命令格式,其中xxx是 参数类型,例如neu、svs、 wob、ut1、 atm等。
- 如果未提及某个参数,那么这个参数就不会出现在解中。但是如果它出现在h文件中(例如,在GAMIT时估计了),那么它在GLOBK解中就是隐含的。例如,如果轨道是在GAMIT中估计了,并且希望在GLOBK时进行约束,那么就应该使用apr_svs。
- 如果先验sigma指定为0,那么这个参数将不会估计。
- 如果需要将先验值作为参数的估值,那么应该使用字符“F”作为其先验sigma。
- 如果需要在glorg中估计的参数,那么在globk中就应该保持松约束。如果rotation或者scale在glorg中没有估计,那么就需要在globk中紧约束。
(4)globk.cmd命令文件介绍
关键字:
- COMB:用于短期组合,优先执行(一定时间长度的重复性)
- VEL:用于计算速度,优先执行
- SCALE:用于计算比例缩放因子
- KEEP:允许glorg单独运行,用于测试
- ITRF-8:应用ITRF08参考框架起算数据等
通配符:
- @(用于替代.gdl文件名)
下面5项命令,如果存在,必须在所有命令之前,否则无效:
- eq_file ~/gg/tables/igs14_comb.eq(提取自工程/tables/eq_rename,共8个,不含两个未知点)
- com_file @.com(存储中间过程数据)
- srt_file @.srt(存储中间过程数据)
- srt_dir @+1(数据处理的时间顺序,“-1”表示逆序)
- make_svs @.svs A(生成先验卫星参数值,仅在卫星轨道需要解算时才需要)
另:
- sol_file @.sol(临时文件,存储协方差矩阵)
- apr_file ~/gg/tables/igs14_comb.apr(先验的站坐标和速度,和igs14_comb.eq文件要能对应上[重命名的站点],如果存在多个apr文件,站点坐标用最后出现的)
- max_chii 13 3 100(过滤输入的h文件):
max_chii <max chi** 2 Increment> <max prefit difference> <max rotation>
a)三个参数给出了在组合新h文件时站网的卡方增量、先验参数值的变化、允许的最大旋转值
b)<max chi* *2 Increment>:合并新的h文件,允许最大的chi* *2增加。
c)<max prefit difference> :最大坐标差(m)
d)<max rotation>:先后坐标间的最大旋转角。毫角秒(角度制,miliarcseconds,缩写mas)。对于区域网络,应保持较大的旋转角差值,以避免可能导致数值问题的错误旋转。
- in_pmu ~/gg/tables/pmu.usno [默认不使用]
a)先验地球自传表
b)polar motion/UT1系列表
c)不要在多天h文件中使用先验旋转文件
- app_ptid all
a)模型改正。支持极潮和大气负荷模型(app_atm)改正。
b)在globk中应用极潮,或纠正旧版GAMIT可能应用的模型。
c)对于GAMIT生成的h文件,建议使用该命令。因为globk将从文件头中检测在相位处理中应用的模型并应用适当的更正。
- org_cmd glorg.cmd
调用glorg
- 打印文件选项:
a)crt_opt:屏幕输出
b)prt_opt:向指定的print文件输出
c)org_opt:glorg输出内容
- org_out glred_------.org
输出文件名。如果未指定,默认用执行命令中的print文件名,加.org后缀,也可具体指定。
- apr_site all 10 10 10 0 0 0
a)要估计的坐标参数和先验误差。
b)可以是笛卡尔坐标系的xyz (apr_ site) ,或者NEU (apr_ neu)
c)单位:坐标是m,速度是m/年
d)是0,不估计速度。
e)如果同一个站存在apr_ site 和apr_ neu,则取平方根。
f)apr_ site bjfs F F F 0 0 0:先验坐标,没有误差。
- 估计地球方位/定向参数(EOP):
a)松弛约束,便于在glorg中求解旋转参数
b)apr_wob 10 10 1 1
pole(wob):x、y,x-dot,y-dot
单位(毫角秒):mas,mas/day
c)apr_ut1 10 1
UT1和它的速率
单位:mas,mas/day
d)EOP参数的random-walk variations(随机游走)
mar_wob 3650 3650 365 365
mar_ut1 365 365
单位:mas**2/yr(位移),(mas/day)**2/yr速率
- apr_tran 1 1 1 0 0 0
对平移参数的先验约束
- apr_ scale 10 0
缩放参数的先验约束
单位:parts per billion (ppb),ppb/yr
- apr_svanall F F F
卫星轨道参数的先验约束。fix antenna offsets to IGS a priori values。
- apr_ atm common 1
当合并相同历元的多个h文件,估计相同测站的天顶大气延迟。
- free_log -1
在eq_ file中关闭地震日志估计。
- out_ glb H------_COMB.GLX
输出合并的h文件。主要用来生成一个二进制的h文件(类似于htoglb的作用),目的是在一个工程中,把所有的h文件合并程单个h文件,用于之后的再处理。
out_glb com_@.GLX:其中的@代替工程list文件名,例如工程list为jxb_june20.gdl,则输出为com_june20.GLX
如果利用“+”符号合并一组h文件,那么可以有:out_glb H-----_expt.GLX(采用日期YYMMDD样式替代)。
- del_scra yes
为可重复性和组合运行删除临时文件。
(5)glorg.cmd命令文件介绍
- 需要估计的参数(用于赫尔默特变换7参数)
pos_org xtran ytran ztran xrot yrot zrot scale
- 调整用于实现参考框架的坐标稳定性
stab_ite <迭代次数> <测站Relative Weight> <n-sigma>
如:stab_it 4 0.8 3.0(0.8:上一次迭代的坐标sigma只允许80%的权重[降权];3.0:剔除站,如果大于3倍sigma)
- 用于定义参考框架的已知坐标文件(可以定义区域已知点)
apr_file ~gg/tables/igs14_comb.apr
- 指定参考框架的起算点:
这些起算点必须在apr_file文件中存在;
首先清除操作(stab_site clear);
然后给出起算点(stab_site tn11 ncma hayw frkn ncsw scgp ncsh ncnw);
也可以再另外的文件中指定。
- 起算点的层次结构:
例如在起算点文件igs14_hierarchy.stab_ site中:
stab_site AREQ/AREV/UNSA
意味着:如果解中(h文件)AREQ存在,就使用AREQ;否则假如AREV存在,就用AREV,以此类推,最后是UNSA(仅使用其中的1个)。
如果利用IGS站,首先推荐选择igs14_hierarchy.stab_ site 文件中第一列的站点。
- 计算区域欧拉矢量并应用:
Estimate rotation(Euler)vectors to be used with sh_org2vel to rotate the solution to a block or region-specific referernce frame;
plate eurasia kosg_2ps onsa_ 2ps nyal_4ps graz_ 2ps tlse_ 2ps kit3_ 2ps;
利用欧拉矢量计算站点速度(历元归算);
预定义了全球主要的板块运动模型。
- 关于速度等效问题:
一定区域范围(1000公里)的速度分量相同
eq_ dist 1000 ndot
eq_ dist 1000 edot
eq_ dist 1000 udot
对于距离较远的站的,使水平速度相同
equate trab_ gps ndot akto_ gps ndot
equate trab_ gps edot akto_ gps edot
6.sh_glred坐标重复性分析
(1)脚本输入:
- glred可以调用globk执行一 次一天的数据处理。而sh_ glred是一个脚本,可以方便地调用连续几天的glred。
- 运行前提:h文件,命令文件(globk.cmd、 glorg.cmd)。
#在工程目录
sh_ glred -cmd
sh_glred -s 2020 001 2020 030 -expt test -netext G -opt R H G T |tee sh_glred_20200502-0712.log
sh_glred -d 2021 023 -expt tree -netext G -opt R H G T |tee sh_glred_20210123-21023.log
R:删除glbf目录中存在的h*.gl?文件
H:运行htoglb,把文本文件转换为二进制文件
G:运行glred,用于合并h文件或者坐标重复性
T:运行tssum和sh_plot_pos绘图(新)
E:运行ensum和sh_ baseline绘图(早前)
(2)用法:
sh_glred -d <yr day> -s <yr1 d1 yr2 d2> -r <day> -ncomb<num> -net<networks> -expt<expt> -sinfo<sinfo> -local -noftp -prt -ftp_prog <ftp/ncftp> -mb -opt<A F H L U G E K C R>
必须(使用下面方法之一,用来指定处理的起止时间):
-s <yr1 d1 yr2 d2>:开始和结束日期,例如-s 2020 153 2020 178
-d <yr day>:处理单天的数据(例如,用于替代一个.org文件),例如-d 2020 153
-r <day>:当前开始日期的之前几天,例如-r 21
可选:
处理选项(至少需要一个):
统计(在gsoln目录):
grep '^POSS' globk*.org
- 起算站点的数量应该是一致的,并且至少与glorg中估计的参数数量相同(例如:旋转和平移各三个参数)
- wrms的数值应该每天基本一致,并且要小(<5毫米)[需要速度值]
7.坐标重复性检核
8.约束平差
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