多频多GNSS数据预处理软件设计与实现

胡伟建; 卢立果; 吴汤婷; 梁乔

doi:10.12265/j.gnss.2024011

多频多GNSS数据预处理软件设计与实现

doi: 10.12265/j.gnss.2024011

胡伟建^1,,
卢立果^1, ,,
吴汤婷^1,,
梁乔^2,

1.
东华理工大学测绘与空间信息工程学院, 南昌 330013
2.
安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院, 安徽蚌埠 233000

基金项目: 国家自然科学基金项目(42264003)；赣鄱俊才支持计划-主要学科学术和技术带头人培养项目(20232BCJ23018)；江西省自然科学基金(20224BAB213048)

详细信息

作者简介:
胡伟建：(1997—)，男，博士研究生，研究方向为GNSS数据处理. E-mail：1494170841@qq.com

卢立果：(1989—)，男，博士，副教授，研究方向为GNSS数据处理. E-mail：lglu66@163.com

吴汤婷：(1990—)，女，博士，讲师，研究方向为GNSS数据处理. E-mail：ttwu@ecut.edu.cn

梁乔：(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向为GNSS数据处理. E-mail：1741371956@qq.com

通信作者:
卢立果 E-mail: lglu66@163.com

中图分类号: P228
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出版历程
- 收稿日期: 2024-01-16
- 录用日期: 2024-01-16
- 网络出版日期: 2024-04-25

Design and implementation of multi-frequency and multi-GNSS data preprocessing software

HU Weijian^1
,,
LU Liguo^{1
, ,},
WU Tangting^1
,,
LIANG Qiao^2
,

1.
School of Surveying and Geoinformation Engineering, East China University of Technology, Nanchang 330013, China
2.
The First Institute of Hydrology and Engineering Geological Prospecting, Anhui Geological Prospecting Bureau, Bengbu 233000, China

摘要

摘要: GNSS数据预处理是实现高精度导航、定位和姿态应用的重要环节. 针对当前GNSS预处理工具和模块难以处理多频多系统观测数据的问题，研发了一款GNSS数据预处理软件(GNSS data preprocessing software，GDPS)，包括数据下载、格式转换、数据编辑、质量检核和辅助工具等模块，并通过PYQT5工具实现了软件图形用户界面的开发. 实验测试结果表明：该软件界面清晰，界面交互性较强，模块运算稳定，软件功能完善，可满足不同用户对多频多GNSS观测数据预处理的需求.
- GNSS /
- 数据预处理 /
- 质量检核 /
- Python /
- 软件开发
Abstract: GNSS data preprocessing plays a crucial role in achieving high-precision navigation, positioning, and attitude applications. However, existing GNSS preprocessing tools and modules face challenges in handling multi-frequency and multi-GNSS observation data. To address this issue, we have developed a GNSS data preprocessing software called (GDPS). GDPS includes modules for data download, format conversion, data editing, quality check and auxiliary tools. The software has been implemented using the PYQT5 tool, which enables a graphical user interface. Experimental tests have demonstrated that the software offers a clear interface, strong interactivity, stable module operation, and comprehensive software functions. Consequently, it effectively caters to the diverse needs of users for preprocessing multi-frequency and multi-GNSS observation data.
- GNSS /
- data preprocessing /
- quality checking /
- Python /
- software development

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图 1 软件总体框架

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图 2 GDPS软件主要界面设计

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图 3 测站分布图

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图 4 MGEX数据下载

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图 5 格式转换前后文件对比

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图 6 数据提取前后文件对比

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图 7 电离层延迟变化率的统计结果

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图 8 伪距多路径的统计结果

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图 9 伪距观测噪声的统计结果

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表 1 MGEX测站参数

跟踪站	接收机型号	天线类型	卫星频点
WUH2	JAVAD TRE_3	JAVRINGANT_G5T - NONE	GPS: L1/L2/L5 GLONASS: G1/G2/G3 BDS: B1I/B2I/B3I/B2a/B2a+b/B1C/B2b Galileo: E1/E5a/E5/E5b/E6
NNOR	SEPT POLARX5TR	SEPCHOKE_B3E6 - NONE	GPS: L1/L2/L5 GLONASS: G1/G2/G3 BDS: B1I/B2I/B3I/B2a/B1C/B2b Galileo: E1/E5a/E5/E5b/E6
REDU	SEPT POLARX5TR	SEPCHOKE_B3E6 - NONE	GPS: L1/L2/L5 GLONASS: G1/G2/G3 BDS: B1I/B2I/B3I/B2a/B1C/B2b Galileo: E1/E5a/E5/E5b/E6
BREW	SEPT POLARX5TR	ASH701945C_M - SCIT	GPS: L1/L2/L5 GLONASS: G1/G2/G3 BDS: B1I/B2I/B3I/B2a/B1C Galileo: E1/E5a/E5/E5b/E6

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表 2 MGEX跟踪站的单点定位精度RMS值 m

MGEX站	GPS			GLONASS			BDS			Galileo
MGEX站	N	E	U	N	E	U	N	E	U	N	E	U
WUH2	1.334	0.446	2.027	3.509	2.510	5.015	0.771	0.254	1.396	1.191	1.030	3.793
NNOR	0.591	0.440	1.175	1.539	2.700	4.601	0.632	0.324	1.332	0.441	1.390	1.374
REDU	1.734	0.878	2.143	1.512	0.675	4.105	1.966	0.430	2.610	1.205	0.730	2.542
BREW	0.658	0.474	3.309	3.585	1.668	7.863	0.666	0.732	4.347	1.100	0.772	3.805

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参考文献(24)

[1]	李博峰, 苗维凯, 陈广鄂. 多频多模GNSS高精度定位关键技术与挑战[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2023, 48(11): 1769-1783.
[2]	金双根, 汪奇生, 史奇奇. 单频到五频多系统GNSS精密单点定位参数估计与应用[J]. 测绘学报, 2022, 51(7): 1239-1248.
[3]	耿涛, 丁志辉, 谢新, 等. 基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2023, 48(2): 206-213.
[4]	金蕾, 吉渊明, 唐卫明, 等. BDS/GPS卫星数据质量分析软件开发及应用研究[J]. 大地测量与地球动力学, 2016, 36(9): 837-840,846.
[5]	CHEN Z S, CUI Y, LI L Y, et al. GDP: an open-source GNSS data preprocessing toolkit[J]. GPS solutions, 2020, 24(3): 87. DOI: 10.1007/s10291-020-01003-z
[6]	张国利, 杨开伟, 陈秀德. 一种多GNSS数据质量分析工具[J]. 导航定位学报, 2019, 7(1): 103-107.
[7]	王建伟, 冯在梅, 赵辉, 等. 海量GNSS数据产品的一站式快速获取方法[J]. 导航定位学报, 2022, 10(2): 176-182.
[8]	LU L G, LIANG Q, HU W J, et al. GDDS: Python software for GNSS data download[J]. GPS solutions, 2023, 27(2): 63. DOI: 10.1007/s10291-023-01400-0
[9]	ESTEY L H, MEERTENS C M. TEQC: the multi-purpose toolkit for GPS/GLONASS data[J]. GPS solutions, 1999, 3(1): 42-49. DOI: 10.1007/PL00012778
[10]	NISCHAN T. GFZRNX—RINEX GNSS data conversion and manipulation toolbox (VERSION 1.05) [EB/OL]. (2019-10-10) [2024-1-10]. https://doi.org/10.5880/gfz.1.1.2016.002
[11]	WEBER G, MERVART L, STURZE A, et al. The BKG ntrip client (BNC)[Z/OL]. Euref symposium: [S. N. ], 2007.
[12]	VACLAVOVIC P, DOUŠA J. G-Nut/Anubis: open-source tool for multi-gnss data monitoring with a multipath detection for new signals, frequencies and constellations[C]//LAG 150 years, proceedings of the IAG scientific assembly, 2016: 775-782. DOI: 10.1007/1345_2015_97
[13]	KAWAMOTO S, TAKAMATSU N, ABE S. RINGO: a RINEX preprocessing software for multi-GNSS data[J]. Earth planets and space, 2023(75): 54. DOI: 10.1186/s40623-023-01811-w
[14]	张涛, 秘金钟, 谷守周. Anubis的GNSS数据质量检核可视化表达与分析[J]. 测绘科学, 2017, 42(12): 163-170,177.
[15]	卢立果, 吴汤婷. 基于Python的TEQC可视化软件设计及GNSS实验教学应用[J]. 实验技术与管理, 2022, 39(6): 162-167.
[16]	任晓东, 刘俊峰, 郭博锋, 等. IGS数据产品智能化下载软件Ider的设计与实现[J]. 测绘信息与工程, 2012, 37(4): 43-46.
[17]	冯胜涛, 刘志广, 占伟, 等. RINEX观测数据文件格式及其应用[J]. 华北地震科学, 2014, 32(1): 38-46.
[18]	李征航, 黄劲松. GPS测量与数据处理[M]. 第三版. 武汉: 武汉大学出版社, 2016.
[19]	李树文, 王潜心, 龚佑兴. 北斗三号卫星新信号数据质量分析[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2021, 44(8): 1111-1117.
[20]	何义磊. 北斗三号最简系统卫星信号质量分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2020, 45(3): 394-402.
[21]	李涌涛, 李建文, 潘林, 等. 北斗三号新信号B1C和B2a观测数据质量分析评估[J]. 地球科学进展, 2018, 33(11): 1161-1168. DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2018.11.1161.
[22]	虞顺. BDS-3试验星/Galileo卫星观测数据质量评估方法与结果对比分析[D]. 武汉: 武汉大学, 2017.
[23]	滕月昊, 贾小林, 雷盼荣, 等. IGMAS多品牌监测接收机数据质量分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(1): 59-67.
[24]	蔡亲青, 朱锋, 陈曦, 等. 高度角与信噪比混合的GNSS随机模型精化及其对RTK定位性能的影响[J]. 全球定位系统, 2023, 48(1): 24-31.