GPS觀測文件格式說明解析

RINEX簡介內(nèi)容目錄1、RINEX的由來2、RINEX的文件類型和命名規(guī)則3、RINEX文件結(jié)構(gòu)和格式說明（附實例）4、有待解決的問題1、RINEX的由來RINEX(ReceiverIndependentExchangefromat，與接收機無關(guān)的交換格式)是一種GPS測量應(yīng)用中普遍采用的數(shù)據(jù)格式。一般來說，GPS接收機傳輸?shù)诫娔X上的數(shù)據(jù)是以二進制文件的形式進行存儲，此方法有存儲效率高，各類信息全的優(yōu)點。但是，不同廠商或不同型號接收機數(shù)據(jù)格式不同，無法相互識別。RINEX格式文件就是這樣的背景下，為方便進行各類GPS二進制數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換和傳輸而產(chǎn)生的。RINEX從開始的1.0，到2.0，最新的版本是RINEX3.01。下面介紹的內(nèi)容主要介紹RINEX第二版2.1文件類型在RINEX格式的第2版中定義了6種不同類型的數(shù)據(jù)文件,分別用于存放不同類型的數(shù)據(jù),它們分別是：

1、觀測值文件(O文件，用于存放GNSS觀測值)；

2、導(dǎo)航電文文件(N文件，用于存放GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航電文)；

3、氣象數(shù)據(jù)文件(M文件，用于存放在測站處所測定的氣象數(shù)據(jù))；

4、GLONASS導(dǎo)航電文文件(G文件，用于存放GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航電文)；

5、GEO導(dǎo)航電文文件(H文件，用于存放在增強系統(tǒng)中搭載有類GPS信182號發(fā)生器的地球同步衛(wèi)星(GEO)的導(dǎo)航電文)；

6、衛(wèi)星和接收機鐘文件(C文件，用于存放衛(wèi)星和接收機時鐘信息)；比較常見的是O、N、M三種文件，O、N兩種文件在進行數(shù)據(jù)處理分析時通常是必須的。RINEX格式對數(shù)據(jù)文件的命名有著特殊規(guī)定,以便用戶能夠僅通過文件名就能很容易地區(qū)分數(shù)據(jù)文件的歸屬、類型和所記錄數(shù)據(jù)的時間。

RINEX文件采用8.3的命名方式，完整的文件名由用于表示文件歸屬的8字符長度主文件名和用于表示文件類型的3位字符長度擴展名兩部分所組成,其具體形式如下其具體方式為：ssssdddf.yyt。其中：

ssss～以4個字節(jié)表示的臺站名；

ddd～文件中第一組數(shù)據(jù)觀測時間的年積日(例如：1月1日為001，2月2日為032)；

f～該站該日收到的某類文件的順序號，又叫時段號，取值為0～9,A～Z,當為

0時表示文件包含了當天所有的數(shù)據(jù)

yy～以兩位數(shù)表示的年(例如：96表示1996年)；

t～文件種類：

O～觀測數(shù)據(jù)文件；

N～廣播星歷文件；

M～地面氣象數(shù)據(jù)文件。

應(yīng)注意，在RINEX2格式的GPS數(shù)據(jù)中，時間均以GPST計，即與UTC要差一個整數(shù)跳秒數(shù)。2.2命名規(guī)則3、文件結(jié)構(gòu)和格式說明RINEX文件有嚴格的文件結(jié)構(gòu)和格式。分為兩個部分，文件頭（HEADER）和數(shù)據(jù)記錄。每行不得超過80個字符，前60個字符為實際內(nèi)容，后20個為內(nèi)容標簽。（標簽一般以簡易英文表示）實例文件頭RINEX格式文件的文件頭用于存放與整個文件有關(guān)的全局性信息,位于每個文件的最前部,其最后一個記錄為“ENDOFHEADER”。在文件頭中,每一記錄的第61～80列為該行記錄的標簽,用于說明相應(yīng)行上第1～60列中所表示的內(nèi)容。觀測值文件的文件頭存放有文件的創(chuàng)建日期、單位名、測站名、天線信息、測站近似坐標、觀測值數(shù)量及類型、觀測歷元間隔等信息。

導(dǎo)航電文的文件頭存放有文件創(chuàng)建日期、單位名及其他一些相關(guān)信息,另外,還有可能會包含電離層模型的參數(shù)以及說明GPS時與UTC間關(guān)系的參數(shù)和跳秒等。

氣象數(shù)據(jù)文件的文件頭則存放有文件創(chuàng)建日期、觀測值類型、傳感器信息和氣象傳感器的近似位置及其他一些相關(guān)信息。記錄數(shù)據(jù)RINEX格式文件的記錄數(shù)據(jù)緊跟在文件頭的后面,隨文件類型的不同,所存放數(shù)據(jù)的內(nèi)容和具體格式也不相同。在觀測值文件中存放的是觀測過程中每一觀測歷元所觀測到的衛(wèi)星及載波相位、偽距和多普勒等類型的觀測值數(shù)據(jù)等,所包含的實際觀測值類型與接收機所記錄的類型及格式轉(zhuǎn)換時的參數(shù)設(shè)置有關(guān)。在導(dǎo)航電文文件中存放的是所觀測衛(wèi)星的鐘差改正模型參數(shù)及衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)等。由于廣播星歷每2h更新一次,因此,在導(dǎo)航電文文件中可能會出現(xiàn)某顆衛(wèi)星具有多個不同參考時刻鐘差模型改正參數(shù)和軌道數(shù)據(jù)的情況。在氣象數(shù)據(jù)文件中存放的是觀測過程中每隔一段時間在測站天線附近所測定的干溫、相對濕度和氣壓等數(shù)據(jù)。圖1-1RINEX格式觀測值文件的結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)1.GPS導(dǎo)航電文文件接收機鎖定衛(wèi)星并解出C/A碼后，就能取得廣播星歷，即衛(wèi)星坐標計算參數(shù)，在實時GPS應(yīng)用中，它是必不可少的，大部分的工程網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)的后處理也采用廣播星歷。RINEX2格式的廣播星歷文件如表1-1所示。2.觀測文件接收機測得的相位和偽距觀測值均記錄在觀測文件中，如表1-3所示。3.氣象文件在高精度觀測時，有時需要記錄氣象數(shù)據(jù)，RINEX2格式的氣象數(shù)據(jù)文件如下表1-4所示。表1-1RINEX2格式的廣播星歷文件RINEX版本號指本文件類型為廣播星歷第二行是生成該文件的單位、執(zhí)行人、及文件形成日期。表示結(jié)束電離層改正參數(shù)給出了GPST與UTC之間的跳秒數(shù)每8行表示一顆衛(wèi)星的廣播星歷，第一行的第1個數(shù)字是衛(wèi)星的PRN號碼(偽隨機編號)。對應(yīng)量的含義如表1-2表1-2RINEX2格式廣播星歷數(shù)據(jù)含義

上表中的前幾行為表頭，表頭中的第60～80個字符是相應(yīng)行的說明，如第一行的“2”是RINEX版本號，“NAVIGATIONDATA”是指本文件類型為廣播星歷；第二行是生成該文件的單位、執(zhí)行人、及文件形成日期。表頭以“ENDOFHEADER”表示結(jié)束，表頭結(jié)束有時也用空行表示。表頭中注解為“IONALPHA”和“IONBETA”的兩行指相應(yīng)的參數(shù)是電離層改正參數(shù)(采用差分模型相對定位時，該參數(shù)無用)，注解為“LEAPSECONDS”的行給出了GPST與UTC之間的跳秒數(shù)，在表頭結(jié)束前可插入無限多的注解行，注解行的說明為“COMMENT”。表頭結(jié)束后，每8行表示一顆衛(wèi)星的廣播星歷，第一行的第1個數(shù)字是衛(wèi)星的PRN號碼(偽隨機編號)。表1-3RINEX2格式的觀測數(shù)據(jù)文件接收機號碼、類型、版本天線號碼、類型天線L1相位中心與點位的關(guān)系(向上、向東、向北的偏離量)觀測值種類數(shù)及觀測值類型注解行是觀測各歷元的觀測數(shù)據(jù)，每歷元數(shù)據(jù)由一個歷元時間行和多個觀測數(shù)據(jù)行組成，每個歷元時間行的內(nèi)容為：年，月，日，時，分，秒，質(zhì)量標記，衛(wèi)星數(shù)，衛(wèi)星號碼，衛(wèi)星號碼，...，鐘差測站近似坐標

與廣播星歷表一樣，觀測文件也有一個表頭，表頭也以“ENDOFHEADER”或空行表示結(jié)束，表頭中每行的60～80字符為給出本行內(nèi)容的說明，如表1-3所示，觀測文件的表頭中列出了RINEX版本號、形成文件的單位、人員、點號、點名、觀測者與單位、接收機號碼類型版本、天線號碼類型、臺站近似坐標、天線L1相位中心與點位的關(guān)系(向上、向東、向北的偏離量)、采樣間隔、波長因子、觀測值種類數(shù)及觀測值類型、第一個觀測歷元時刻、最后一個觀測歷元時刻、測得衛(wèi)星的號碼，說明為“COMMENT”的注解行等。

表頭結(jié)束后，是觀測各歷元的觀測數(shù)據(jù)，每歷元數(shù)據(jù)由一個歷元時間行和多個觀測數(shù)據(jù)行組成，每個歷元時間行的內(nèi)容為：年，月，日，時，分，秒，質(zhì)量標記，衛(wèi)星數(shù)，衛(wèi)星號碼，衛(wèi)星號碼，...，鐘差表1-4RINEX2格式的氣象數(shù)據(jù)文件

表頭及結(jié)束符與星歷和觀測數(shù)據(jù)文件類似，記錄的是各氣象觀測時刻(年月日時分秒)，臺站周圍的氣壓(毫巴)、干溫(攝氏度)、相對濕度(百分比)。PR:氣壓(mbar)TD:干溫(℃)HR:相對濕度(%)RIN