包 晗，邰 贺

（沈阳市勘察测绘研究院，辽宁 沈阳110004）

0 引 言

GAMIT－GLOBK软件是美国麻省理工学院（MIT）与圣迭哥海洋研究所（Scirpps）研制的数据处理软件。其特点是运算速度快、版本更新周期短以及在精度许可范围内自动化处理程度高等，因此应用相当广泛，计算的基线相对精度均优于10－7，平差后最弱点点位中误差精度为厘米级［1］，广泛应用于城市级的控制网建立工程中。介绍如何应用GAMIT－GLOBK软件对沈阳市市级控制网进行定位解算。

1 GAMIT－GLOBK软件组成

GAMIT－GLOBK软件是由GAMIT和GLOBK两部分组成，GAMIT主要完成基线解算，GLOBK主要完成网平差的功能［2］。

GAMIT主要由以下几个程序构成:ARC（轨道积分）、MODEL（观测方程构建）、SINCLN（单差自动修复周跳）、DBCLN（双差自动修复周跳）、CVIEW（交互式修复周跳）、SOLVE（最小二乘求解）、CFMRG（增加具体的说明）等。通过使用MAKEX，可将RINEX格式的原始观测数据转换为GAMIT所采用的数据格式文件，生成误差方程系数（即偏导数）与常数项主要用于数据分析，解算完成 后 得 到 O－file、Q－file 文 件 以 及 用 于 后 续GLOBK软件的H－file文件。

GLOBK模块为美国斯克里普斯海洋研究所（SIO）和哈佛大学（Harvard University）共同研究开发，其基本功能实现基线平差（卡尔曼滤波），能够将不同大地测量观测手段得到的解（比如GPS，VLBI及SLR）合并得到统一框架下的结果以及速度场。

2 解算准备

应用GAMIT进行基线解算时需要考虑多种误差影响，例如钟差改正、电离层折射改正、对流层折射的大气参数模型改正以及光压模型改正等［3］，需要准备各项Tables表，主要包括 :

leap．sec （跳 秒 文 件）；luntab （月 亮 历 表）；soltab（太阳历表）；L－file（近似坐标文件）；pole（极移参数）；nultab（摄动历表）；ut1（国际时间系统）；潮汐表等，确保以上文件都更新到最新的状态，尤其是L－file，其对于解算结果有一定影响。将原始观测文件转换为标准RINEX格式，并确定天线类型以及量高方式。按照软件的解算要求建立相应的文件目录，将精密星历文件、RINEX观测文件、导航星历文件等拷贝至相应的目录下。设置好控制文件sittbl以及session文件。

3 基线处理

首先进行数据预处理，包括周跳探测与修复，轨道构建等过程。

解算分为三个阶段进行:第一阶段，进行初始平差，解算模糊度参数和基线向量的实数解（浮动解）；第二阶段是将模糊度固定成整数；第三阶段是将固定的整数模糊度作为已知值，仅将待定的测站坐标作为未知参数，再次平差解算，解出基线向量的最终解［4］。

GAMIT提供脚本操作，即按照相应的目录构建完毕后，使用Sh＿gamit语句，遵照设定语法进行语句的编写并执行，即可完成自动解算过程，仅需要少量人工干预，结果包括h－file等GLOBK需要的各种文件。

4 网平差

建立目录glbf和soln（均与Gamit中的单天目录平行），用htoglb将h－file转换成二进制格式，用l s生成gdl文件，准备好apr文件，globk和glorg命令文件，并做好命令文件的相关设置。需要注意的是使用globk进行平差，得到每天的坐标prt文件，上述坐标结果其内部几何性很好，但是每天坐标框架的浮动都很大，需要把每天的解都统一到同一框架（如ITRF框架）中。运行glred命令，自动激发globk和glorg。前者进行平差，得到每天坐标的prt文件。后者得到ITRF坐标的org文件。

如果平差结果不理想，用plotcrd把时间序列输出到屏幕，发现有粗差后剔除并返回到Gamit重新解算该天基线之后再进行平差，直到得到理想结果。

5 实际算例

沈阳市控制网框架由沈阳市连续运行参考站7个站点、3个国际IGS跟踪站站点以及覆盖沈阳市的5个中国地壳运动观测网络基准站组成。采用该框架建立实时观测数据，连续观测7天，单天观测24h，采样率为15s，卫星高度截止角0°．框架网的网图如图1所示。

基线解算采用 GAMIT V10．34版本，采用IGS最终精密星历，并固定轨道。处理时所采用的参考框架ITRF2005，参考历元为瞬时历元2008．7 145（对应时间2008年9月18日，年积日为262）。引入的IGS站为:WUHN（武汉）、BJFS（北京）、SHAO（上海），将这些IGS站作为框架网的基准。解算以同步时段为单位进行，并顾及以下因素:

图1 框架网的网图

1）星钟差的模型改正（用广播星历中的钟差参数）；

2）接收机钟差的模型改正（用根据伪距观测值计算出的钟差）；

3）电离层折射影响用LC观测值消除；

4）对流层折射根据标准大气模型用萨斯坦莫宁模型改正，采用分段线性的方法估算折射量偏差数；

5）卫星和接收机天线相位中心改正，接收机天线L1、L2相位中心偏差采用GAMIT软件的设定值；

6）测站位置的潮汐改正；

7）卫星截止高度角为15°，历元间隔为30s；

8）所有GPS站的基线解算均归算到测站标石中心。

经过计算，框架网含重复基线45条，基线分量重复性统计如表1所示。

表1 基线向量重复性统计表

由于GAMIT采用的是网解，其同步环闭合差在基线解算时已经进行了分配，因此，基线同步环的闭合差为0．对于同步环检核，可以将解的nrms值作为同步环质量好坏的一个指标，一般要求nrms＜0．5．本网计算的同步时段，nrms均小于0．25，表明整网的整体外业观测数据质量较高，基线解的精度较好。

异步环闭合差主要反映整个外业观测数据质量和基线解算质量的可靠性，相对于同步环闭合差，异步环闭合差对GPS成果质量更为重要［5］。本网异步环闭合差统计如表2所示。

表2 异步环闭合差统计表

全部异步环闭合差均小于1／3限差值，表明框架网的数据质量较好，基线处理结果可靠。

三维平差在ITRF2005瞬时坐标框架下完成，通过约束IGS站点的CGCS2000坐标，获取框架网在国家坐标系统下的坐标成果。评查结果统计表如表3所示。

表3 平差精度统计表

通过平差精度可以看出，所有点位的三维分量精度均在毫米级，表明整网的平差精度很高。

6 结 论

GAMIT－GLOBK软件作为高精度定位解算的基线处理软件对于大数据量的观测来讲，具有运算速度快的特点，尤其是对于长基线的计算，其精度非常高。通过实测数据的验证，说明了在城市级大型控制网建立过程中采用该软件，在精度上完全可以满足规范的要求。

［1］ 刘大杰，施一民，过静珺．全球定位系统的原理与数据处理［M］．上海:同济大学出版社，1996．

［2］ 李征航，黄劲松．GPS测量与数据处理［M］．武昌:武汉大学出版社，2005．

［3］ 国家测绘局．全球定位系统（GPS）测量规范 GB／T18314－2009（5）［S］．中国标准出版社，2009．

［4］ 刘国深，詹锦祥．城市平面坐标系与GPS二维约束的参数问题讨论［J］．全球定位系统2007，33（3）:30－34．

［5］ 谢劭锋，王新桥．工程控制网必要观测时间探讨［J］．全球定位系统，2007，33（4）:30－32．