本文主要介紹了Linux操作系統(tǒng)中GAMIT的安裝過程，并結(jié)合實(shí)例介紹了其使用方法。

 

　　1、引言

 

　　隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，在大地測(cè)量、工程測(cè)量、地球動(dòng)力學(xué)、GPS氣象學(xué)等多種學(xué)科中得到廣泛的應(yīng)用，精密解算GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)的軟件也得到了重視與發(fā)展。國(guó)內(nèi)外開發(fā)了許多GPS數(shù)據(jù)處理軟件，主要有著名的美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT和斯克里普斯海洋研究所SIO開發(fā)的GAMIT軟件，美國(guó)宇航局NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室JPL研發(fā)的GIPSY-OASIS軟件，以及瑞士伯爾尼大學(xué)天文研究所研制的BERNESE軟件等幾種。本文主要介紹GAMIT軟件，其最主要的特點(diǎn)是其解算精度高，且免費(fèi)開放源代碼，用戶可以根據(jù)需要對(duì)源程序做相應(yīng)的修改，以便于科研工作。

 

　　2、GAMIT簡(jiǎn)介

 

　　GAMIT

 

　　可以解算衛(wèi)星軌道、測(cè)站坐標(biāo)、大氣延遲、整周模糊度等。它主要由以下幾個(gè)模塊組成：ARC軌道積分、MODEL組成觀測(cè)方程、SINCLN單差自動(dòng)修復(fù)周跳、DBLCLN雙差自動(dòng)修復(fù)周跳、CVIEW人工交互式修復(fù)周跳、CFMRG用于創(chuàng)建SOLVE所需的M文件、SOLVE利用雙差觀測(cè)按最小二乘法求解參數(shù)。

 

　　GAMIT

 

　　軟件所需的數(shù)據(jù)是RINEX格式的，可以處理各種不同型號(hào)的GPS接收機(jī)采集的數(shù)據(jù)。目前，GAMIT軟件支持在UNIX和Linux操作系統(tǒng)上運(yùn)行，本文以GAMIT10.2和LinuxRedHat 9.0為例來講解其安裝與使用過程。

 

　　3、軟件的安裝

 

　　3.1 LINUX系統(tǒng)的安裝

 

　　首先確保電腦上有足夠的空間來安裝Linux，在這推薦至少有10G的空閑空間。Linux系統(tǒng)的安裝可選擇從光盤安裝，硬盤安裝或網(wǎng)絡(luò)安裝，一般選擇從光盤安裝。在光驅(qū)中插入安裝光盤，從光盤引導(dǎo)后，根據(jù)安裝向?qū)У奶崾�，就能完成Linux系統(tǒng)的安裝。

 

　　3.2 LINUX編譯器的更新

 

　　Linux

 

　　系統(tǒng)的C和Fortran編譯器系統(tǒng)默認(rèn)的文件選項(xiàng)中MAXUNIT為100，而GAMIT軟件源代碼中則要求MAXUNIT為10000。如果不進(jìn)行修改而直接進(jìn)行GAMIT軟件的安裝，則會(huì)產(chǎn)生很多的警告性錯(cuò)誤，造成安裝后無法正常運(yùn)行。安裝GCC的步驟如下：用戶可以從網(wǎng)站上http://gcc.gnu.org下載GCC編譯器2.95.3或以上版本的源代碼，拷貝至/usr/gcc目錄下,進(jìn)入該目錄，用tarzxvf命令將其解壓后，找到gcc-2.95.3/libf2c/libI77/目錄下的fio.h文件，用vi命令打開，將#defineMAXUNIT100這一行改為10000，保存后，退到/usr/gcc目錄，重新進(jìn)行編譯和安裝GCC。

 

　　3.3 GAMIT系統(tǒng)的安裝

 

　　從麻省理工學(xué)院的FTP服務(wù)器http://bowie.mit.edu下載GAMIT軟件包，其中包括了軟件源代碼和安裝包。在Linux系統(tǒng)中創(chuàng)建/usr/GAMIT目錄，將GAMIT安裝包目錄/source下的文件拷貝至此，其中有安裝install_software和幾個(gè)以.tar.Z結(jié)尾的壓縮文件，以10.2版為例，分別為：

 

　　install_software 安裝批處理文件

 

　　com.10.2.tar.Z 組件壓縮包

 

　　GAMIT

 

　　.10.2.tar.Z GAMIT軟件壓縮包

 

　　help.10.2.tar.Z 幫助系統(tǒng)壓縮包

 

　　kf.10.2.tar.Z kf軟件壓縮包

 

　　libraries.10.2.tar.Z 庫文件壓縮包

 

　　templates.10.2.tar.Z 數(shù)據(jù)模塊壓縮包

 

　　maps.10.2.tar.Z 地圖數(shù)據(jù)壓縮包

 

　　在安裝軟件前，要做一些相關(guān)配置。首先，要對(duì)安裝程序的配置文件Makefile.config進(jìn)行修改。與系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)置主要是庫文件和編譯器的路徑設(shè)置，在Linuxredhat9.0下設(shè)置的路徑為：

 

　　X11LIBPATH /usr/X11R6/lib

 

　　X11INCPATH /usr/X11R6/include/X11

 

　　與GPS數(shù)據(jù)處理相關(guān)的幾個(gè)參數(shù)為：

 

　　MAXSIT 最大測(cè)站數(shù) 默認(rèn)值45

 

　　MAXSAT 最大衛(wèi)星數(shù) 默認(rèn)值30

 

　　MAXATM 最大天頂延遲參數(shù) 默認(rèn)值49

 

　　MAXEPC 最大歷元數(shù) 默認(rèn)值2880

 

　　以上幾個(gè)參數(shù)可根據(jù)用戶的實(shí)際研究需要作相應(yīng)的修改。其次，由于install_software是用Cshell寫的安裝腳本，所以在運(yùn)行install_software前要確保命令解釋程序?yàn)镃shell，且install_software具有可執(zhí)行的屬性，可用命令chmod+x為其添加可執(zhí)行屬性。

 

　　做好這些準(zhǔn)備就可以安裝軟件了，進(jìn)入/usr/GAMIT目錄，運(yùn)行命令./install_software，然后根據(jù)屏幕給出的提示給予回應(yīng)，就可以完成安裝。

 

　　3.4 設(shè)置軟件路徑

 

　　等待上述安裝過程結(jié)束之后，并不能正常運(yùn)行GAMIT軟件，要對(duì).cshrc文件配置。把路徑/usr/GAMIT/com、/usr/GAMIT/GAMIT/bin、/usr/GAMIT/kf/bin，加入到path。這樣做是因?yàn)槲覀冊(cè)诳刂婆_(tái)中運(yùn)行程序時(shí)，使用的是bashshell，若不改寫Cshell配置文件，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法從路徑中調(diào)用到GAMIT的命令。這樣GAMIT軟件才算真正地完成了安裝。

 

　　4、運(yùn)行實(shí)例

本文選取了2006年，年積日為100天的安徽黃山ahhs、安徽馬鞍山ahma、江蘇常州jscz、江蘇高郵jsgy、上海奉先shfx、上海浦東shpd6個(gè)國(guó)內(nèi)的GPS觀測(cè)站的觀測(cè)資料。

 

　　4.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

 

　　建立rinex、eph、tables目錄和以年積日100命名的工作目錄。在rienx目錄中準(zhǔn)備該天的所選用的各個(gè)觀測(cè)站的觀測(cè)文件o-files。在eph目錄中準(zhǔn)備導(dǎo)航文件auto1000.06n，GPS衛(wèi)星星歷igu13701.sp3，極移表pole.，TAI-UT1國(guó)際時(shí)間系統(tǒng)表ut1.，壞衛(wèi)星信息文件svs_exclude.txt。在tables中建立：測(cè)站信息文件station.info,測(cè)段信息控制文件sestbl.,測(cè)站信息控制文件sittbl.,天線相位中心改正表antmod,dat,周跳的自動(dòng)探測(cè)和修改命令表autcln.cmd，地球形狀參數(shù)表gdetic.dat，跳秒表leap.sec，月亮表luntab.，章動(dòng)表nutabl.，太陽表soltab.，星號(hào)對(duì)照表svnav.dat，接收機(jī)及其天線型號(hào)對(duì)照表rcvan.dat。上述的文件，可以在網(wǎng)站ftp://lox.ucsd.edu下載2006年底100天的衛(wèi)星星歷，以及2005年的太陽表、月亮表和章動(dòng)表這些表每年都要更新，因此要下載所處理數(shù)據(jù)當(dāng)年的，其余的文件在安裝GAMIT時(shí)是自帶的，復(fù)制到對(duì)應(yīng)的文件夾下即可。需要注意的是，station.info,sestbl., sittbl.這三個(gè)文件，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際處理的情況做相應(yīng)的修改。編輯station.info文件：首先打開o-files,記錄每個(gè)選用臺(tái)站的X、Y、Z方向的高度和接收機(jī)型號(hào)、天線型號(hào)，然后來校正station.info文件中的數(shù)據(jù)，以求每一個(gè)站都有正確的天線高度等信息。開始和結(jié)束時(shí)間形如：000 0 2400，則天線信息不僅適用于這一天，而且適用于以后的天，直到有更新的信息。同一站的信息可以出現(xiàn)多次，但不必相鄰，但必須是按時(shí)間先后順序排列的。編輯sestbl.文件：文件選擇計(jì)算方案和設(shè)置與計(jì)算方案相應(yīng)的參數(shù)。主要設(shè)置下面幾項(xiàng)： A、Choice of ExperimentRELAX：定軌、定位、解ERP； center：僅僅定位。 B、Choice of ObservableLC_HELP:用LC觀測(cè)解模糊度； LC_RANGE:用LC觀測(cè)模糊度，但更強(qiáng)調(diào)偽距的作用；LC_ONLY:用LC觀測(cè)，不解模糊度； L1_ONLY:僅僅使用L1，解模糊度，對(duì)于幾公里的小網(wǎng)；L2_ONLY:僅僅使用L2，解模糊度，對(duì)于幾公里的小網(wǎng)； C、Zenith Delay EstimationYES：解算天頂延遲估計(jì)； NO：不解算天頂延遲估計(jì)。 D、Interval Zen 解算天頂延遲參數(shù)的時(shí)間間隔。編輯sittbl.文件：首先檢查是否包括每個(gè)選用測(cè)站的信息，缺少的信息要補(bǔ)全，然后對(duì)每一個(gè)站設(shè)置先驗(yàn)約束。這里主要是對(duì)臺(tái)站在X、Y、Z方向擺動(dòng)的作限制。4.2 數(shù)據(jù)處理步驟1用ln命令鏈接../rinex，../eph，../tables內(nèi)的文件到work；

 

　　2執(zhí)行makexp程序建立所有準(zhǔn)備文件的輸出及一些模塊的輸入文件。系統(tǒng)會(huì)提示讓輸入試驗(yàn)名、軌道名、year、doy、sessionnumber、概略坐標(biāo)文件、導(dǎo)航文件名，系統(tǒng)還會(huì)提示輸入采樣間隔、起始時(shí)間、歷元數(shù)。這樣，我們依次輸入pgga，pgga，2006，100，0，lpgga，auto1000.06n，6000 1440即可。

 

　　3sh_sp3fit –-f igu13701_18.sp3 –-d 2006 099 100 –-ttpgga6.100

 

　　并將生成的*.099文件改名為*.100

 

　　4makej auto1000.06n jauto6.100

 

　　5makex pgga.

6fixdrv dpgga6.100

 

　　7csh b*.bat

 

　　以上pgga為工程名稱，可以根據(jù)需要進(jìn)行替換。

 

　　4.3 數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析

 

　　此次數(shù)據(jù)處理例子是解算對(duì)流層天頂延遲的。結(jié)算的精度與可靠性主要看兩個(gè)方面：

 

　　1是否使用了足夠的資料。所得基線分量的精度是衡量這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是否滿足的標(biāo)志。此例中基線邊解算精度的統(tǒng)計(jì)如表1所示。

 

　　由表1可以看到，GAMIT解算得到的基線相對(duì)精度均優(yōu)于對(duì)臺(tái)站坐標(biāo)和衛(wèi)星軌道所加的約束10-3。

 

　　2對(duì)資料的擬合模型是否達(dá)到它的噪聲水平。滿足這個(gè)條件的判據(jù)是解的nrmsnormalizedrms,即每個(gè)自由度的chi-square的平方根。其理論值是1，但實(shí)際上這個(gè)值在0.25左右才算正常，本例中nrms=0.28。如果這個(gè)值大于0.5，則意味著有殘余的周跳，或是有嚴(yán)重的其它問題。

 

　　表 1

 

　　基線邊

 

　　基線長(zhǎng)m

 

　　精度m

 

　　相對(duì)精度

 

　　AHHS- AHMA

 

　　221380.31016

 

　　0.00386

 

　　1.74×10-8

 

　　AHHS- JSCZ

 

　　288514.33161

 

　　0.00344

 

　　1.19×10-8

 

　　AHHS- JSGY

 

　　358731.77533

 

　　0.00354

 

　　0.99×10-8

 

　　AHHS- SHFX

 

　　335520.06794

 

　　0.00456

 

　　1.36×10-8

 

　　AHHS- SHPD

0.00496

 

　　1.40×10-8

 

　　AHMA- JSCZ

 

　　139674.63390

 

　　0.00490

 

　　3.51×10-8

 

　　AHMA- JSGY

 

　　149475.83358

 

　　0.00417

 

　　2.79×10-8

 

　　AHMA- SHFX

 

　　294612.54009

 

　　0.00580

 

　　1.97×10-8

 

　　AHMA- SHPD

 

　　293058.38336

 

　　0.00645

 

　　2.20×10-8

 

　　JSCZ- JSGY

 

　　114012.99629

 

　　0.00343

 

　　3.01×10-8

 

　　JSCZ- SHFX

 

　　176465.95374

 

　　0.00508

 

　　2.88×10-8

 

　　JSCZ- SHPD

 

　　165474.09440

 

　　0.00610

 

　　3.69×10-8

 

　　JSGY- SHFX

 

　　281897.78401

 

　　0.00498

 

　　1.77×10-8

&nbJSGY- SHPD

 

　　264050.84049

 

　　0.00603

 

　　2.28×10-8

 

　　SHFX- SHPD

 

　　32751.45431

 

　　0.00630

 

　　1.92×10-7

 

　　5、結(jié)論

 

　　讀者可以根據(jù)以上的步驟進(jìn)行GAMIT軟件的安裝與運(yùn)行，不同的硬件配置，處理結(jié)果可能有微小的差異。從以上可以得到結(jié)論，GAMIT在Linux系統(tǒng)上的處理結(jié)果是可靠的。然而，GAMIT為一復(fù)雜的GPS處理軟件，在實(shí)際使用時(shí)，會(huì)遇到各種各樣的問題，這就需要在實(shí)踐中不斷地摸索總結(jié)，這樣，才能熟練掌握它。