TBC辅助程序设计与实现

吴 伟

（1.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081）

TBC辅助程序设计与实现

吴 伟1

（1.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081）

针对TBC软件输出的成果报告没有按照我国GPS测量规范作全面的统计分析和质量检核，还需要进行人工编辑，自动化能力较弱的缺陷，在TBC输出的数据文件基础上，设计了TBC辅助程序，并用VB．NET加以实现，解决了TBC输出的成果报告与我国GPS测量规范和测量习惯不一致的问题。

TBC；重复基线；同步环；异步环

随着GPS定位技术在测量领域的广泛应用，各种随机数据处理软件或专用的数据处理软件得到了极大发展[1-2]。美国天宝（Trimble）公司作为全球的GPS产品提供商，其随机数据处理软件被我国广大测绘工作者所采用[3-5]。2011年，TGO基线解算功能失效，Trimble公司推出了继TGO 1．63之后的新一代GPS数据后处理软件TBC（Trimble Business Center）。

尽管TBC较TGO的功能更加强大、界面更加人性化，而且增加了许多与测绘工程数据处理相关的功能[6-8]，但TBC在精度评定与报告输出方面与我国GPS测量规范和测量习惯存在差异的现状并没有改变。比如，在GNSS闭合环报告中，没有区分同步环或者异步环，而且同步环、异步环的检核都是统一的标准，而不是按照我国规范进行区别对待；在闭合环报告总结和基线处理报告总结中，都只是按水平精度和垂直精度作为通过与否的标准，而不是按照三分量的形式进行统计，这些差异给实际工作带来了一些麻烦。针对这种差异，笔者用VB．NET编写了TBC辅助程序，解决了TBC软件固有的缺陷，是TBC软件的一个重要补充。

1 可行性分析

辅助程序源数据来源于TBC数据交换文件（*.asc）、基线处理报告（*.txt）、GNSS闭合环报告（*.txt）以及无约束平差报告（*.txt）。在基线处理报告文件内，包含有基线解算类型、水平精度及垂直精度等重要信息。但是，在基线处理报告和数据交换文件内都没有显示基线解算ID，如果直接在2个文件之间进行数据交换，当遇到重复基线时，数据会出现混乱，不能一一对应。通过研究GNSS闭合环报告发现，该报告中既含有可以与基线处理报告文件进行唯一数据连接的解算ID，又含有与asc文件建立唯一连接的有效信息。在基线处理报告和GNSS闭合环报告中，随基线名称后面的基线解算ID是一一对应的，可以作为2个文件进行数据连接的唯一识别ID；在数据交换文件和GNSS闭合环报告中，起止点名和开始观测时刻（年：月：日：时：分：秒）可以作为数据连接的唯一识别ID。TBC辅助程序总体设计如图1所示。

图1 TBC辅助程序流程图

2 程序设计

2.1 基线检核

1）基线检核。基线检核由单基线总结和重复基线检核2个部分组成。单基线总结内容包括：基线编号、起始点号、终止点号、X分量、Y分量、Z分量、基线长、水平精度、RMS、垂直精度、相对误差、起始时间、终止时间、解类型等。重复基线检核包括重复基线较差的计算（观测时段＜3）和重复边各时段平差值中误差、相对误差的计算（观测时段≥3）。

国家GPS测量规范规定，复测基线长度较差ds应满足[10]：

基线平差值中误差：

式中，Δd=di-d， di为基线观测值，d为各时段基线观测值的平均值。相对误差为md/d，且要求md/d≤b。式中，b为比例误差系数，单位为10-6。

2）模块设计。重复基线信息总结模块需要的数据来源于存储基线信息的数据交换文件（数组ab），ab中已经包含了重复基线的需求信息。在TBC中，基线作为有方向的向量，对于任何一条基线，起点不同或观测时间不同，基线向量也就不同。重复基线可能有2 种情况：①起点和终点一样的基线；②一条基线的起点等于另一条基线的终点，且该基线终点等于另一条基线的起点。

在具体实现时，循环2次即可。在字符串数组ab中，利用其基线坐标三分量计算各基线长度，当观测时段小于3个时，进行重复基线较差的计算；当观测时段多于3个时段，进行重复边各时段平差值中误差和相对误差的计算，具体流程见图2。

图2 重复基线总结流程图

2.2 闭合环检核

1）同步/异步环提取。同步环/异步环的提取，主要利用GNSS闭合环报告中组成闭合环的各基线成员信息和数据交换文件中对应的该基线观测起止时刻、停止时刻，并顾及GPS网等级和同步观测时间来实现。首先，需要确定该闭合环包括的所有基线向量；其次，找出环中所有基线同步观测的时段，即在对该闭合环实施观测时，GPS接收机的最晚开机时刻和最早关机时刻；最后，如果同步观测时段大于各级GPS控制网所规定的有效观测时段长度，则认为该闭合环为同步观测闭合环；反之，则为异步环。

2）同步/异步环检核。国家GPS测量规范规定，对闭合环须进行 X、Y、Z 三维坐标分量闭合差检核及同步环/异步环闭合差检核[9]。在GNSS闭合环报告的不合格环信息中，已经给出了闭合环的ΔX、ΔY、ΔZ分量闭合差，这在TGO报告中是没有的。

同步环坐标分量闭合差及环闭合差限差检核公式为[10]：

异步环坐标分量闭合差及环闭合差限差检核公式为[10]：

3）模块设计。闭合环名称是由组成该环的所有基线的矢量ID构成的，如“PV56-PV54-PV57”。基线的矢量ID（如PV56）就是区别各基线的唯一标识符，如“CPI382→ CPII1145（ PV56）”。然后，通过基线起始点名和基线开始观测时刻，与数据交换文件建立连接。值得注意的是，在数据交换文件中，基线开始观测和结束观测时刻是UTC时间，而GNSS闭合环报告开始观测时刻是北京时间，二者时差8 h。最后，根据同步环/异步环判别方法分离GNSS闭合环，并进行质量检核。GNSS同步环与异步环质量检核及信息总结流程如图3所示。

3 实例分析

笔者利用某高铁CPI控制网复测成果对软件进行了测试。该控制网共有10个CPI点，正线长30 km，呈带状分布，坐标系统为CGCS2000，采用TBC 2．50进行数据处理。将TBC数据交换文件、基线处理报告文件、GNSS闭合环报告文件以及无约束平差报告文件分别导入TBC辅助程序设计，并进行各项设置，可得基线统计信息：基线总数79条，基线边中最弱边为CPI382→CPII1145，边长中误差为3．3 mm，相对中误差为1/9 985 357；重复基线47条，其中互差最大的为CPI385->CPI382，边长10 730．129 6 m，互差15．05 mm，允许误差31．61 mm，质量合格，重复基线总结界面如4所示。

图3 同步环与异步环总结流程图

图4 重复基线总结界面

为了分析软件同步/异步环提取及精度评定的可靠性，利用整个GPS网Rinex标准格式的观测数据，分别用TBC 2．50、Compass、中海达GPS数据处理软件、南方GPS数据处理软件进行解算，将生成的闭合环报告与TBC辅助程序运算结果进行比较，统计结果如图5、表1所示。

图5 同步环与异步环总结界面

表1 不同软件统计结果对比

由表1可知，TBC辅助程序统计结果与Compass、中海达、南方GPS数据处理软件所得同步环、异步环的个数比较一致。

4 结 语

结合生产实际情况和工作体会，完成了TBC辅助程序，并将其应用于实际生产，取得了良好的效果。解决了TBC输出的基线处理报告、GNSS闭合环报告与我国GPS测量规范和测量习惯存在差异的问题，使得基线检核与总结、重复基线检核与总结、同步/异步环提取及质量检核变得非常简单，人工编辑少、自动化能力强，具有很好的实用性。

[1] 陈秋杰,张兴福,王兵海,等．GPS控制网成果报告自动生成软件设计与实现[J]．测绘通报,2010(3):38- 40

[2] 刘大杰,白征东．一种网三维平差的数学模型[J]．测绘学报,1997,26(1):38-41

[3] 白铁勇．TGO辅助程序设计[D]．成都:成都理工大学,2010

[4] 罗贤茂,陈军胜．在TGO中实现以三维坐标分量方式统计环闭合差[J]．四川测绘,2007,30(1):41-43

[5] 白铁勇,余代俊,付崇江．基于TGO软件的GPS网同步环及异步环提取[J]．测绘科学,2011,36(3):102-103

[6] TBC软件数据处理与使用[S]．

[7] Trimble Navigation Limited． Trimble Business Center Tutorial [M]．USA:Trimble,2011

[8] 徐以厅,宋济宇．基于Trimble VISION 技术的照相测量法的应用[J]．测绘通报,2012(9):100-101

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

[10] GB/T 18314-2009．全球定位系统（GPS）测量规范[S]．

P228

B

1672-4623（2016）06-0083-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.06.027

吴伟，硕士，主要从事水利水电安全监测工作。

2014-07-29。