GNSS接收机校准工具软件设计与实现.pdf

第25卷第1期2023年3月测绘技术装备Geo ma tic s Tec h n o l o o e a n d Eq u ipmen tVcB 25 Nv.1Ma e.2023G NSS接收机校准工具软件设计与实现赵会鑫，王俊民，阮林林，史志刚，吴华为，胡东民（自然资源部第一大地测量队，陕西西安710054）摘 要摘 要：随着全球导航卫星系统（Gl o ba l Na v iga tio n Sa tel l ite Syste叫叫GNSS）接收机在工程建设中的广 泛使用，GNSS接收机校准工作尤显重要。本文分析了传统校准工作的主要计量指标，针对现存工 作模式存在的不足，利用C+编程语言开发了 GNSS接收机校准工具软件，实现了 GNSS接收机校 准的数据处理信息化。结果表明，该软件使得校准流程规范化、程序化，并极大地提高了生产效率。关键词关键词:GNSS接收机校准;基线；软件设计;数据处理中图分类号中图分类号：P204；P24DOI：10.20006/j.c n k i.61-1363/T.2023.01.022Design and impl ement at ion of c al iCrat ion t ool soft ware for GNSS rec eiverZHAO Hu ixin,WANG Ju nmin,RUAN Linlin,SHI Zh igang,WU Hu awei,HU Dongmin(Th e Fir st Geo d etic Su r v eyin g Br iga d e o f th e Min isPy o f Na tu r a l Reso u r c es,Xia n,Sh a a n x i 710054,Ch in a)Abst rac t:With th e wid e u se o f GNSS r ec eiv er in en gin eer in g c o n str u c tio n,th e GNSS r ec eiv er c a l ifr a tio n wo r k h a s bec o me in c c a in gl y impd a n-.In th is pa per,a imin g a t th e$110X0111000 o f th e ex istin g wo r k in g mo d e,th e ma in mea u c men t in d ex es o f tr a d itio n a l c a l ibr a tio n a e a n a l yzed,th e GNSS r ec eiv er c a l ibr atio n to o l so ftwa r e is d ev el o ped by u sin g C+pr o yo mmin g l a n gu a ge,a n d th e GNSS r ec eiv er c a l ifr a tio n d a ta pr o c essin g in fo r ma tio n iza tio n is r ea l ized.Th e n u l ts sh o w th a t th e so ftwa r e ma k es th e c a l ifr a tio n pr o c ess sta n d a r d ized a n d pr o gr a mmed,a n d it gr ea tl y impr o v es th e pr o d u c tio n Cfic ien c y.Keywords:GNSS r ec eiv er c a l ibr a tio n；ba sel in e；so ftwa r e d esign；d a ta pr o c essin g1引言GNSS接收机根据用途可分为测地型、导航型 和时钟型3种%其中测地型GNSS接收机广泛应用 于测绘、机械控制、变形监测、交通科研等领域,其主 要功能是检测各类结构物的水平和垂直位移，不间 断提供监测数据随着GNSS定位技术的发展，测 地型GNSS接收机在测绘领域中扮演的角色越来越 重要1%仪器的检校流程包括检定信息登记、检定 数据采集、检定数据处理及编制检定证书和通知客 户取回仪器如果采用传统的手工记录数据、人工 计算及纸质保存数据的方式进行测绘仪器检定,不 仅工作量大，数据计算出错不易发现,而且不易于管 理利用计算机技术和数据库技术对测绘仪器检定 的各类信息进行管理具有手工管理所无法比拟的许 多优点，例如查询方便、检索迅速、效率高、存储量 大、可靠性高、保密性好、成本低等,能够极大地提高 仪器检定的效率2%2软件功能设计与实现2.1 GNSS接收机校准流程分析与软件结构设计接收机校准流程分析与软件结构设计GNSS接收机检定、校准工作整体流程较繁杂,校准细项要求严格,其质量效率的优劣直接决定了 校准工作的经济效益与社会效益本文检定、校准 的接收机为测地型接收机，根据实际工作情况及校 准规范（J JF1118 2004全球定位系统（GPS）接收 机（测地型和导航型）校准规范），总结形成了 GNSS 机检、准流程,1 所%收稿日期收稿日期：2021-09-02第一作者简介第一作者简介:赵会鑫，助理工程师，主要从事大地测量与测绘仪器检定、校准工作112测绘技术装备第25卷图图1 GNSS接收机校准流程接收机校准流程Fig.1 Thc fow c har of GNSS rec eiver c al ibrat ion本文针对校准工作数据处理的4个方面及登录 界面、面、主 面7 立对话框进行软%所 的该 基于C+语言和微软基础类库（MFC#平台，可方便调用Win d o ws 基础类库,能在简体中文版Win d o ws 98/2000/NT及 Win d o ws XP、Win 7、Win 10 等 Win d o ws 平台操作系 统环境中运行。2.2软件功能实现软件功能实现该 行的主要数据处理过程包括基线边数据处理结果 值差值，基线边的，接机天线相位4个方 测量值极差计算，机天致，实时动态载 分技术（Re t-Timo Kin ema tic,RTK）校准项测量精度与 测量重复性计算等。通读取随机 解算结果,利用MFC及 中的成员函数，能够 1GNSS接收机内部噪声校准数据处理、GNSS接收机 天线相位中心校准数据处理、GNSS接收机RTK校 准数据处理、GNSS 机校准手簿与结果报 I出4 块的功能。2.2.1 GNSS接收机内部噪声校准数据处理当前，华测、中、方等是最为常见的 GNSS 机品牌，其配套的数据后处理 次为华测CGO、中海达HGO、天宝TBC、南方测绘 GNSS数据处理。以上数据处理软件提供多种报告结果供客户使用，软件通过CStd io FiIo类读取各数 据 的原始数据,通过BZ乙in i配置文件读取基边真值，从 仪器的计量指标是 常见厂家数据处理报告（数据）1所表表1各数据接口使用的对应后处理软件的结果文件各数据接口使用的对应后处理软件的结果文件Tab.1 Fil es resul t ee from c orresuonding post-proc essing soft wareusedby eac hdat a nnt erfac e称（版）数据（文）华测 CGO(V1.0.7)基线处理报告(Ba sel in esRepo r t,tx t)中海达 HGO(2.0.0)基线解算结果（*tx t）天宝 TBC(5.00)基线解算结果（*.jix ia n）南方测绘GNSS数据处理解算报告文本文档（*(04.05.161009.20191218)TXT)2.2.2 GNSS接收机天线相位一致性测量数据处理 本软件使用GetCu CeI（）函数与GetLBTex t（）函 数完成选择功能，使用Sh egEx ec u to!）函数打开华测 软件An ten n a Ma n a a er.ex o,添加未知天线。另夕卜，软 人员 了 的Csh u ju类，作为数据的中转站，存储数据，并 对不同的结果文 了数据的批量读取、处理、存储。2.2.3 GNSS接收机RTK数据处理GNSS 机 RTK 测量结果文 中 基准站已知点坐标信息与流动站测量坐标信息。校准作第1期赵会鑫，等:GNSS接收机校准工具软件设计与实现113通过被校准仪器流动站测量坐标来评估其精度，一 般每个点位需20 测量值。为了提高数据处理的 效率和准确性，软件实现了用Lis t与Ch ec k控件根 据仪 行坐标数据批量选定的功能。在使用RADIO控件确定基准站与流动站后，软件会给出 BZZ.mi配置文件中的真值，算出被校准仪器此次测 量的测量重 测量精度，并 在界面中。所有数据处理完成后,以文本形式存储数据处理报告%2.2.4 GNSS接收机外检手簿与校准结果表自动 化制作存储在进行GNSS接收机校准工作时,计量校准机构 往往会对不同 的不同 GNSS 机 行信息登记、数据存储等工作但是，由于GNSS 机品牌 多，每 仪器都 的仪器号号(分体机)，人 作分 储极易导致混淆错误且效率低下，记储能够很好地解题信息查询 足了业务管理要求，通过系统可以快速查询，解决了 理烦琐的问题3%首先，使用COMB控件和CHECK控件快速选 择被检仪器厂家、型号、仪、天线号等信息;其次,使用 GetMo d u l eCil eNa me(NULL,ePa th,MAX _ PATH)获取保存外业手簿文件与校准结果表的路径;再次，使用Ex c el类中的函数进行，Ex c el结果文件;最后，使用a pp.Rel ea seDispa tc h()等函数释 放数据，结束程序3软件测试与应用GNSS接收机校准工具软件的开发工作一直紧 贴实际 需要，利用不同品牌GNSS 机校准数据进行 的使用测试，将每台仪 结果与之前人机结 作方式结果进行逐项对比,并存档 保存了对比资料测试结果，该 功能高效、准确，检定数据处理流程效率提升了50%以上，满足GNSS接收机检定校准的工作需求该 在开发完成后，能够在GNSS 机校准的各 作环节中直接使用在待检仪 记接时，可以 甲方公司名称、待检仪 I、仪 记 等 信息 行 记;在被检仪 行内部噪声测量后，可以使用软件读取随机 解算结果，一步生成各基线边校准结果；在被检仪 行 致性测量后，可以使用读取随机解算结果，生成4个方向测量结果及 极差;在被检仪器进行RTK校准项测量后，可以使 用 读取测量数据，在 中 行结果的查看 的主界面 2所Q 件V1.0-X当前日期:2021-08-11年积日:223.GNSS接收机内部噪声校准数据处理.GNSS天线相位中心校准数据处理GNSS接收机RTK校准数据处理|GNSS接收机校准手簿与结果报告输出自然资源部第一大地测量队测绘仪器计量检定站退出软件|图2软件主界面Fig.2 Main int erfac e of t he soft ware4结束语GNSS 机 准 了 准 作的程序化操作，了以往人机结合的工作方式，软件操作界面，实用性强，大大提高了工作人员的仪准效率%通 测 仪 检 信息化，打造了信息化服务管理，提升了服务自动化、信 息化水平;通 通 在线数据渠道，了开放透明的服务环境;通配 运维管理机制，保障了服务质量，探索了服务可持续性发展模式 上所，GNSS 机 准 的设计及应用要充分注重与系统应用的需求紧密结 合，通过完善的 应用，提升了检定计量的工作效率 作质量，并在国 社 展规划中，为各 的效益 量提供了保障5%参考文献1 刘红乐.测地型GPS接收机计量校准的分析与探讨J.计量与测试技术,2022,49(2)：54-56.2 艾玲洲.测绘仪器检定管理系统设计与实现J.江西 测绘,2017(4)：44-46.3 张士勇，唐辉，刘刑巍，等.测绘仪器检定信息化管理 系统设计与实现J.测绘地理信息,2021,46(4):106-108.4 张丹，王海涛.测绘仪器检定信息化服务模式探讨J.地理空间信息,2017,15(10)：101-102,111,11.5 张月峰.浅谈测绘仪器计量检定校准管理系统开发及 应用J.科技风,2019(27)：140.