Rinex

昵稱9024860 2014-07-27

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RINEX（Receiver INdependent Exchange）格式是與接收機無關(guān)的數(shù)據(jù)交換格式，該格式采用文本文件存儲數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)記錄格式與接收機的制造廠商和具體型號無關(guān)。RINEX格式由瑞士伯爾尼大學(xué)天文學(xué)院（Astronomical Institute, University of Berne）的Werner Gurtner于1989年提出。當時提出該數(shù)據(jù)格式的目的是為了能夠綜合處理在EUREF89(歐洲一項大規(guī)模的GPS聯(lián)測項目)中所采集的GPS數(shù)據(jù)。該項目采用了來自4個不同廠商共60多臺GPS接收機,。

　現(xiàn)在，RINEX格式已經(jīng)成為了GPS測量應(yīng)用等的標準數(shù)據(jù)格式,，幾乎所有測量型GPS接收機廠商都提供將其格式文件轉(zhuǎn)換為RINEX格式文件的工具,，而且?guī)缀跛械臄?shù)據(jù)分析處理軟件都能夠直接讀取RINEX格式的數(shù)據(jù)。這意味著在實際觀測作業(yè)中可以采用不同廠商,、不同型號的接收機進行混合編隊,，而數(shù)據(jù)處理則可采用某一特定軟件進行。

Rinex格式文件包括6種文件類型：

    觀測數(shù)據(jù)文件：GPS觀測值
    導(dǎo)航電文文件：GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文
    氣象數(shù)據(jù)文件：在測站處所測定的氣象數(shù)據(jù)
    GLONASS導(dǎo)航電文文件：GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航電文
    GEO導(dǎo)航電文文件：增強系統(tǒng)中搭載有類GPS信號發(fā)生器的地球同步衛(wèi)星（GEO）的導(dǎo)航電文
    衛(wèi)星和接收機鐘文件：包含衛(wèi)星和接收機時鐘信息

其中用的最多的是O文件,、N文件和M文件,，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。

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),。

Rinex格式文件命名規(guī)則：8+3...

文件結(jié)構(gòu)——組織形式：

1,、按節(jié)、記錄（行）,、字段和列 2,、所有文件均分為兩節(jié)：文件頭和數(shù)據(jù)記錄 3、每個記錄占一行,，不超過80列寬 4,、文件頭中每個記錄的第61-80列為標簽，說明記錄內(nèi)容

觀測值文件結(jié)構(gòu)：

觀測文件詳細說明：

第一部分為頭文件，以右側(cè)的文件頭標簽進行說明：

RINEX VERSION / TYPE：RINEX VERSION表示Rinex版本號,，如2.10,，后面的字符“O”表示文件類型是觀測值，TYPE表示觀測值數(shù)據(jù)類型,，空格或G表示觀測的是GPS數(shù)據(jù),，R為GLONASS，S為地球同步衛(wèi)星類GPS信號發(fā)生器有效載荷, T為NNSS子午衛(wèi)星, M為混合系統(tǒng),。

PGM / RUN BY / DATE：創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件所采用程序的名稱,；創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件單位的名稱；創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件的日期,。

COMMENT：注釋行,。

MARKER NAME：點名。

MARKER NUMBER：點號,。

OBSERVER / AGENCY ：觀測員姓名/ 觀測單位名稱,。

REC # / TYPE / VERS：接收機序列號、類型和版本,。

ANT # / TYPE：天線編號和類型,。

APPROX POSITION XYZ：測站近似坐標（WGS84）。

ANTENNA: DELTA H/E/N：天線偏心,。即天線高（高于標志的天線下表面高度）和天線中心相對于標志在東向和北向上的偏心,。

WAVELENGTH FACT L1/2：缺省的L1和L2載波的波長因子(1表示為全波,2表示為半波(載波為平方法測定),0(位于L2 的位置上)表示所用接收機為單頻儀器)；0或空格,。說明:在缺省情況下, 需要有該波長因子記錄, 而且此記錄必須位于所有與特定衛(wèi)星有關(guān)的記錄之前,。

WAVELENGTH FACT L1/2：L1和L2 載波的波長因子(1表示模糊度為完整周數(shù),2表示模糊度為半周數(shù)(載波為平方法測定),0(L2中)表示所用接收機為單頻儀器)；說明:可分別說明各顆衛(wèi)星的L1和L2載波觀測值的波長因子,。如果某顆衛(wèi)星的L1和或L2波長因子與上面的缺省值不同, 則可以通過該記錄來加以說明, 本記錄是可選的,。如果需要, 可以有多個本記錄。
# / TYPES OF OBSERV：在本數(shù)據(jù)文件中所存儲不同觀測值類型的數(shù)量和觀測值類型列表,，如果超過9種觀測值類型, 則使用續(xù)行,。

說明：

L1,L2：L1和L2上的相位觀測值

C1：采用L1上C/A 碼所測定的偽距；

P1,P2：采用L1 ,、L2 上的P 碼所測定的偽距,；

D1,D2：L1 和L2 上的多普勒頻率；

T1,T2：子午衛(wèi)星的150(T1)和400 MHz(T2) 信號上的多普勒積分,；

S1,S2：接收機所給出的L1,、L2相位觀測值的原始信號強度或SNR值。

觀測值的單位: 載波相位為周,偽距為m,多普勒為Hz,子午衛(wèi)星為周,SNR等則與接收機有關(guān),。

INTERVAL：觀測值的歷元間隔,，即采樣率,，單位：秒

TIME OF FIRST OBS：數(shù)據(jù)文件中第一個觀測記錄的時刻(4數(shù)字年,月,日,時,分, 秒)；時間系統(tǒng): GPS 表示為GPS時,GLO表示為UTC,。說明:在GPS/GLONASS 混合文件中必須具有本時間系統(tǒng)字段, 對于純GPS 文件缺省為GPS, 對于純GLONASS 文件缺省為GLO,。

TIME OF LAST OBS：數(shù)據(jù)文件中最后一個觀測記錄的時刻(4數(shù)字年,月,日,小時,分,秒)；時間系統(tǒng): 與TIME OF FIRST OBS 記錄相同,。

RCV CLOCK OFFS APPL：歷元時標,、碼偽距和載波相位是否使用實時確定出的接收機鐘偏差進行了改正: 1=是,0=否; 缺省值: 0=否。說明:如果在“歷元/衛(wèi)星”記錄中給出了接收機的時鐘偏差,則需要具有該記錄,。

LEAP SECONDS：自1980 年1月6日以來的跳秒數(shù), 在GPS/GLONASS混合文件中通常需要列出此記錄,。

# OF SATELLITES：在文件中存儲有觀測值的衛(wèi)星數(shù)量。

PRN / # OF OBS：在“# / TYPES OF OBSERV”記錄中所指出的每一觀測值類型所涉及PRN( 衛(wèi)星號) 及其觀測值的數(shù)量,，如果觀測值類型超過了9 個, 則使用續(xù)行,。說明:對于出現(xiàn)在數(shù)據(jù)文件中的每一顆衛(wèi)星, 均有一項記錄。

觀測文件數(shù)據(jù)記錄格式：

在RINEX 格式GPS 觀測值文件的數(shù)據(jù)記錄節(jié)中, 為按歷元依次存放的觀測數(shù)據(jù)或在觀測過程中所發(fā)生事件的信息,。每個歷元的數(shù)據(jù)包含兩部分: 第一部分為“歷元/衛(wèi)星或事件標志”, 用于存放該觀測歷元時刻的時標和在該歷元所觀測到衛(wèi)星的數(shù)量及其列表或表明事件性質(zhì)的標志, 這一部分通常為該歷元數(shù)據(jù)的第一行,；第二部分為“觀測值”,用于存放在該歷元所采集到的所有觀測值, 這一部分緊接在“歷元/衛(wèi)星或事件標志”之后, 所占行數(shù)與在該歷元中所觀測衛(wèi)星的數(shù)量有關(guān)。

在觀測值文件中, 所記錄載波相位數(shù)據(jù)的單位為周, 偽距數(shù)據(jù)的單位為m,。觀測值所對應(yīng)的時標(即觀測時刻) 是依據(jù)接收機鐘的讀數(shù)所生成的, 而不是標準的GPS 時, 因而在該時標中含有接收機的鐘差,。

歷元/衛(wèi)星或事件標志：

——觀測歷元時刻：年（2位數(shù)字）、月,、日,、時、分秒,；

——歷元標志：0表示正常,，1表示在前一歷元與當前歷元之間發(fā)生了電源故障, 大于1為事件標志；2表示天線開始移動,；3表示新設(shè)站(動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)束)(后面至少需要跟上MARKER NAME 記錄),；4表示后面緊跟著的是類似于文件頭的信息, 用于說明觀測過程中所發(fā)生的一些特殊情況；5表示外部事件(歷元時刻與觀測值時標屬于相同的時間框架),，如果歷元標記為6, 則表示后面為描述所探測出并已被修復(fù)周跳的記錄(格式與OBSERVATIONS 記錄相同,不過,用周跳替代了觀測值, LLI和信號強度為空格或0)。此項為可選項,。

——當前歷元所觀測到的衛(wèi)星數(shù),，被用來說明緊跟在后面的記錄數(shù), 即后面共有幾行用于事件的描述；

——當前歷元所觀測到衛(wèi)星的PRN 列表,；

——接收機時鐘的偏差(單位為s,為可選項)

觀測值：

——觀測值,；

——LLI（Loss of Indicator/失鎖標識符），LLI 的范圍為0 ～7,。0 或空格表示正?；蛭粗?； bit 0 置1 表示在前一歷元與當前歷元之間發(fā)生了失鎖, 可能有周跳； bit 1 置1 表示該衛(wèi)星的波長因子與前面WAVELENGTH FACT L1 /2 記錄中的定義相反, 僅對當前歷元有效,；bit 2 置1 表示為反欺騙(AS)下的觀測值( 可能會受到噪聲增加的影響),。其中, bit 0 和bit 1僅用于相位。

——信號強度,，在RINEX格式中, 用1～9 表示信號強度: 1表示可能的最小信號強度, 5表示良好S/N 比的閾值, 9表示可能的最大信號強度, 0或空表示未知或未給出,。

導(dǎo)航電文文件結(jié)構(gòu)：

導(dǎo)航電文頭文件說明如下：

RINEX VERSION / TYPE：Rinex版本號和觀測值類型；

PGM / RUN BY / DATE：創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件所采用程序的名稱,，創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件單位的名稱,，
創(chuàng)建本數(shù)據(jù)文件的日期。

COMMENT：注釋行,。

ION ALPHA：歷書中的電離層參數(shù)A0～A3,；

ION BETA：歷書中的電離層參數(shù)B0～B3；

DELTA-UTC: A0,A1,T,W：用于算UTC時間的歷書參數(shù),。

A0, A1: 多項式系數(shù),；

T: UTC 數(shù)據(jù)的參考時刻
W: UTC 參考周數(shù),為連續(xù)計數(shù),不是1024的余數(shù)

LEAP SECONDS：由于跳秒而造成的時間差

導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)記錄格式說明：

RINEX格式GPS導(dǎo)航電文文件數(shù)據(jù)記錄節(jié)中的內(nèi)容為按衛(wèi)星和參考時刻存放的各顆衛(wèi)星的時鐘和軌道數(shù)據(jù)。每顆衛(wèi)星一個參考時刻的數(shù)據(jù)占8 行, 第1行為衛(wèi)星的PRN號和該衛(wèi)星時鐘的參考時刻及其改正模型參數(shù), 第2～8行為該衛(wèi)星的廣播軌道數(shù)據(jù),。由于導(dǎo)航電文通常每2h就更新一次, 因此,某些衛(wèi)星可能會有多個不同參考時刻的數(shù)據(jù),。

PRN 號/ 歷元/ 衛(wèi)星鐘：

        - 衛(wèi)星的PRN 號
        - 歷元: OC( 衛(wèi)星鐘的參考時刻)
        年( 2 個數(shù)字, 如果需要可補0)
        月, 日, 時, 分, 秒
      - 衛(wèi)星鐘的偏差( s)
       - 衛(wèi)星鐘的漂移( s / s)
        - 衛(wèi)星鐘的漂移速度( s / s2 )

廣播軌道—1：

廣播軌道—2：

廣播軌道—3：

廣播軌道—4：

廣播軌道—5：

廣播軌道—6：

      - 衛(wèi)星精度(m)
        - 衛(wèi)星健康狀態(tài)(第1子幀第3字第17～22 位)
        - TGD (sec)
        - IODC 鐘的數(shù)據(jù)齡期
   廣播軌道—7：

        - 電文發(fā)送時刻(單位為GPS周的秒, 通過交接字(HOW)中的Z 計數(shù)得出)
        - 擬合區(qū)間(h) , 如未知則為零
        - 備用
        - 備用

氣象數(shù)據(jù)文件

文件頭格式
   # / TYPE OF OBSERV：
       - 在本數(shù)據(jù)文件中所存儲的不同觀測值類型的數(shù)量
       - 觀測值類型列表
           PR: 氣壓(mbar)
           TD: 干溫(℃)
           HR: 相對濕度(%)
           ZW: 天頂濕延遲(mm) (對于WVR 數(shù)據(jù))
           ZD: 天頂延遲的干分量( mm)
           ZT: 總天頂延遲(mm)

說明：本記錄中觀測值類型在列表中的排列順序與后面數(shù)據(jù)記錄節(jié)中相應(yīng)觀測值的排列順序一致；如果所存儲觀測值的類型超過9 個, 則可續(xù)行

    SENSOR MOD/TYPE /ACC：氣象傳感器說明
      - 型號( 廠商)
      - 類型
      - 精度( 與觀測值的單位相同)
      - 觀測值類型
     本記錄將按上面“ # / TYPE OF OBSERV”記錄中所列出的每一觀測值類型進行重復(fù)

   SENSOR POS XYZ/H：氣象傳感器在ITRF 或WGS-84 下的近似坐標
     - 地心坐標X, Y, Z
      - 橢球高H
      - 觀測值類型
      說明:如果傳感器的位置未知, 則將X,、Y,、Z 設(shè)為零; 氣壓計需要使用該記錄, 建議其他傳感器也使用該記錄。

數(shù)據(jù)記錄格式：
歷元/氣象數(shù)據(jù)：

    - 歷元時刻( 為GPS 時, 不是地方時)
        年( 2 位數(shù)字, 如果需要前面補0)
        月, 日, 時, 分, 秒
    - 與文件頭中給出觀測值類型時排列順序一致的氣象數(shù)據(jù)當氣象數(shù)據(jù)的類型超過8 種時, 使用續(xù)行,。