测绘行业知识--教您在Linux操作系统下安装与运行GAMIT软件

本文主要介绍了Linux操作系统中GAMIT的安装过程，并结合实例介绍了其使用方法。

 

　　1、引言

 

　　随着GPS技术的发展，在大地测量、工程测量、地球动力学、GPS气象学等多种学科中得到广泛的应用，精密解算GPS观测数据的软件也得到了重视与发展。国内外开发了许多GPS数据处理软件，主要有著名的美国麻省理工学院MIT和斯克里普斯海洋研究所SIO开发的GAMIT软件，美国宇航局NASA喷气推进实验室JPL研发的GIPSY-OASIS软件，以及瑞士伯尔尼大学天文研究所研制的BERNESE软件等几种。本文主要介绍GAMIT软件，其最主要的特点是其解算精度高，且免费开放源代码，用户可以根据需要对源程序做相应的修改，以便于科研工作。

 

　　2、GAMIT简介

 

　　GAMIT

 

　　可以解算卫星轨道、测站坐标、大气延迟、整周模糊度等。它主要由以下几个模块组成：ARC轨道积分、MODEL组成观测方程、SINCLN单差自动修复周跳、DBLCLN双差自动修复周跳、CVIEW人工交互式修复周跳、CFMRG用于创建SOLVE所需的M文件、SOLVE利用双差观测按最小二乘法求解参数。

 

　　GAMIT

 

　　软件所需的数据是RINEX格式的，可以处理各种不同型号的GPS接收机采集的数据。目前，GAMIT软件支持在UNIX和Linux操作系统上运行，本文以GAMIT10.2和LinuxRedHat 9.0为例来讲解其安装与使用过程。

 

　　3、软件的安装

 

　　3.1 LINUX系统的安装

 

　　首先确保电脑上有足够的空间来安装Linux，在这推荐至少有10G的空闲空间。Linux系统的安装可选择从光盘安装，硬盘安装或网络安装，一般选择从光盘安装。在光驱中插入安装光盘，从光盘引导后，根据安装向导的提示，就能完成Linux系统的安装。

 

　　3.2 LINUX编译器的更新

 

　　Linux

 

　　系统的C和Fortran编译器系统默认的文件选项中MAXUNIT为100，而GAMIT软件源代码中则要求MAXUNIT为10000。如果不进行修改而直接进行GAMIT软件的安装，则会产生很多的警告性错误，造成安装后无法正常运行。安装GCC的步骤如下：用户可以从网站上http://gcc.gnu.org下载GCC编译器2.95.3或以上版本的源代码，拷贝至/usr/gcc目录下,进入该目录，用tarzxvf命令将其解压后，找到gcc-2.95.3/libf2c/libI77/目录下的fio.h文件，用vi命令打开，将#defineMAXUNIT100这一行改为10000，保存后，退到/usr/gcc目录，重新进行编译和安装GCC。

 

　　3.3 GAMIT系统的安装

 

　　从麻省理工学院的FTP服务器http://bowie.mit.edu下载GAMIT软件包，其中包括了软件源代码和安装包。在Linux系统中创建/usr/GAMIT目录，将GAMIT安装包目录/source下的文件拷贝至此，其中有安装install_software和几个以.tar.Z结尾的压缩文件，以10.2版为例，分别为：

 

　　install_software 安装批处理文件

 

　　com.10.2.tar.Z 组件压缩包

 

　　GAMIT

 

　　.10.2.tar.Z GAMIT软件压缩包

 

　　help.10.2.tar.Z 帮助系统压缩包

 

　　kf.10.2.tar.Z kf软件压缩包

 

　　libraries.10.2.tar.Z 库文件压缩包

 

　　templates.10.2.tar.Z 数据模块压缩包

 

　　maps.10.2.tar.Z 地图数据压缩包

 

　　在安装软件前，要做一些相关配置。首先，要对安装程序的配置文件Makefile.config进行修改。与系统相关的设置主要是库文件和编译器的路径设置，在Linuxredhat9.0下设置的路径为：

 

　　X11LIBPATH /usr/X11R6/lib

 

　　X11INCPATH /usr/X11R6/include/X11

 

　　与GPS数据处理相关的几个参数为：

 

　　MAXSIT 最大测站数 默认值45

 

　　MAXSAT 最大卫星数 默认值30

 

　　MAXATM 最大天顶延迟参数 默认值49

 

　　MAXEPC 最大历元数 默认值2880

 

　　以上几个参数可根据用户的实际研究需要作相应的修改。其次，由于install_software是用Cshell写的安装脚本，所以在运行install_software前要确保命令解释程序为Cshell，且install_software具有可执行的属性，可用命令chmod+x为其添加可执行属性。

 

　　做好这些准备就可以安装软件了，进入/usr/GAMIT目录，运行命令./install_software，然后根据屏幕给出的提示给予回应，就可以完成安装。

 

　　3.4 设置软件路径

 

　　等待上述安装过程结束之后，并不能正常运行GAMIT软件，要对.cshrc文件配置。把路径/usr/GAMIT/com、/usr/GAMIT/GAMIT/bin、/usr/GAMIT/kf/bin，加入到path。这样做是因为我们在控制台中运行程序时，使用的是bashshell，若不改写Cshell配置文件，会导致系统无法从路径中调用到GAMIT的命令。这样GAMIT软件才算真正地完成了安装。

 

　　4、运行实例

本文选取了2006年，年积日为100天的安徽黄山ahhs、安徽马鞍山ahma、江苏常州jscz、江苏高邮jsgy、上海奉先shfx、上海浦东shpd6个国内的GPS观测站的观测资料。

 

　　4.1 数据准备

 

　　建立rinex、eph、tables目录和以年积日100命名的工作目录。在rienx目录中准备该天的所选用的各个观测站的观测文件o-files。在eph目录中准备导航文件auto1000.06n，GPS卫星星历igu13701.sp3，极移表pole.，TAI-UT1国际时间系统表ut1.，坏卫星信息文件svs_exclude.txt。在tables中建立：测站信息文件station.info,测段信息控制文件sestbl.,测站信息控制文件sittbl.,天线相位中心改正表antmod,dat,周跳的自动探测和修改命令表autcln.cmd，地球形状参数表gdetic.dat，跳秒表leap.sec，月亮表luntab.，章动表nutabl.，太阳表soltab.，星号对照表svnav.dat，接收机及其天线型号对照表rcvan.dat。上述的文件，可以在网站ftp://lox.ucsd.edu下载2006年底100天的卫星星历，以及2005年的太阳表、月亮表和章动表这些表每年都要更新，因此要下载所处理数据当年的，其余的文件在安装GAMIT时是自带的，复制到对应的文件夹下即可。需要注意的是，station.info,sestbl., sittbl.这三个文件，应该根据实际处理的情况做相应的修改。编辑station.info文件：首先打开o-files,记录每个选用台站的X、Y、Z方向的高度和接收机型号、天线型号，然后来校正station.info文件中的数据，以求每一个站都有正确的天线高度等信息。开始和结束时间形如：000 0 2400，则天线信息不仅适用于这一天，而且适用于以后的天，直到有更新的信息。同一站的信息可以出现多次，但不必相邻，但必须是按时间先后顺序排列的。编辑sestbl.文件：文件选择计算方案和设置与计算方案相应的参数。主要设置下面几项： A、Choice of ExperimentRELAX：定轨、定位、解ERP； center：仅仅定位。 B、Choice of ObservableLC_HELP:用LC观测解模糊度； LC_RANGE:用LC观测模糊度，但更强调伪距的作用；LC_ONLY:用LC观测，不解模糊度； L1_ONLY:仅仅使用L1，解模糊度，对于几公里的小网；L2_ONLY:仅仅使用L2，解模糊度，对于几公里的小网； C、Zenith Delay EstimationYES：解算天顶延迟估计； NO：不解算天顶延迟估计。 D、Interval Zen 解算天顶延迟参数的时间间隔。编辑sittbl.文件：首先检查是否包括每个选用测站的信息，缺少的信息要补全，然后对每一个站设置先验约束。这里主要是对台站在X、Y、Z方向摆动的作限制。4.2 数据处理步骤1用ln命令链接../rinex，../eph，../tables内的文件到work；

 

　　2执行makexp程序建立所有准备文件的输出及一些模块的输入文件。系统会提示让输入试验名、轨道名、year、doy、sessionnumber、概略坐标文件、导航文件名，系统还会提示输入采样间隔、起始时间、历元数。这样，我们依次输入pgga，pgga，2006，100，0，lpgga，auto1000.06n，6000 1440即可。

 

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

 

　　并将生成的*.099文件改名为*.100

 

　　4makej auto1000.06n jauto6.100

 

　　5makex pgga.

6fixdrv dpgga6.100

 

　　7csh b*.bat

 

　　以上pgga为工程名称，可以根据需要进行替换。

 

　　4.3 数据处理结果分析

 

　　此次数据处理例子是解算对流层天顶延迟的。结算的精度与可靠性主要看两个方面：

 

　　1是否使用了足够的资料。所得基线分量的精度是衡量这个标准是否满足的标志。此例中基线边解算精度的统计如表1所示。

 

　　由表1可以看到，GAMIT解算得到的基线相对精度均优于对台站坐标和卫星轨道所加的约束10-3。

 

　　2对资料的拟合模型是否达到它的噪声水平。满足这个条件的判据是解的nrmsnormalizedrms,即每个自由度的chi-square的平方根。其理论值是1，但实际上这个值在0.25左右才算正常，本例中nrms=0.28。如果这个值大于0.5，则意味着有残余的周跳，或是有严重的其它问题。

 

　　表 1

 

　　基线边

 

　　基线长m

 

　　精度m

 

　　相对精度

 

　　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、结论

 

　　读者可以根据以上的步骤进行GAMIT软件的安装与运行，不同的硬件配置，处理结果可能有微小的差异。从以上可以得到结论，GAMIT在Linux系统上的处理结果是可靠的。然而，GAMIT为一复杂的GPS处理软件，在实际使用时，会遇到各种各样的问题，这就需要在实践中不断地摸索总结，这样，才能熟练掌握它。