TEQC軟件及使用方法

原文地址： TEQC軟件及使用方法 作者： 仰望天空

TEQC軟件及使用方法

TEQC軟件的官方下載網站:http://facility.unavco.org/software/teqc/teqc.html

TEQC軟件是由UNAVCO研制的為地學研究GPS監測站數據管理服務的公開免費軟件,主要功能有:格式轉換（不同的二進制觀測文件轉換成標准的RINEX格式文件）、數據編輯（數據的分解、切割和組合）和質量檢核（對RINEX格式文件進行質量檢查）。

TEQC運行站DOS和LINUX環境下。

 

TEQC軟件總結

1         TEQC介紹篇

目前，市場上測量型GPS接收機種類繁多，包括Leica、Trimble、Ashtech、Javad等多個品牌。各個廠商都制定了針對自己產品的數據存儲格式，雖然各廠家都提供工具（如Trimble的Dat2rin）將各自的格式轉換為通用的RINEX格式（Receiver INdependent EXchange format，即與接收機無關的交換格式），但其使用較繁瑣，要求操作人員對各個軟件都比較熟悉，也不容易實現批處理，而這一功能對海量GPS數據管理自主運行系統來說尤為重要。由UNAVCO Facility 開發研制的TEQC（Translation,Editing,and Quality Checking）軟件。該名稱來源於其具有的各項功能：轉換（Translating）、編輯（Editing）、質量檢查（Quality Check）。TEQC已成為多個IGS（Internal GNSS Service）數據中心的質量核檢工具，能夠及時發現數據問題。現在被廣泛應用在城市、大型工程控制網的GPS數據預處理，有助於對觀測誤差的分析，特別是提高測量成果的精度。

TEQC ( Translation、Editing、and Quality Checking) 是功能強大且簡單易用的GPS/GLONASS 數據預處理軟件，主要功能有格式轉換、編輯和質量檢核。其中，格式轉換可將許多不同廠家的GPS 接收機觀測(二進制) 文件轉換為RINEX 文件，也可以在RINEX 文件的不同格式之間轉換；編輯功能可用於RINEX 文件字頭塊部分，也可進行數據文件的任意切割與合並、觀測值類型的刪減、衛星系統的選擇及特定衛星的禁用；質量檢核可以用於檢查雙聘GPS接收機動態和靜態數據的質量，反映出GPS 數據的可用性、電離層延遲、多路徑影響、接收機周跳、衛星信號信噪比等信息，並實現了可視化。

TEQC的前身QC（Quality Check）程序是用Fortran編寫的，移植性較差，后來UNAVCO用C語言重寫了全部代碼，目前僅免費提供可執行程序[2]。TEQC是一個命令行工具，能夠運行在多種操作系統上，包括Unix、Linux、MacOS以及Windows的DOS等，其運行語法為：

teqc {options} [file1 [file2 [...]]]

TEQC 軟件的官方網站是：http://facility.unavco.org/software/teqc/teqc.html。

TEQC 軟件最新的版本是：2008-02-15；最新的官方正式版本是：2002-03-14。

2         TEQC功能篇

TEQC 軟件主要包含以下三個模塊：（1）數據格式轉換模塊（Translate）；（2）RINEX數據編輯模塊（Edit）；（3）數據質量檢核模塊（Quality Check）。三個模塊是相互獨立，互不影響的，既可以單獨使用其中一個模塊，又可以組合使用。由於TEQC軟件是基於DOS界面的程序軟件，故以命令行參數的形式來運行。其命令格式非常有規律，基本格式為：teqc {option} [file1] [file2] [file3]…。option是TEQC的控制參數，file為待處理的文件名或處理結果保存文件名。

2.1    T（ranslation）：原始二進制文件數據格式轉換，得到RINEX 文件

該模塊功能主要是對不同型號接收機采集的不同類型原始數據轉換為標准的RINEX格式文件。常見的GPS數據存儲格式一般有三種：觀測數據（OBServation data，簡寫OBS，為接收機記錄的偽距、相位觀測值）、導航數據（NAVavigation data，簡寫NAV，記錄衛星實時發布的廣播星歷）和氣象數據（METerological data，簡寫MET，記錄氣象儀器觀測的溫、壓、濕度狀況）。目前各類數據都以RINEX格式存儲。

    RINEX最早在1989年提出，經歷了1.0和2.0版，后來又對2.0進行了修改，形成了2.10、2.11和2.20。2.11中包含了對L2C的支持，並增加了Galileo的代碼。當前廣泛使用的是RINEX 2.10。RINEX文件的命名規則為ssssdddf.yyt。其中ssss為台站名；ddd為年積日（Day of Year）；f為文件在當天中的序列號，如果為0則表示全天，小時文件以a-x字母表示；yy是年；t是數據類型（o表示觀測數據，n表示導航數據，m表示氣象數據）。需要注意的是，RINEX采用世界協調時（UTC）時間，要與當地時間區別開。RINEX為ASCII文本文件，常以ZIP格式進行壓縮（后綴名為“.Z”），以便於存儲和傳輸。

目前IGS數據中心已采用Hatanaka RINEX格式來存儲所有GPS觀測數據，是一種“壓縮”RINEX格式，其文件名類型字母為d（不是o），能夠壓縮25-30%的大小，從而降低了網絡傳輸負荷和存儲空間。日本國土地理院的Yuki Hatanaka提供工具軟件crx2rnx / rnx2crx （ftp：//terras.gsi.go.jp/software/，IGSMAIL-5611）可以在Hatanaka RINEX和標准RINEX格式之間轉換。

在TEQC20060801 的說明書中，列出了可以解碼的接收機類型：

-aoa or -jpl specifies a Rogue/TurboRogue/TurboStar receiver

-ash specifies an Ashtech receiver

-cmc for a Canadian Marconi Corporation receiver

-rock for a Rockwell receiver

-ti specifies a Texas Instruments receiver

-tr specifies a Trimble receiver

-leica specifies a Leica receiver

-motorola specifies a Motorola receiver

-leica for Leica

-topcon for Topcon

-javad for Javad

-nct for Navcom Technology

-ublox for u-box

-motorola for Motorola

二進制文件格式轉換的命令為：(以TRIMBLE 的*.DAT 文件為例)

teqc -tr do -week **** + nav result.**n +met result.**m source.dat >

result.**o

其中：

-tr：表示接收機類型是Trimble；

do：是-tr 的參數，表示是下載（Download）的文件，o 表示用戶所感興趣的是o 文件

（標准輸出）；

-week ****：是GPS 周；可以用GPS 周表示，也可以用YYYY：MM：DD 表示，也

可用YYYY：DOY；其中，“：”符號可以用“/”表示；

+ nav result.**n：表示用戶也希望輸出N 文件；

+ met result.**m：表示用戶也希望輸出M 文件，但需要提供MET 文件；

source.dat：是標准輸入文件；

> result.**o：是標准輸出文件。

另外，還可以定制輸出觀測值類型及順序：

teqc -tr d -O.obs L1+L2+ca+P2+P1 foobar.dat > foobar.97o

2.2    E（dit）：數據編輯；RINEX 格式的文件頭信息和記錄信息編輯、格式修整、分割、整合

該模塊主要功能有以下幾個方面：（1）RINEX文件字頭塊部分編輯；（2）RINEX文件的分割；（3）RINEX文件的合並，（4）衛星系統的選擇及特定衛星的禁用。

?       修改現有RINEX文件的頭信息

利用TEQC可以方便地修改RINEX文件的元數據（或叫頭信息），針對不同類型的數據（觀測、導航、氣象）可以使用相應的參數。以“-O.”開頭的是觀測相關的選項，包括接收機、天線、台站、時間等信息；以“-N.”開頭的是導航數據相關的選項，與電離層、時間等參數有關；以“-M.”開頭的是與氣象數據有關的選項，涉及時間和台站信息等。主要的控制參數參見下表。

 

參數 類別	參數 前綴	參數名稱	用途
觀測 數據	-O.	r[un_by]	程序運行者
		o[perator]	測站數據操作員
		ag[ency]	測站組織
		mo[nument]	測站名稱
		int[erval，sec]	指定原始數據的采樣間隔
		st[art]	指定數據記錄的起始時間
		dec[imate]	指定輸出文件的采樣間隔

 

    當轉換工具不能識別原始數據的頭信息（如站名、接收機和天線型號），或這些信息需要指定或修改時，利用TEQC可以方便完成。例如要更改RINEX文件中的台站名可使用命令：

Teqc-O.mo BJFS bjfs0010.07o > /result/bjfs0010.07o

    利用TEQC還可以進行數據重采樣，例如將1 Hz的觀測數據重采樣成30 s間隔的文件：

Teqc-O.dec 30 bjfs0010.07o > /30s/bjfs0010.07o

?       GPS/GLONASS 衛星數據的分隔

部分接收機可以同時記錄GPS 和GLONASS 的數據。分隔兩個星座數據的命令為：

teqc –R source.**o > GPS.**o

teqc –G source.**o > GLONASS.**o

?       RINEX 格式驗證及標准化

命令為：

teqc source.**o

teqc source.**o > result.**o

使用+v(verify) 選項驗證RINEX 格式版本的優點：

不輸出標准格式，執行速度快；

輸入文件為多個時，防止文件整合；

執行后，輸出驗證信息；

命令為：

teqc +v source.**o

teqc +v source1.**o source2.**o source3.**o

驗證同類型多個文件的格式時，后面文件的時間標示要在前面文件的后面，否則給出提示：

E:TEQC>teqc +v test.03o temp.txt

teqc: test.03o readable as RINEX V.2.10 format

teqc: failure to read " 03 11 24 6 0 45.0000000 0 8G 1G 2G

3G27G13G15G16G31" on line 20 of "temp.txt"

(current epoch preceeds last epoch) ... exiting

?       文件頭的編輯和提取
?       單個信息的編輯

命令為：

teqc –O.mo monument source.**o >result.**o

將source.**o 文件中的點名改為monument，輸出文件為result.**o

O 文件頭部分常用的設置有：

–O.rn： 點名

–O.mn： 測站編號

-O.at： 天線類型

-O.an： 天線編號

-O.rt： 接收機類型

//注意：IGS 標准約定：接收機類型共20 位，格式為：“儀器公司名+space+模型名”

eg：“TPS HIPER-GD”。而TEQC 命令行中是不能連續出現非參數選項，則修改接收機類型時要加引號：

teqc –O.rt “TPS HIPER-GD” source.**o > result.**o

-O.int： 采樣率間隔

+O.c： 追加注釋行記錄

?       關於配置選項config

命令：

teqc +config source.**o

顯示TEQC 可以修改的選項，且已經被修改過的選項；

teqc ++config source.**o

顯示TEQC 所有可以被修改的選項。

?       配置文件的生成

命令：

teqc ++config source.**o > my_obs_config

將source.**o 內所有可編輯的選項設置輸出到文件my_obs_config 中；

?       配置文件的編輯

直接在my_obs_config 文件中進行編輯，具體選項說明見說明書；

?       配置文件的引導

命令：

teqc –config my_obs_config source1.**o > result1.**o

將編輯過的配置文件my_obs_config 里面的各項設置選項移植到source1.**o 中，輸出文件為result1.**o；這項功能適合於多個文件的批量轉換。

?       某些config 沒有列出來的特殊功能

采樣率的重新設置

命令：

teqc –O.dec[imate] 1[s] source.**o > interval.**o

重新設置采樣歷元時刻，以00s 或30s 開頭，1s 為采樣率，重新編排O 文件。要求：source.**o 文件的采樣率要小於interval.**o 文件的采樣率；

靜態、動態測量模式轉換

命令：

teqc -O.mov 1 source.**o > kinematic.**o

?       關於優先級的問題

對於命令行，左邊參數的優先級大於右邊；

對於文件配置，上面參數的優先級大於下面；

?       記錄文件的窗口化和切割（windowing and cutting）[Section 8 9 13]

記錄文件O 文件的切割，就是從原始文件中去掉你不感興趣的，或者只保留你感興趣的時間段數據。主要有8 種模式：

[start] [end] (user supplies nothing except target files)

[start] delta (dir == +) e.g. +dh 7 for 7 hours from the start

delta [end] (dir == -) e.g. -dm 60 for 60 minutes from the end

start [end]

[start] end

start end

start delta (dir == + or -)

delta end (dir == + or -)

teqc –st 200601010000 +dh/+dm *[hour/minute] –dh/-dm *[hour/minute] –e

200612120000 source.**o>result.**o (概括的表達式 注意各個部分相互的搭配便於記憶)

舉例說明：對於一個O 文件source.06o，觀測時間從2006-01-01 的00：00 到24：00，

teqc source.06o > result.06o

起止時間是默認的，只提供標准輸入文件，最后得到的result.06o 從00：00 到24：00；

teqc +dh 1 source.06o > result.06o

開始時間默認，從開始時間往后1 小時的數據，最后得到的result.06o 從00：00到01：00；

teqc -dh 1 source.06o > result.06o

結束時間默認，從結束時間往前1 小時的數據，最后得到的result.06o 從23：00到24：00；

teqc -st 20060101010000 source.06o > result.06o

結束時間默認，開始時間為01：00，最后得到的result.06o 從01：00 到24：00；

teqc -e 20060101230000 source.06o > result.06o

開始時間默認，結束時間為23：00，最后得到的result.06o 從00：00 到23：00；

teqc -st 20060101010000 -e 20060101230000 source.06o > result.06o

開始時間為01：00，結束時間為23：00，最后得到的result.06o 從01：00 到23：

00；

teqc -st 20060101010000 +dh 1 source.06o > result.06o

開始時間為01：00，往后推1小時，最后得到的result.06o 從01：00 到02：00；

teqc +dh 1 -e 20060101230000 source.06o > result.06o

結束時間為23：00，往前推1小時，最后得到的result.06o 從22：00 到23：00；

除了上面提到的8 種模式，還有一個開窗模式（windowing），就是在一個完整的O文件里去掉一部分。

命令為：

teqc -hole hole.file source.06o > result.06o

其中，hole.file 是一個配置文件，格式為：

[YY]YY MM dd hh mm ss.[sss] [YY]YY MM dd hh mm ss.[sss]

前面為時間頭，后面為時間為。最后得到的result.06o 是不報告該時間段數據的文件。

?       衛星禁用及高度角的設置和觀測值類型設置

禁用衛星。命令為：

teqc –G# source.**o > result.**o

在對對流層和電離層進行延遲分析或者為了保證數據的質量時，需要控制衛星的高度角。命令為：

teqc –set_mask # source.**o > result.**o

對於各種觀測值類型，依據個人的需要進行觀測值類型的定制。命令為：

teqc –O.obs [P1+P2+L1+L2+ca] source.**o > result.**o

?       文件的聯接（splice）（Section 14）

將2 個或多個時間上連續的O 文件聯接成1 個單獨的文件。要求O 文件按觀測時間順序排列(time-sequential)，且沒有重復歷元。

命令為：

teqc source1.**o source2.**o source3.**o …… > result.**o

 

2.3    QC（quality check）：質量檢查

該模塊是TEQC的核心，主要是利用偽距觀測值和載波相位觀測值的線性組合對靜態或動態雙頻GPS和GLONASS數據進行檢核。

    質量檢核有2 種模式：lite 模式和full 模式。

?       lite 模式需要的文件是：O 文件。

命令為：

teqc +qc source.**o

生成的文件有7 個：*.**S, *.iod, *.ion, *.mp1, *.mp2, *.sn1, *.sn2。

?       full 模式需要的文件是：O 文件和N 文件。

命令為：

teqc +qc source.**o

生成的文件有9 個：*.**S, *.iod, *.ion, *.mp1, *.mp2, *.sn1, *.sn2, *.azi, *.ele。

**.ion L1-L2 電離層延遲；

**.iod 電離層延遲的變化率；

**.mp1/**.mp2 L1 上的C/A 碼或P 碼多路徑觀測誤差和L2 上的P 碼多路徑觀測誤差；

**.sn1/**.sn2 L1/L2 觀測值的信噪比；

**.ele 衛星的高度角；

**.azi 衛星的方位角。

分析結果文件是S 文件。其中，S 文件分為短報告和長報告兩塊。短報告給出了一個衛星繪制圖，以及一個summary 列表。長報告給出的是系統設置參數的情況和具體的分析內容。

需要同時查看生成短報告時的命令：

teqc +qc +sym source.**o

 

在S文件中，可以查看數據的采集時間長度、數據采樣率、觀測期間多路徑影響（MP1、MP2）、周跳、信噪比、觀測能力等。參數包括：

    1）理論歷元數與實際歷元數

理論歷元數可通過實際跟蹤到的衛星數目及觀測時間長度來計算，需要相應的導航星歷文件。

 

觀測數據文件后綴名	導航星歷文件后綴名
*.YYo	*.YYn
*.YYO	*.YYN
*.obs	*.nav
*.OBS	*.NAV

 

    2）每周跳（Slip）觀測歷元數

    用TEQC對高度角大於100的衛星的數據進行統計，用每天的觀測歷元數除以當天的周跳數。總周跳數為MP1、MP2和IOD周跳數之和。對於周跳較多的接收機，一般可將截至高度角設為150，再計算單日平均每周跳觀測數，以確定是否周跳多發生在200角以下。如若不然，則可能是其它因素（如電離層等）造成的。

    3）偽距和多路徑噪聲統計

    MP1是P1（或C1）、L1、L2的線性組合，MP2是P2、L1和L2的線性組合。使用TEQC可給出MP1和MP2的值，這些值可以很好地反映接收機噪聲和多路徑效應。TEQC會生成的*.mp1； *.mp2兩個多路徑效應統計文件。低高度角的衛星易受多路徑效應的影響。

    4）L1和L2的信噪比。

TEQC以db-Hz為單位輸出信噪比（Signal-to-Noise Ratio，即SNR）值（*.sn1；*.sn2文件）。通過分析隨高度角變化的信噪比，可以確定接收機對低高度角衛星信號的追蹤能力。

    5）電離層延遲微分周跳

    電離層延遲微分（Ionospheric Delay Derivative，即IOD）用來監測相位模糊度中的突然變化。如果IOD變化速率大於400cm/min，一般認為存在相位周跳。

?       TEQC對GPS數據分析的原理

TEQC中的質量檢核部分對GPS/GLONASS偽距和相位觀測量，以線性組合的方式分析L1、L2的多路徑效應，電離層對L1載波的相位影響，電離層延遲的變化，L1、L2的信噪比以及接收機的鍾漂和周跳等。

在其結果摘要文件（*.00s）中，列出了歷元、觀測值統計、觀測失鎖統計、觀測值刪除統計以及比較重要的結果參數MP1、MP2、o／slps值。其中MP1、MP2分別表示L1、L2載波上的多路徑效應對偽距和相位影響的綜合指標，o／slps表示觀測值和周跳比，能直接反映出數據的周跳情況。

          （1）

          （2）

其中 、 分別是雙頻偽距觀測值， 、 為相位觀測值。觀測值和周跳比以另外一種形式CSR來表示：

            （3）

結果文件*.ion、*.iod分別是觀測時段的電離層延遲與變率，*.sn1、*.sn2分別是L1、L2信噪比。

       （4）

 

其中 、 是波長，L1、L2是雙頻載波相位觀測值， 、 是整周模糊度， 、 是雙頻載波相位觀測值的多路徑效應， 是L1、L2的頻率的平方比（ ）。

GPS觀測站點的觀測環境、觀測數據的質量反映在MP1、MP2、CSR值上。

?       TEQC批檢查方法(請找博主)

3         TEQC基本語法篇
?       標准輸入、輸出和錯誤

標准輸入一般使用缺省設置，即前面不加任何flag；或者是跟在“<”之后。

默認情況下，屏幕輸出是標准輸出stdout 和標准錯誤stderr；但兩者都可以使用文件輸出，命令為：

teqc [commands] > out.txt 2 > err.txt

?       基本語法

“—”：表示輸入文件或者關閉某些選項；

“+”：表示輸出文件或者打開某些選項；

“<”：表示輸入文件；

“>”：表示輸出文件；

4         DOS技巧篇

修改dir：doskey ls=dir 

退出根目錄：cd

進入硬盤：g：

進入子目錄：cd  11

重復利用命令：利用鍵盤上下鍵

 

5         TEQC應用參考網站篇   
?       The TEQC program can be downloaded from the UNAVCO website:

http://www.unavco.ucar.edu/data_support/software/teqc/teqc.html

?       The Generic Mapping Tools (GMT) software can be found at the University of Hawaii, School of Ocean and Earth Science and Technology website: http://gmt.soest.hawaii.edu
?       The AFPL Ghostscript software is available from the Computer Science Department at the University of Wisconsin: 

 http://www.cs.wisc.edu/~ghost

?       TEQC在GPS數據預處理中的應用 田雲鋒1，2（1. 中國地震局地殼應力研究所，北京 100085；2. 中國地震局地質研究所，北京 100029）

網絡實名: 計算機與信息技術

?       TEQC——The Toolkit for GPS/GLONASS/Galileo/ SBAS Data [EB/OL].

http：//facility.unavco.org/software/ teqc/teqc.html

?       武漢大學的博客

 http://blog.sina.com.cn/whdaxue95004