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【摘 要】 本文简要介绍了常用的TBC和GAMITGPS基线解算软件，通过工程实例采用TBC与GAMIT分别对GPS观测数据进行基线解算，对基线长度、同步环闭合差等方面进行比较分析，探讨GAMIT软件和随机商业软件在解算小型GPS控制网时各自有哪些优缺点，并对水利水电测绘领域工程中基线解算软件的选择给予了参考意见。
【关键词】 GAMIT；TBC；GPS基线解算；平差
1、引言
在水利水电测绘领域，有很多的小型GPS控制网，基线长度为几公里到几十公里，一般在解算基线时都会使用GPS仪器厂商开发的随机软件，比如Trimble的TBC、Leica的LGO等。GAMIT作为一款开源免费的高精度GPS科研软件于近些年开始在国内应用与各种高精度GPS基线解算中。本文通过算例探讨GAMIT软件和随机商业软件在解算这样的小型GPS控制网时各自有哪些优缺点。
2、软件介绍
Trimble Business Center（TBC）、Trimble Geomatics office（TGO）和Trimble Total Control（TTC）是美国天宝公司研发的三款具有GPS数据处理计算功能的后处理软件。Trimble Business Center（TBC）是Trimble 的新一代后处理软件，不仅能够处理GNSS（包含GPS 和GLONASS）数据，还可以处理全站仪、水准仪、3D 扫描仪数据，集成了功能强大的可视工具和建模工具，利用多种视图全面反映数据信息，全新的处理算法保证其处理速度，并提供了灵活的处理配置方案，是目前较为常用的商用GPS数据处理软件。
GAMIT/GLOBK是美国麻省理工学院（MIT）与斯克里普斯海洋研究所（SIO）联合研制的一个大型而复杂的高精度GPS数据处理软件，GAMIT是GAMIT/GLOBK软件中GPS基线解算部分，包括ARC（轨道积分）、MODEL（观测值模型）、SINCLN（单差自动修复周跳）、DBCLN（双差自动修复周跳）、CVIEW（人工交互修复周跳）、SOLVE（最小二乘解算）、FXDRV（生成数据处理）等模块。该软件可以安装在Linux操作系统上使用，解算基线时需要经过数据准备、解算参数设置、数据预处理和数据解算等步骤，解算过程较为繁琐和复杂。
3、数据和软件参数的选取
3.1数据来源
以某测区四等GPS网1个时段的观测数据为例，该时段观测仪器为4台Trimble 5700和4台Trimble R4 GPS接收机，同步观测时间大于60分钟，共生成28条基线，其中最长基线长度26.47km，最短基线长度3.40km，平均基线长度11.25km。
3.2 TBC软件配置
TBC软件解算时采用广播星历，卫星高度角15°，历元间隔15s，解算类型为固定解，频率类型为L1+L2，其余均为软件默认设置。广播星历在卫星的导航电文中，可以在GPS接收机接收观测数据时得到。
3.3 GAMIT软件配置
GAMIT软件解算时采用IGS精密星历，卫星高度角15°，历元间隔15s，处理模式为RELAX，观测量选择L1&L2_ INDEPEND，电离层约束为0.0mm+10.0ppm，数据处理为AUTCLN模式，给8个测站均加入0.5、0.5、1的约束值，不加入潮汐改正。
4、基线解算结果比较
TBC软件基线解算全部为固定解，基线水平精度最大0.008m，垂直精度最大0.030m；GAMIT软件基线解算精度评定NRMS值为0.11，小于经验值0.3。两种软件解算结果均合格。
4.1 基线长度比较
将TBC和GAMIT解算的基线文件分别使用CosaGPS数据处理软件进行三维无约束平差，并使用相同的三维已知点和坐标，平差后基线长比较见表1。
由表1可以得出，TBC软件解算的基线长和GAMIT软件解算的基线长相差较小，其中最大较差31mm，最小较差0，平均较差13mm，而且差值大小与基线长短相关性不明显。
由图1可以看出两套软件解算出的基线长度较差大多在0～10mm，占总基线数量的一半。
4.2 同步环闭合差比较
使用CosaGPS数据处理软件分别对TBC软件处理的基线和GAMIT软件处理的基线进行同步环闭合差统计，TBC软件解算的基线中最大同步环闭合差为38.7mm，GAMIT软件解算的基线中最大同步环闭合差为0.1mm。
按照规范GB/T18317-2009中对同步环闭合差的要求，以5mm+0.5ppm的仪器精度和11.25km的平均边长计算限差仅为4.5mm，使用TBC解算的基线远远大于该规范的要求。
按照规范SL197-2013中对同步环闭合差的要求，以四等测量精度10mm+10ppm和11.25km的平均边长计算限差为508.1mm，使用TBC和GAMIT解算的基线均满足该规范限差要求。
5、结论
通过以上比较分析可知，对于大多数的小型GPS控制网，使用TBC和GAMIT解算均可得到合格的基线解。其中TBC软件的优点是软件运行环境为Windows系统，图形可视化界面操作，解算过程相对简单；缺点是没有考虑基线之间的相关性，逐条基线解算很容易产生较大的同步环闭合差。GAMIT软件的的优点是多条基线解算过程中使用最小二乘法，使得同步环闭合差几乎为0，基线解算精度较高；缺点是运行环境为Linux系统，命令窗口运行软件不够直观，解算前需要的准备文件较多，在解算小区域GPS网时效率较低。
所以在选择TBC和GAMIT解算GPS基线时应考虑项目执行规范中相应限差的要求，在满足规范要求的情况下，从易用性和作业效率考虑推荐使用TBC，但是如果执行如国家规范要求使用仪器标称精度计算基線测量中误差的规范，使用TBC就很难满足相应同步环闭合差要求，在这种情况下可以考虑使用GAMIT解算基线。
参考文献：
[1]李征航，张小红. 卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法[M].{H}武汉：武汉大学出版社，2009.
[2]张勇，岳昔娟，王振辉. GPS商用软件与科学分析软件基线处理结果比对与分析[J].{H}地理空间信息，2006，（05）.
[3]全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314—2001），北京：国家质量技术监.督局
【关键词】 GAMIT；TBC；GPS基线解算；平差
1、引言
在水利水电测绘领域，有很多的小型GPS控制网，基线长度为几公里到几十公里，一般在解算基线时都会使用GPS仪器厂商开发的随机软件，比如Trimble的TBC、Leica的LGO等。GAMIT作为一款开源免费的高精度GPS科研软件于近些年开始在国内应用与各种高精度GPS基线解算中。本文通过算例探讨GAMIT软件和随机商业软件在解算这样的小型GPS控制网时各自有哪些优缺点。
2、软件介绍
Trimble Business Center（TBC）、Trimble Geomatics office（TGO）和Trimble Total Control（TTC）是美国天宝公司研发的三款具有GPS数据处理计算功能的后处理软件。Trimble Business Center（TBC）是Trimble 的新一代后处理软件，不仅能够处理GNSS（包含GPS 和GLONASS）数据，还可以处理全站仪、水准仪、3D 扫描仪数据，集成了功能强大的可视工具和建模工具，利用多种视图全面反映数据信息，全新的处理算法保证其处理速度，并提供了灵活的处理配置方案，是目前较为常用的商用GPS数据处理软件。
GAMIT/GLOBK是美国麻省理工学院（MIT）与斯克里普斯海洋研究所（SIO）联合研制的一个大型而复杂的高精度GPS数据处理软件，GAMIT是GAMIT/GLOBK软件中GPS基线解算部分，包括ARC（轨道积分）、MODEL（观测值模型）、SINCLN（单差自动修复周跳）、DBCLN（双差自动修复周跳）、CVIEW（人工交互修复周跳）、SOLVE（最小二乘解算）、FXDRV（生成数据处理）等模块。该软件可以安装在Linux操作系统上使用，解算基线时需要经过数据准备、解算参数设置、数据预处理和数据解算等步骤，解算过程较为繁琐和复杂。
3、数据和软件参数的选取
3.1数据来源
以某测区四等GPS网1个时段的观测数据为例，该时段观测仪器为4台Trimble 5700和4台Trimble R4 GPS接收机，同步观测时间大于60分钟，共生成28条基线，其中最长基线长度26.47km，最短基线长度3.40km，平均基线长度11.25km。
3.2 TBC软件配置
TBC软件解算时采用广播星历，卫星高度角15°，历元间隔15s，解算类型为固定解，频率类型为L1+L2，其余均为软件默认设置。广播星历在卫星的导航电文中，可以在GPS接收机接收观测数据时得到。
3.3 GAMIT软件配置
GAMIT软件解算时采用IGS精密星历，卫星高度角15°，历元间隔15s，处理模式为RELAX，观测量选择L1&L2_ INDEPEND，电离层约束为0.0mm+10.0ppm，数据处理为AUTCLN模式，给8个测站均加入0.5、0.5、1的约束值，不加入潮汐改正。
4、基线解算结果比较
TBC软件基线解算全部为固定解，基线水平精度最大0.008m，垂直精度最大0.030m；GAMIT软件基线解算精度评定NRMS值为0.11，小于经验值0.3。两种软件解算结果均合格。
4.1 基线长度比较
将TBC和GAMIT解算的基线文件分别使用CosaGPS数据处理软件进行三维无约束平差，并使用相同的三维已知点和坐标，平差后基线长比较见表1。
由表1可以得出，TBC软件解算的基线长和GAMIT软件解算的基线长相差较小，其中最大较差31mm，最小较差0，平均较差13mm，而且差值大小与基线长短相关性不明显。
由图1可以看出两套软件解算出的基线长度较差大多在0～10mm，占总基线数量的一半。
4.2 同步环闭合差比较
使用CosaGPS数据处理软件分别对TBC软件处理的基线和GAMIT软件处理的基线进行同步环闭合差统计，TBC软件解算的基线中最大同步环闭合差为38.7mm，GAMIT软件解算的基线中最大同步环闭合差为0.1mm。
按照规范GB/T18317-2009中对同步环闭合差的要求，以5mm+0.5ppm的仪器精度和11.25km的平均边长计算限差仅为4.5mm，使用TBC解算的基线远远大于该规范的要求。
按照规范SL197-2013中对同步环闭合差的要求，以四等测量精度10mm+10ppm和11.25km的平均边长计算限差为508.1mm，使用TBC和GAMIT解算的基线均满足该规范限差要求。
5、结论
通过以上比较分析可知，对于大多数的小型GPS控制网，使用TBC和GAMIT解算均可得到合格的基线解。其中TBC软件的优点是软件运行环境为Windows系统，图形可视化界面操作，解算过程相对简单；缺点是没有考虑基线之间的相关性，逐条基线解算很容易产生较大的同步环闭合差。GAMIT软件的的优点是多条基线解算过程中使用最小二乘法，使得同步环闭合差几乎为0，基线解算精度较高；缺点是运行环境为Linux系统，命令窗口运行软件不够直观，解算前需要的准备文件较多，在解算小区域GPS网时效率较低。
所以在选择TBC和GAMIT解算GPS基线时应考虑项目执行规范中相应限差的要求，在满足规范要求的情况下，从易用性和作业效率考虑推荐使用TBC，但是如果执行如国家规范要求使用仪器标称精度计算基線测量中误差的规范，使用TBC就很难满足相应同步环闭合差要求，在这种情况下可以考虑使用GAMIT解算基线。
参考文献：
[1]李征航，张小红. 卫星导航定位新技术及高精度数据处理方法[M].{H}武汉：武汉大学出版社，2009.
[2]张勇，岳昔娟，王振辉. GPS商用软件与科学分析软件基线处理结果比对与分析[J].{H}地理空间信息，2006，（05）.
[3]全球定位系统（GPS）测量规范（GB/T18314—2001），北京：国家质量技术监.督局