北斗分析 （众神之战--阿努比斯）

众神之战–阿努比斯

– G-NUT/ANUBIS 对北斗地面站数据的分析

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anubis介绍

      “阿努比斯（古希腊语：Ἄνουβις）是埃及神话中一位与木乃伊制作与死后生活有关的胡狼头神。阿努比斯其实是个古希腊语的名字[1]，而根据阿马尔奈文书中的阿卡德语译文，他的名字在埃及语的发音更接近“Anapa”[2]。在埃及神话中，他是奈芙蒂斯与欧西里斯之子，也有记述说是奈芙蒂斯与赛特之子。目前所知有关阿努比斯最早的记述是在古王国时期的金字塔文本，文中他与法老的葬礼有所关联[3]在这个时期，阿努比斯是最重要的死亡之神，但到了中王国时期他的地位便被欧西里斯所取代[4]。”----自由的百科全书

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G-NUT/ANUBIS

      该软件是由捷克捷克共和国大地观测台Pecny（GOP）开发的G-Nut核心库实现的，一款用于对所有可用GNSS星座中的现代数据进行质量检查的开源程序，这款开源程序可通过GNSS观测文件/导航文件或SP3轨道产品支持来提供对GNSS数据全面的定量和定性控制：
　　*观测统计（观测，信号，频带，GPS卫星，GLONASS，伽利略，北斗，SBAS，QZSS，IRNSS的计数）
　　*标准点定位　　
　　*预处理，包括时钟跳变和周跳检测以及所有星座图，频率和信号上的其他中断
　　*卫星标高和方位角（如果受特定星座导航消息或SP3产品支持）
　　*特定于海拔的直方图，地平线的卫星上升/下降时间和用户海拔截止
　　*伪距多径和噪声
　　*载波相位信噪比
　　*数据缺口和小数据
　　*以特定的XTR和简约的标准XML格式输出
　　*其他有用的列表和统计信息（卫星导航数据可用性，卫星健康状态等）----pecny

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众神之战

tools	TEQC	gfzrnx	BNC	G-NUT/ANUBIS
出处	unavco	GFZ	BKG	PECNY
官网	unavco	GFZ	BKG	anubis
3.x 格式	否	是	是	是
是否质检	是	否	是	是
是否绘图	是	否	是	是
是否开源	否	否	是	是
操作友好	√	√	√	×

（注：仅对软件）
      从上面的列表可以看出anubis不管在何种状况下都存在着明显的优势，以及它在spp中的优秀可控性，对足以让我们让选择它作为质检程序。

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北斗归位

      北斗卫星导航系统第41颗卫星（地球静止轨道卫星）、第49颗卫星（倾斜地球同步轨道卫星）、第50颗卫星（中圆轨道卫星）和第51颗卫星（中圆轨道卫星）已完成在轨测试、入网评估等工作，于近日正式入网工作。其中，第41和49颗卫星由中国空间技术研究院研制，分别于2018年11月1日和2019年11月5日在西昌卫星发射中心发射；第50和51颗卫星由中国科学院微小卫星创新研究院研制，于2019年11月23日在西昌卫星发射中心发射。北斗办
      上述文字是北斗网在2月15日发布的消息，这则消息的发布标识着北斗3再次加血，北斗家族也更加强大。全球服务性能更加完善。
      我们从官方发布来了解一下北斗卫星的在轨情况：

　　星下点轨迹是卫星运动轨迹垂直向下在地球表面的投影(2020 001) 　　
　　　从可见卫星数目图中可以了解北斗系统基本的覆盖区域(2020 001)
　　　PDOP是表征卫星与用户相对位置关系几何强度的参数，在用户测距误差一定的情况下，PDOP越大定位精度越差，PDOP越小定位精度越高。
　　　空间信号测距误差（SISRE）是UERE主要构成部分,SISRE反映卫星播发的导航电文偏差对用户测距的影响。
定位服务性能描述北斗卫星导航标准单点定位精度
　　　北斗卫星健康状态图

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北斗地面站

数据介绍

      上面我们对北斗卫星的性能及其健康状态我们有了一个初步的认识，为了探究一下国内IGS站点对北斗卫星的接受情况。

国内IGS站分布

      数据来源于科学网*李鸿斌

site	network	city	country	agency	lat	long	last rinex2	last rinex3	sat system	site
BJFS00CHN	IGS	Fangshan	China	CASM	39.61	115.89	2020/2/19	n/a	GPS+GLO	BJFS00CHN
BJNM00CHN	IGS	Beijing	China	NIM	40.25	116.22	2020/2/18	n/a	GPS+GLO	BJNM00CHN
CHAN00CHN	IGS	CHANGCHUN	China	CHO	43.79	125.44	2020/2/19	n/a	GPS	CHAN00CHN
GUAO00CHN	IGS	URUMQI	China	JPL	43.47	87.18	2016/3/14	n/a	GPS	GUAO00CHN
HKSL00HKG	IGS	Tuen Mun	China	HKLD	22.37	113.93	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS	HKSL00HKG
HKWS00HKG	IGS	Wong Shek	China	HKLD	22.43	114.34	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+SBAS	HKWS00HKG
JFNG00CHN	IGS	Jiufeng	China	CNES	30.52	114.49	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+SBAS	JFNG00CHN
LHAZ00CHN	IGS	Lhasa	China	BKG	29.66	91.10	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+SBAS	LHAZ00CHN
SHAO00CHN	IGS	Sheshan	China	JPL	31.10	121.20	2019/3/19	n/a	GPS	SHAO00CHN
URUM00CHN	IGS	Urumqi	China	GFZ	43.81	87.60	2018/12/16	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+IRNSS+SBAS	URUM00CHN
WUH200CHN	IGS	Wuhan City	China	GFZ	30.53	114.36	2018/12/16	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+IRNSS+SBAS	WUH200CHN
WUHN00CHN	IGS	Wuhan	China	WHU	30.53	114.36	2016/9/26	2020/2/8	GPS+GLO+BDS	WUHN00CHN
TNML00TWN	IGS	Hsinchu	China	NML	24.80	120.99	2019/3/28	n/a	GPS	TNML00TWN
KMNM00TWN	IGS	Kinmen	China	NLSC	24.46	118.39	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+SBAS	KMNM00TWN
CKSV00TWN	IGS	Tainan	China	NLSC	23.00	120.22	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS+SBAS	CKSV00TWN
TCMS00TWN	IGS	Hsinchu	China	NML	24.80	120.99	2020/2/19	n/a	GPS	TCMS00TWN
TWTF00TWN	IGS	Taoyuan	China	TL	24.95	121.16	2020/2/19	2020/2/19	GPS+GLO+QZSS+SBAS	TWTF00TWN
NCKU00TWN	IGS	Tainan	China	JAXA	23.00	120.22	n/a	2020/2/19	GPS+GLO+GAL+BDS+QZSS	NCKU00TWN

数据来源MGEX

      从上面表中的数据中可以看到内地可以接受北斗数据的地面站有JFNG00CHN、LHAZ00CHN、URUM00CHN、WUH200CHN、WUHN00CHN，海峡两岸可以接受北斗卫星数据的站点有HKSL00HKG、HKWS00HKG、KMNM00TWN、CKSV00TWN、NCKU00TWN（在此强烈申明一个中国原则，也对IGS这样的国际组织表示强烈的谴责，在官方列表中将台湾省几个所属站点国家所在列列为台湾）
##数据下载
我们选择2020年1月1日（2020001）的数据乌鲁木齐站（urum）作为案列来进行下载，

数据准备

• 数据下载URUM00CHN_R_20200010000_01D_30S_MO.crx.gz``````gfz20863.sp3.z``````brdm0010.20p.Z
• 进行数据解压 gunzip URUM00CHN_R_20200010000_01D_30S_MO.crx.gz ``````uncompress *.Z
• 数据格式转换 sh_rename_rinex3 URUM00CHN_R_20200010000_01D_30S_MO.crx ./urum0010.20o

数据处理

• 建立文件夹mkdir rinex brdc igs
• 将数据分别移动至文件夹 mv urum0010.20o rinex ``````mv brdm0010.20p brdc``````mv gfz20863.sp3
• 获得配置文件 anubis -X 2> anubis -X 2> urum001.xml
• 对配置文件进行配置

 





   "2020-01-01 00:00:00" 
   "2020-01-01 23:59:59" 
    GPS GAL GLO BDS QZS SBS 
   urum                
  30

   


   


   file://rinex/urum0010.20o 		 
   file://brdc/brdm0010.20p  		 
      file://igs/gfz20863.sp3 

   


   $(rec)20200520.xtr     		 
   $(rec)20200520.xml
   20200520.log

   

            		  
      		  
    		  
    		  
    		  


            		  
      		  
    		  
    		  
    		  


            		  
      		  
    		  
    		  
    		  

   
            		  
      		  
    		  
    		  
    		  

   

• 数据质检 生产需要的质检数据文件 anubis -x urum001.xml -v 9 依次来生成详细的质量检查文件在此数字9表示最详细，其范围取值为{0-9}

绘图处理

      anubis官方提供两种绘图，分别是基于pyton的Anubis的Anubisplot.py,还有就是基于perl库的plot_Anubis-2.2-2018-08-01，2.2这是官方所能提供的最新的版本，本次文章之前，查阅了一些文献，在python绘图的时候出现一些不可逆的问题，所以本次我们选择官方给出的plot_Anubis来进行绘图
官方也给出了绘图的命令 plot_Anubis.pl --ifile URUM20200520.xtr --plot="urum.png" --all --all --title="urum [2020:001]"

• 图形展示
        在此我们以eps为格式矢量图，我们利用gmt 自带的转换模块 psconvert 将矢量的eps转化为高清的gmt图，此处来利用了新浪图床来存放我们的图片。最后获得的可视化图如下：
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
        我们可以看到urum站可接受到的北斗卫星最高为C36,其中多数卫星为北斗2代，所以北斗的整体质量不如GPS，这在多路径、单点定位 、信噪比等各项质量指标上都呈现一个下的趋势，随着北3的不断升空，我们不久会看到一个良性的结果，当然这也是笔者仅仅从质量角度来定量分析北斗卫星，我们还可以从各个角度来价定北斗卫星的性能。

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致谢

• 感谢 GFZ-波茨坦-李盼博士的热情指导
• 感谢 IGS 数据中心 MGEX 提供观测数据
• 感谢 GFZ 数据中心 提供精密星历
• 感谢 北斗办 提供北斗参数
• 感谢 中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心 提供卫星健康状态
• 感谢 GMT 中文社区
• 感谢 G-Nut/Anubis 提供开源软件与绘图程序
• 感谢 GNSS HELP