在Linux操作系統下安裝與運行GAMIT軟件

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　　本文主要介紹了Linux操作系統中GAMIT的安裝過程，並結合實例介紹了其使用方法。

　　1、引言
　　隨著GPS技術的發展，在大地測量、工程測量、地球動力學、GPS氣象學等多種學科中得到廣泛的應用，精密解算GPS觀測數據的軟件也得到了重視與發展。國內外開發了許多GPS數據處理軟件，主要有著名的美國麻省理工學院（MIT）和斯克裡普斯海洋研究所（SIO）開發的GAMIT軟件，美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室（JPL）研發的GIPSY-OASIS軟件，以及瑞士伯爾尼大學天文研究所研制的BERNESE軟件等幾種。本文主要介紹GAMIT軟件，其最主要的特點是其解算精度高，且免費開放源代碼，用戶可以根據需要對源程序做相應的修改，以便於科研工作。

　　2、GAMIT簡介
　　GAMIT可以解算衛星軌道、測站坐標、大氣延遲、整周模糊度等。它主要由以下幾個模塊組成：ARC（軌道積分）、MODEL（組成觀測方程）、SINCLN（單差自動修復周跳）、DBLCLN（雙差自動修復周跳）、CVIEW（人工交互式修復周跳）、CFMRG（用於創建SOLVE所需的M文件）、SOLVE（利用雙差觀測按最小二乘法求解參數）。

　　GAMIT軟件所需的數據是RINEX格式的，可以處理各種不同型號的GPS接收機采集的數據。目前，GAMIT軟件支持在UNIX和LINUX操作系統上運行，本文以GAMIT 10.2和LINUX RedHat 9.0為例來講解其安裝與使用過程。

　　3、軟件的安裝

　　3.1 LINUX系統的安裝

　　首先確保電腦上有足夠的空間來安裝LINUX，在這推薦至少有10G的空閒空間。LINUX系統的安裝可選擇從光盤安裝，硬盤安裝或網絡安裝，一般選擇從光盤安裝。在光驅中插入安裝光盤，從光盤引導後，根據安裝向導的提示，就能完成LINUX系統的安裝。

　　3.2 LINUX編譯器的更新
　　LINUX系統的C和Fortran編譯器系統默認的文件選項中MAXUNIT為100，而GAMIT軟件源代碼中則要求MAXUNIT為10000。如果不進行修改而直接進行GAMIT軟件的安裝，則會產生很多的警告性錯誤，造成安裝後無法正常運行。安裝GCC的步驟如下：用戶可以從網站上（http://gcc.gnu.org）下載GCC編譯器2.95.3或以上版本的源代碼，拷貝至/usr/gcc目錄下,進入該目錄，用tar zxvf 命令將其解壓後，找到gcc-2.95.3/libf2c/libI77/目錄下的fio.h文件，用vi命令打開，將#define MAXUNIT 100這一行改為10000，保存後，退到/usr/gcc目錄，重新進行編譯和安裝GCC。

　　3.3 GAMIT系統的安裝
　　從麻省理工學院的FTP服務器（http://bowie.mit.edu）下載GAMIT軟件包，其中包括了軟件源代碼和安裝包。在LINUX系統中創建/usr/gamit目錄，將GAMIT安裝包目錄/source下的文件拷貝至此，其中有安裝批處理文件install_software和幾個以.tar.Z結尾的壓縮文件，以10.2版為例，分別為：

install_software 安裝批處理文件

com.10.2.tar.Z 組件壓縮包

gamit.10.2.tar.Z gamit軟件壓縮包

help.10.2.tar.Z 幫助系統壓縮包

kf.10.2.tar.Z kf軟件壓縮包

libraries.10.2.tar.Z 庫文件壓縮包

templates.10.2.tar.Z 數據模塊壓縮包

maps.10.2.tar.Z 地圖數據壓縮包

　　在安裝軟件前，要做一些相關配置。首先，要對安裝程序的配置文件Makefile.config進行修改。與系統相關的設置主要是庫文件和編譯器的路徑設置，在linux redhat 9.0下設置的路徑為：

X11LIBPATH /usr/X11R6/lib

X11INCPATH /usr/X11R6/include/X11

與GPS數據處理相關的幾個參數為：

MAXSIT 最大測站數 默認值45

MAXSAT 最大衛星數 默認值30

MAXATM 最大天頂延遲參數 默認值49

MAXEPC 最大歷元數 默認值2880

　　以上幾個參數可根據用戶的實際研究需要作相應的修改。其次，由於install_software是用C shell寫的安裝腳本，所以在運行install_software前要確保命令解釋程序為C shell，且install_software具有可執行的屬性，可用命令chmod +x為其添加可執行屬性。

　　做好這些准備就可以安裝軟件了，進入/usr/gamit目錄，運行命令./install_software，然後根據屏幕給出的提示給予回應，就可以完成安裝。

　　3.4 設置軟件路徑
　　等待上述安裝過程結束之後，並不能正常運行GAMIT軟件，要對.cshrc文件配置。把路徑/usr/gamit/com、/usr/gamit/gamit/bin、/usr/gamit/kf/bin，加入到path。這樣做是因為我們在控制台中運行程序時，使用的是bash shell，若不改寫C shell配置文件，會導致系統無法從路徑中調用到GAMIT的命令。這樣GAMIT軟件才算真正地完成了安裝。

　　4、運行實例
　　本文選取了2006年，年積日為100天的安徽黃山（ahhs）、安徽馬鞍山（ahma）、江蘇常州（jscz）、江蘇高郵（jsgy）、上海奉先（shfx）、上海浦東（shpd）6個國內的GPS觀測站的觀測資料。

　　4.1 數據准備
　　建立rinex、eph、tables目錄和以年積日100命名的工作目錄。在rienx目錄中准備該天的所選用的各個觀測站的觀測文件o-files。在eph目錄中准備導航文件auto1000.06n，GPS衛星星歷igu13701.sp3，極移表pole.，TAI-UT1國際時間系統表ut1.，壞衛星信息文件svs_exclude.txt。在tables中建立：測站信息文件station.info,測段信息控制文件sestbl., 測站信息控制文件sittbl.,天線相位中心改正表antmod,dat,周跳的自動探測和修改命令表autcln.cmd，地球形狀參數表gdetic.dat，跳秒表leap.sec，月亮表luntab.，章動表nutabl.，太陽表soltab.，星號對照表svnav.dat，接收機及其天線型號對照表rcvan.dat。

　　上述的文件，可以在網站（ftp://lox.ucsd.edu）下載2006年底100天的衛星星歷，以及2005年的太陽表、月亮表和章動表（這些表每年都要更新，因此要下載所處理數據當年的），其余的文件在安裝GAMIT時是自帶的，復制到對應的文件夾下即可。需要注意的是， station.info, sestbl., sittbl.這三個文件，應該根據實際處理的情況做相應的修改。

　　編輯station.info文件：首先打開o-files,記錄每個選用台站的X、Y、Z方向的高度和接收機型號、天線型號，然後來校正station.info文件中的數據，以求每一個站都有正確的天線高度等信息。開始和結束時間形如：0 0 0 0 24 0 0，則天線信息不僅適用於這一天，而且適用於以後的天，直到有更新的信息。同一站的信息可以出現多次，但不必相鄰，但必須是按時間先後順序排列的。

　　編輯sestbl.文件：文件選擇計算方案和設置與計算方案相應的參數。主要設置下面幾項：

A、Choice of Experiment

RELAX：定軌、定位、解ERP；

BASELINE：僅僅定位。

B、Choice of Observable

LC_HELP:用LC觀測解模糊度；

LC_RANGE:用LC觀測模糊度，但更強調偽距的作用；

LC_ONLY:用LC觀測，不解模糊度；

L1_ONLY:僅僅使用L1，解模糊度，對於幾公裡的小網；

L2_ONLY:僅僅使用L2，解模糊度，對於幾公裡的小網；

C、Zenith Delay Estimation

YES：解算天頂延遲估計；

NO：不解算天頂延遲估計。

D、Interval Zen

　　解算天頂延遲參數的時間間隔。

　　編輯sittbl.文件：首先檢查是否包括每個選用測站的信息，缺少的信息要補全，然後對每一個站設置先驗約束。這裡主要是對台站在X、Y、Z方向擺動的作限制。

　　4.2 數據處理步驟
　　（1）用ln命令鏈接../rinex，../eph，../tables內的文件到work；

　　（2）執行makexp程序建立所有准備文件的輸出及一些模塊的輸入文件。系統會提示讓輸入試驗名、軌道名、year、doy、session number、概略坐標文件、導航文件名，系統還會提示輸入采樣間隔、起始時間、歷元數。這樣，我們依次輸入pgga，pgga，2006，100，0，lpgga，auto1000.06n，60 0 0 1440即可。

　　（3）sh_sp3fit –-f igu13701_18.sp3 –-d 2006 099 100 –-t tpgga6.100

並將生成的*.099文件改名為*.100

　　（4）makej auto1000.06n jauto6.100

　　（5）makex pgga.

　　（6）fixdrv dpgga6.100

　　（7）csh b*.bat

　　以上pgga為工程名稱，可以根據需要進行替換。

　　4.3 數據處理結果分析
　　此次數據處理例子是解算對流層天頂延遲的。結算的精度與可靠性主要看兩個方面：

　　（1）是否使用了足夠的資料。所得基線分量的精度是衡量這個標准是否滿足的標志。此例中基線邊解算精度的統計如表1所示。

　　由表1可以看到，GAMIT解算得到的基線相對精度均優於對台站坐標和衛星軌道所加的約束10-3。

　　（2）對資料的擬合模型是否達到它的噪聲水平。滿足這個條件的判據是解的nrms（normalized rms）,即每個自由度的chi-square的平方根。其理論值是1，但實際上這個值在0.25左右才算正常，本例中nrms=0.28。如果這個值大於0.5，則意味著有殘余的周跳，或是有嚴重的其它問題。

表 1

基線邊

基線長（m）

精度（m）

相對精度

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

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