GNSS星历数据读取

最新推荐文章于 2025-07-26 14:05:26 发布
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#matlab

文章介绍了GNSS位置结算过程中RTKlib软件所需的两种关键文件：观测文件(o文件)包含接收机接收到的卫星报文信息，如伪距、相位和多普勒观测值；而nav文件则存储卫星的运行状态和星历数据。通过结合o文件的时间信息和nav文件的星历，可以解算出卫星的ECEF坐标。

GNSS位置结算需要两个文件放入RTKlib中
卫星的位置需要o文件和nav文件共同提供数据才可以解算

1.observation观测文件

观测文件指接收机接收到的所有卫星的报文信息
格式如下：
在这里插入图片描述
卫星字母编号
在这里插入图片描述
以SYS / # / OBS TYPES结尾的行，这样的存在决定了后面数据块的存储顺序和释义。数据类型都是由三个字符组成，第一个字符：C伪距;L载波;D多普勒;S信号强度；第二个字符是数字，代表 频数编号；第三个字符表示跟踪模式或通道，比如常用的C C/A码;S LxC(D);L LxC(P);X LxC(D+P);P AS off; W AS on;Y Y码;M M码
数据块

2021 5 21 6 29 6.0040000 0 34

2021年5月21日6时29分6.0040000秒 + 历元标志0 + 当前历元所观测到的卫星数34。关于历元标志，0表示正常，1表示在前一历元和当前历元之间发生了电源故障，>1表示事件标志。

伪距观测值，类型标识为C1C，LLI 位为空，信号强度SSI=6
相位观测值，类型标识为L1C，LLI 为0，表示连续跟踪或状态未知，信号强度SSI=6
多普勒观测值，类型标识为D1C，LLI 位为空，信号强度SSI=6
载噪比，类型标识为S1C。

2.nav文件

nav时星历广播报文文件，包含了卫星在这一段时间的的运行状态，IGS观测中心提供的nav文件一般包含GPS，北斗等数据可以从nasa下载。
在这里插入图片描述

读取导航nav文件代码参考

卫星的位置需要o文件和nav文件共同提供数据才可以解算，o文件提供观测时的时间，利用nav中提供的播发时间和其他信息共同解算卫星的ECEF坐标。
由星历参数求解卫星时空位置——参考1

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定义方面 GPS 历书（Almanac） GPS 历书是一种包含了卫星轨道参数的粗略信息的数据集合。它涵盖了所有 GPS 卫星的轨道信息的大致情况，包括卫星的编号、轨道的大致形状（如长半轴、偏心率等大致参数）、卫星信号频率等基本信息。 历书的作用是帮助 GPS 接收机快速地获取卫星的大致位置信息，以便在定位过程中能够初步确定需要搜索和跟踪哪些卫星。例如，当 GPS 接收机首次开机或者长时间未使用后开机时，它可以利用历书信息来快速锁定可能可见的卫星，减少卫星搜索时间。 GPS 星历（Ep
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2024年GNSS广播星历精密星历(.n、sp3、clk等)下载 注意：！！网上现有很多教程的星历下载地址 ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/已经访问不了了，最新的方法见下文，亲测有效~
C++实现卫星定位--解析星历数据精确定位
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优快云知名博主，GIS领域优质创作者，深耕openlayers、leaflet、mapbox、cesium，canvas，webgl，echarts等技术开发，欢迎加底部微信（gis-dajianshi），一起交流。GPS接收机通过接收卫星发送的导航电文来获取星历数据，然后结合接收到信号的时间以及自身的时间同步信息，计算出接收机的位置。星历数据的准确性直接影响定位的精度，因此，保持星历数据的更新和准确是GPS系统的关键任务之一。：存储在卫星上并定期更新的星历数据，用于计算卫星在未来的某个时刻的确切位置。
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GNSS精密星历读取（matlab）,这个代码只读取了第一颗卫星随不同时间的X,Y,Z，和2-9颗卫星的X坐标，如果需要其他数据，自行改进代码。for k=1:51%选取的是51颗卫星，实际情况看自己下载的数据。
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由于美国政府安全要求，不再允许CDDIS通过传统的未加密匿名ftp提供数据；该服务于2020年10月31日终止。所有数据仍然可用，但是必须通过HTTPS或ftp-ssl进行访问。 经过测试，直接访问该网站即可下载数据：GNSS下载。进入该网站按照提示注册账户即可。 接着打开该网站，即可选择对应卫星的观测数据或精密星历等产品：下载途径 如上图所示，可以下载GLONASS和GPS的数据及产品，根据需求进入对应文件夹，选择所需日期的数据进行下载即可： 下载的源文件如下： 解压后即得rinex格式的数据：.
GNSS.obs格式文件
02-11
### GNSS .obs 文件格式说明 GNSS观测文件（.obs）是一种标准的数据文件，主要用于存储来自全球导航卫星系统的原始测量数据。这类文件遵循特定的结构化格式，便于不同软件和硬件平台之间的互操作性。 #### 文件头信息 文件头部包含有关站点、接收机、天线的信息以及其他元数据。特别需要注意的是以`SYS / # / OBS TYPES`结尾的行[^3]。这一部分定义了后续数据块中的观测类型及其排列顺序，对于正确解释数据至关重要。 #### 观测数据体 主体部分由多个周期性的观测记录组成，每条记录代表一次完整的卫星信号采样时刻下的所有可用通道的状态报告。每个观测时段内会列出参与此次定位计算的具体卫星编号以及对应的伪距(Pseudorange)、载波相位(Carrier Phase)等物理量。 ```plaintext > TIME OF FIRST OBS 2021 7 5 0 0 0.0000000 0 > OBSERVATION DATA (GPS SYSTEM) GpsTime WeekNo SecOfWeek NumSats PRN LLI SNR PseudoRange CarrierPhase Doppler ... 0 0 0 8 1 0 40 X Y Z ... ``` 上述示例展示了典型的 Rinex 格式的开头几行，其中包含了时间戳和其他必要的参数来描述观测条件。 ### 解析方法 为了有效地解析`.obs`文件，在编程层面需执行如下操作： 1. **读取并理解文件头** - 提取出关于站名、仪器型号的关键字段。 - 记录下所使用的坐标系及时钟模型等相关设置。 2. **遍历观测数据区** - 对于每一组新的观测时间段，提取出精确的时间标记。 - 处理各个卫星的相关观测量，包括但不限于伪距、多普勒频移及信噪比(SNR)。 以下是利用 Python 进行基本 `.obs` 文件解析的一个简化版本代码片段： ```python def parse_obs_file(file_path): with open(file_path, 'r') as f: lines = f.readlines() header_info = {} observation_data = [] is_header_section = True for line in lines: stripped_line = line.strip() if not stripped_line or stripped_line.startswith('%'): continue if "END OF HEADER" in stripped_line.upper(): is_header_section = False continue if is_header_section: key_value_pair = stripped_line.split(':') if len(key_value_pair) >= 2: key = key_value_pair[0].strip().replace(' ', '_').lower() value = ':'.join(key_value_pair[1:]).strip() header_info[key] = value else: parts = stripped_line.split() epoch_time = { 'year': int(parts[0]), 'month': int(parts[1]), 'day': int(parts[2]), 'hour': int(parts[3]), 'minute': int(parts[4]), 'second': float(parts[5]) } num_sats = int(parts[-1]) satellites = [] start_index = 6 while start_index < len(parts)-num_sats*4+start_index: prn_id = int(parts[start_index]) lli = int(parts[start_index + 1]) snr = int(parts[start_index + 2]) pseudo_range = float(parts[start_index + 3]) satellite_entry = {'prn': prn_id, 'lli': lli, 'snr': snr, 'pseudo_range': pseudo_range} satellites.append(satellite_entry) start_index += 4 entry = dict(epoch=epoch_time, satellites=satellites) observation_data.append(entry) return header_info, observation_data ``` 此函数接受一个路径作为输入，并返回两个字典列表——一个是保存文件头部信息的对象；另一个则是按照时间序列组织起来的实际观测数据集。
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