Python调用GFZRNX实现GNSS观测值文件分割

本文介绍了一种使用Python编写的自动化脚本,用于处理GPS观测数据。脚本按小时分割数据,并利用GFZRNX软件进行解算,优化了大量时间序列数据的管理和分析过程。通过筛选特定格式的文件,读取起始时间,然后进行数据切割,实现了数据处理效率的提升。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

背景:

在科学研究和工程应用中,我们经常需要处理大量的时间序列数据,例如卫星观测数据、气象数据等。这些数据往往以小时为单位进行记录和存储。然而,在处理这些数据时,我们常常只关注特定时间段内的数据,而不需要处理整个数据集。如果一次性读取整个数据集,不仅会占用大量内存,而且会增加处理的时间成本。因此,切割和处理时间序列数据成为一项重要的任务。

简介:本文介绍了如何使用Python编写自动化脚本对GPS观测数据进行分割和小时解处理。通过该处理流程,可以将观测数据按小时进行切割,并使用GFZRNX软件对每个小时的数据进行解算,实现数据的有效管理和分析。

首先是我们代码的文件声明信息:

@Description :   Hourly Solution Data Splitting Code
@Author      :   ZhaiWei
@Version     :   1.0
@Contact     :   navsense_support@163.com
@Time        :  2023/06/25 18:19:42

步骤1:数据读取和配对

首先,从指定的文件夹中读取两个站点的观测数据文件。通过使用os.listdir()函数,我们获取文件夹中的所有文件,并根据文件名进行筛选,找出满足条件的文件列表。在这个示例中,我们筛选以"LOG1"开头且以".23O"结尾的文件作为站点1的观测数据文件,以"LOG2"开头且以".23O"结尾的文件作为站点2的观测数据文件。这样可以确保我们只处理符合要求的文件。

obsfiles1 = [obs for obs in os.listdir(folder1) if obs.startswith("LOG1") and obs.endswith(".23O")]
obsfiles2 = [obs for obs in os.listdir(folder2) if obs.startswith("LOG2") and obs.endswith(".23O")]

步骤2:数据分割

接下来,我们将配对成功的观测数据文件按小时进行分割。对于每一对配对成功的观测数据文件,我们首先创建对应的输出文件夹。然后,使用GFZRNX软件将观测数据按小时进行分割,生成相应的输出文件。

for obs1 in obsfiles1:
    # 创建输出文件夹
    split_path = os.path.join(folder1, obs1[:8])
    os.makedirs(split_path, exist_ok=True)

    # 读取第一个观测文件的起始时间
    with open(os.path.join(folder1, obs1), 'r') as f:
        lines = f.readlines()
        for line in lines:
            if "TIME OF FIRST OBS" in line:
                times = list(filter(None, line.split(" ")))[:3]
                stime1 = "{}{}{}".format(times[0], times[1].zfill(2), times[2].zfill(2))
                break

    for obs2 in obsfiles2:
        # 读取第二个观测文件的起始时间
        with open(os.path.join(folder2, obs2), 'r') as f:
            lines = f.readlines()
            for line in lines:
                if "TIME OF FIRST OBS" in line:
                    times = list(filter(None, line.split(" ")))[:3]
                    stime2 = "{}{}{}".format(times[0], times[1].zfill(2), times[2].zfill(2))
                    break

        # 检查两个观测文件的起始时间是否相同
        if stime1 != stime2:
            continue

        print("读取到同一天的数据: " + obs1 + " " + obs2)
        print("开始按小时进行数据提取 ")

        # 分割小时解的代码
        for hour in range(24):
            epoch = str(hour).zfill(2) + "0000"
            epo_beg = stime1 + "_" + epoch

            # 输出文件路径
            out1 = os.path.join(split_path, obs1[:9] + epoch + ".23O")

            # 使用GFZRNX软件进行数据分割
            cmd1 = "{} -finp {} -fout {} -epo_beg {} -d 3600".format(gfz_path, os.path.join(folder1, obs1), out1, epo_beg)
            subprocess.run(cmd1, stdout=subprocess.DEVNULL, stderr=subprocess.DEVNULL)

            out2 = os.path.join(split_path, obs2[:9] + epoch + ".23O")
            cmd2 = "{} -finp {} -fout {} -epo_beg {} -d 3600".format(gfz_path, os.path.join(folder2, obs2), out2, epo_beg)
            subprocess.run(cmd2, stdout=subprocess.DEVNULL, stderr=subprocess.DEVNULL)

通过以上步骤,我们可以将GPS观测数据按小时进行分割,并使用GFZRNX软件对每个小时的数据进行解算。这样可以方便地对每个小时的数据进行管理和分析,提高数据处理的效率。

请注意,上述代码示例中的gfz_path是GFZRNX软件的路径,需要根据实际安装位置进行修改。此外,还需要根据实际情况调整文件路径、命令参数等。

希望以上代码能够帮助你完成GPS观测数据处理的自动化流程。

### GPS 观测文件格式及解析 #### RINEX 格式的概述 RINEX (Receiver Independent Exchange Format) 是一种广泛应用于全球定位系统(GPS)测量的标准数据交换格式[^3]。此格式支持多种类型的GNSS(Global Navigation Satellite System)数据存储,包括但不限于GPS、GLONASS和其他卫星系统的观测数据。 #### GPS 观测值文件结构 对于GPS而言,在RINEX框架下,观测值文件主要用于保存来自地面接收设备接收到的卫星信号强度以及其他相关信息。这类文件通常包含了时间戳记、伪距(Pseudorange)、载波相位(Carrier Phase)以及多普勒频移(Doppler Shifts)[^1]。 #### 文件头部信息 每一个有效的RINEX观测文件都会有一个详细的头部区域来描述整个文档的内容特性及其创建环境。这部分可能涉及如下字段: - **RINEX版本/类型**:指明当前使用的具体RINEX规格版本。 - **PGM / RUN BY / DATE** :记录生成程序名称、运行机构及时刻。 - **COMMENT** : 提供额外备注说明。 - **MARKER NAME** 和 **NUMBER**: 测量站点的名字编号。 - **OBSERVER / AGENCY** : 负责操作人员所属单位。 - **REC # / TYPE / VERS** 及 **ANT # / TYPE** : 接收机硬件型号参数。 - **APPROX POSITION XYZ**, **ANTENNA: DELTA H/E/N** : 坐标位置估计值与天线偏置向量。 - **TYPES OF OBSERVATIONS** : 列举实际存在的观测量种类列表。 以上各项构成了完整的元数据集,有助于后续处理软件理解并正确解释这些原始观测资料[^4]。 #### 数据体部分 紧随其后的则是按时间段排列的具体观测条目集合。每一条记录都对应着特定时刻下的多个卫星通道状态快照,其中包括但不限于以下要素: - 卫星PRN码号; - UTC/GPS秒数标记; - 各类观测量的实际数值,如C/A码伪距、L1/L2载波相位读数等; - 信噪比(SNR, Signal-to-noise ratio),即所谓的锁星质量指标。 为了便于计算机自动化分析流程调用,上述所有成分均需遵循严格的定宽文本布局规范进行编码组织[^2]。 ```python # Python代码片段展示如何解析简单的RINEX观测文件头信息 def parse_rinex_header(file_path): with open(file_path, 'r') as f: lines = [] while True: line = f.readline() if not line or "END OF HEADER" in line.strip(): break lines.append(line) header_info = {} for l in lines: key = l[:60].strip() # 获取键名 value = l[60:].strip() # 获取对应的值 if key and value: header_info[key] = value return header_info ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值