随着全球导航卫星系统(global navigation satel- lite system, GNSS)的快速发展，现运行的卫星导航系统包括全球4大卫星定位系统(GPS、BDS、GLONASS、Galileo)、日本准天顶卫星导航系统、印度区域导航卫星系统等^{[1, 2]}。截至2009年4月，国际GNSS服务组织(International GNSS Service，IGS)建立的跟踪站数量已达422个^[3]。近年来，地震监测网、气象监测网、连续运行参考站系统等陆续建立，为地震监测、气象预报、大地测量和地球动力学研究等提供服务。在数据应用过程中，数据的质量控制显得非常重要。目前，GNSS数据预处理软件主要包括TEQC、BKG Ntrip Client、G-Nut/Anubis^[4]。TEQC软件是由UNAVCO Facility研制，为地学研究GPS监测站数据管理服务^[5]。TEQC被广泛应用于GNSS数据质量检核分析^[6]，国内外学者针对TEQC可视化开展了大量相关研究和程序设计，并取得丰硕成果^{[7, 8]}。但TEQC软件不能满足当前多系统、多频段观测数据质量分析的要求，且该软件不开源，不支持最新的RINEX 3.0x格式，数据检核结果可视化效果不尽理想。BKG Ntrip Client软件主要应用于单点定位^{[9, 10]}，数据质量检核应用较少。国外针对G-Nut/Anubis软件质量检核已取得相关研究成果，G-Nut/Anubis已为IGS发起的全球多GNSS实验以及EURv3-MONITORING等项目提供数据质量监控服务^{[4, 9, 11]}。国内对于G-Nut/Anubis软件的研究应用还处于起步阶段。鉴于此，本文开展了对G-Nut/Anubis软件的基础研究，并结合数据进行了相关试验。

1 G-Nut/Anubis软件原理

数据质量检核的两个关键性指标主要反映在多路径效应和周跳探测修复上^[6]，本文针对G-Nut/Anubis软件质量检核的相关算法描述如下。

1.1 相关算法

1) 多路径算法。GNSS测站的观测条件、数据质量主要反映在多路径MP1、MP2、…、MPk上，其中MPk的计算公式见文献[4]。多路径MP1、MP2、MP5等反映的主要是伪距多路径效应的变化^[4]。当GNSS观测作业位于大规模水域、沼泽地、高大建筑物区域进行单点定位或精密单点定位时，多路径效应的影响不可忽略。

2) 周跳探测及修复算法。模糊度和周跳问题是星载GNSS相位数据应用的难题，对于周跳探测及修复方法，该软件采用文献[10]中的算法。由于原始观测结果只能用于检测大噪声，因此，利用较长波长的宽波段和较短波长的窄波段组合可以检测到一个周跳。

G-Nut/Anubis软件基于上述三频周跳探测修复技术可对所有的观测信号进行处理。

1.2 可视化界面实现

G-Nut/Anubis软件目前依赖于Chart-Gnuplot绘图程序，同时提供优秀的plot_Anubis模块，数据处理过程操作简单，一键命令式解决，无需太多的人工干预。用户可根据自己的需求自定义配置文件，轻松实现对多系统卫星观测量统计、多系统定位计算、观测数据预处理、卫星方位角与高度计算、卫星可见性示意图绘制、信噪比多路径效应计算、观测数据的信息检查和星历文件合并，以XML、XTR等的方式输出报告文件等。

2 数据处理分析

为研究G-Nut/Anubis软件数据质量检核结果的可靠性以及可视化效果的友好程度，本文选取某市连续运行参考站(continuous operational refe-rence system, CORS)观测数据作为研究对象，处理了该市CORS参考站2017年7月13日的单天数据。

2.1 Anubis配置与使用

Anubis软件采用窗口命令式操作，数据处理前需进行配置文件的设置，Anubis软件提供了完整的配置文件(config.xml)，用户只需根据解算的要求进行相应配置即可。配置文件控制参数如表 1所示，配置文件的详细内容在config.xml文件中。Anubis软件的使用操作十分简单，具体流程为：数据准备→数据检查→执行命令→检查文件→绘图处理→格式转换。

2.2 数据质量检核分析

执行命令步骤后可获得数据质量检核详细结果文件(xinu170713.xtr)，从该文件中可以获得测站的数据质量检核各部分的详细信息，包括总结报告、周跳、钟跳、多路径检测报告、观测星座、卫星数量统计、观测值类型、采样率、周跳、多路径阈值设置、周跳探测详细报告、卫星高度角。由于所处理测站为XINU站，该站可接收GPS、GLONASS、BDS、Galileo等4种星座信号，含多种频段信息，统计数据量大，不便于直观分析，因此，本文对CHTA、DAZH、NAPE、QINZ、XINU、ZHMA 6个参考站.xtr文件中的应采集数据、实际采集数据、数据利用率、CRS值、周跳数、钟跳数、多路径MP1、MP2、MP5、MP7指标进行了汇总，如表 2所示。

研究结果表明，全球2/3 IGS站的MP1、MP2、CRS值分别低于0.5 m、0.75 m、10，中国地壳运动观测网络技术规程中规定数据有效率应不低于80%^{[12, 13]}。MP1、MP2值越小，说明多路径效应影响越小，其中MP5未提供相应参考标准，MP7为北斗B₂频段多路径。以此为标准，从表 2可以看出，NAPE站的数据利用率、周跳影响、多路径效应影响均优于其他参考站，初步判断可能与接收机型号有关，该参考站接收机为天宝型号接收机，其余5个参考站接收机均为南方型号接收机。周跳影响方面，6个参考站CRS值均小于10，CHTA站周跳影响最大，调查发现该参考站地处山区，受地理因素的影响。从周跳值各测站分布数量可以明显看出，GLONASS系统存在较为严重的周跳现象，Galileo、BDS两系统周跳最小，GPS次之，各参考站钟跳均为0。ZHMA站的数据利用率最低仅为63.47%，低于IGS标准，这是因为该参考站为后续增加的参考站，在选址期间可能未进行站址数据质量分析。从多路径效应影响可以看出，除参考站CHTA、DAZH、QINZ的GLONASS观测频段MP1值大于0.5 m外，其余各参考站的MP1、MP2值均优于IGS标准，其中NAPE站各系统的MP1、MP2、MP5、MP7值均优于其他参考站。

2.3 质量可视化监测

为直观地对比分析各系统、各频段的数据质量情况，本文选取XINU站为例作为研究对象。利用plot_Anubis模块对数据质量检核文件进行可视化，分别获取测站的卫星方位角/高度角(图 1)、卫星播发频段统计图(图 2)、观测卫星数统计图(图 3)、单点定位误差图(图 4)、周跳/钟跳探测及多路径效应图(图 5)、多/单频卫星统计图(图 6)、多路径效应动态RMS(root meam square)统计图(图 7)。

从图 1可以看出，XINU参考站观测卫星系统包括BDS、Galileo、GLONASS、GPS 4大卫星导航系统，各星座高度截止角均为10°，BDS、Galileo、GLONASS目前还在完善阶段，轨道运行卫星数目并未齐全，GPS星座已完善。

从图 2可以看出，该参考站接收BDS信号频段数为2个，即B₁、B₂；接收Galileo卫星信号为单频；接收GLONASS卫星信号频段数为2个，即L₁、L₂，其中R12卫星信号为单频信号；接收GPS卫星信号频段数基本为2个，即L₁、L₂，其中G6、G8~G10、G24~G27、G30、G32卫星所播发频段数为3个，即L₁、L₂、L₅。

从图 3可以看出，GPS观测值包括：3个载波相位观测值即L1C、L2P、L5I；3个伪距观测值即C1C、C2P、C5I；1个多普勒观测值即D1C。GLONASS观测值包括：2个载波相位观测值即L1C、L2P；2个伪距观测值即C1C、C2P；1个多普勒观测值即D1C。Galileo观测值包括：1个载波相位观测值即L1C；1个伪距观测值即C1C；1个多普勒观测值即D1C。BDS观测值包括：2个载波相位观测值即L1I、L7Q；2个伪距观测值即C1I、C7Q；1个多普勒观测值即D1I。从观测值类型可以看出，该参考站还未能支持接收北斗B3频段的信号。从各系统观测卫星数量上看，GPS目前观测卫星数量最多，GLONASS次之。从各系统频段数据使用率看，北斗系统数据使用率最高，其他3种系统使用率基本一致，其中GPS的C5I、L5I两个观测值数据使用率较低。

从图 4可以看出，GPS单点定位误差最小，BDS次之，GLONASS相对较差。各系统坐标三维分量误差：N、E方向优于U方向，其中GLONASS的U方向误差达8 m以上。GPS、BDS在U方向的误差基本一致(本文所采用的导航文件为多系统导航文件(brdm)，未采用精密星历)。

从图 5可以看出，GLONASS存在钟跳现象(绿色部分)，GPS、BDS存在部分周跳现象(灰色部分)。多路径效应影响方面，BDS影响最小，MP1小于22 cm，MP7小于20 cm；GPS次之，MP1、MP2、MP5的RMS均小于30 cm；GLONASS多路径效应影响最大，RMS达40 cm以上。从图 6可以看出，当天内多频卫星数量最多的为BDS，达到9颗以上；GPS达到7颗以上；GLONASS达到4颗以上，在观测时间6~9 h区间段含1颗单频卫星；Galileo为单频卫星，全天基本达到3颗以上。

从图 7可以看出，BDS的全天多路径效应影响最小，L₁频段的多路径效应整体小于L₇频段，影响值偏大的卫星数量区间主要集中在6~10颗卫星，时段集中在6~18 h。GPS的L₁、L₂波段的多路径效应影响基本一致，卫星数和时段影响值基本一致，其中L₅波段多路径影响值在卫星数量和时段区间比较分散。GLONASS的全天多路径效应影响最大，L₁、L₂频段的多路径影响没有规律，L₁频段的多路径效应整体大于L₂频段。可见，BDS具有较强的抗多路径效应，GPS则具有多频段的特点，多路径效应影响全天分布比较均匀，GLONASS多路径效应影响相对较大，在数据处理过程中需进行对应模型改正。

3 结束语

本文利用G-Nut/Anubis软件对某市CORS观测数据质量进行了检核。对于多系统、多频段的对比分析结果表明，GPS系统发展起步较早，星座已具有良好的完备性，卫星数量和数据可用率较高，定位结果优于其他系统，但周跳影响、多路径效应影响、当天观测多频卫星数、多路径效应动态RMS等指标略差于BDS，GLONASS系统周跳影响、多路径效应影响最大，导致该系统定位效果最差。Galileo在该区域观测卫星数量较少，且为单频观测量，相关指标并未进行计算统计。在数据使用前，用户可根据G-Nut/Anubis软件数据质量检核结果，对相应星座、频段、卫星进行相关编辑、剔除等预处理操作，以提供高数据质量用于后续处理工作。