1 介紹

1.1 TerraPos能做什么

?  緊耦合/松耦合GNSS和IMU數據

?  基于PPP或DGNSS處理GNSS數據

?  靜態和動態GNSS處理

?  處理結果（位置軌跡或位置和姿態）能以自定義的數據率和時間間隔導出

導出時可以設置偏移、改正、橢球轉換、水準格網和地圖投影

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1.2 項目（Project）組織

項目有多個子項目組成，子項目可以使用不同的數據，也可使用相同的原始數據，處理總是在子項目中進行。

子項目成功處理以后，設置選項變為只讀，要想重新處理一次，有兩個辦法：

?  清除（Clean），刪除子項目的處理結果

?  克隆（Clone），創建新的子項目，保留原子項目的設置

項目保存在Project-Name.tp_proj的目錄下，子項目保存在Subproject-Name.tp_subproj的目錄下

1.3 處理結果

在貫導（INS）模式下，結果是地球參考框架下的平臺原點和方向，需要注意的是，INS處理輸出還牽涉到安裝文件（Mount file）中定義的輔助輸出對象（CCD照相機，LiDAR，聲學換能器）。在僅GNSS模式下，處理結果是地球參考框架下的天線參考點（ARP）的位置

1.4 安裝參數（例如偏移）

安裝參數包括偏移、IMU和天線類型等，保存在安裝文件中（*.mnt）。1個子項目最多有1個安裝文件，安裝文件編輯器可編輯安裝文件，多個子項目可共享1個安裝文件，子項目“mount setting”面板可以選擇哪個安裝文件。在處理過程中，安裝文件都是只讀的，要想使用1個不同的安裝文件，可以在安裝文件編輯器中另存1個單獨的安裝文件，因為安裝文件很多情況下是不變的，可重復利用。

     安裝文件可以沒有，因為在僅GNSS模式下，只需要設置天線類型，而天線類型可以直接在子項目的Setting中設置，無需通過安裝文件。

1.5 資源處理

為了易于管理和促進重復利用，頻繁使用的文件可以存儲在特定的目錄中。當設置導出格式時，在資源目錄里所有相關格式將出現在下拉列表中。除此之外，還有安裝文件（Mount file）、轉換文件（transformation）、自定義高程系統、水準格網、天線改正文件等等

資源目錄的列表在File/Application setting中編輯，建議盡可能多個資源目錄。

輔助資源（不是Terrapos官方發布的）對于某些客戶可能有用，從Tools/Download Resources可以很方便的下載，建議這些文件放在一個目錄里

2      圖形界面（GUI）

?  項目不包含設置（子項目包含），所以沒有“Save Project”

?  子項目、工具、圖形、報告等可以點擊和拖拽

?  圖形、編輯器和其他工具會在主菜單欄生成單獨的菜單，包含打開和保存命令

?  處理后的子項目的設置是只讀的，用Clone或Clean可以改變設置并重新處理

2.1處理-通用

File-New Project .輸入項目名，用瀏覽按鈕選擇為項目選擇一個目錄，點擊Create，按照提示框創建子項目，選擇名字，類型（profile）和模式（mode），模式有三種：

TC：GNSS+INS緊耦合

LC：GNSS+INS松耦合（使用已經處理好的GNSS軌跡）

GNSS：僅GNSS，PPP或DGNSS

以TC為例，子項目的類型和模式只能在創建時改變，另外只有通過Clone

?  打開子項目的設置框

?  啟動通用（General）設置，增加安裝文件，如果沒有，點擊Edit Mount File編輯一個新的

?  GNSS設置，增加Rinex觀測數據，點擊Download ephemeris下載和增加星歷和時鐘。如果天線類型定義在安裝文件中（推薦方式），進行下一步；否則，選擇天線類型信息的來源或者人工輸入，來源可能是Rinex文件頭、安裝文件或人工選擇

?  IMU設置，選擇你的IMU原始文件和方向文件。IMU原始數據類型、IMU類型和方向文件格式在安裝文件定義

? 如果有第2個GNSS天線，Rinex觀測文件放在Aux Sensors面板上

2.2處理-PPP

?  點擊“Play”按鈕，顯示處理進度條，處理完成后，各種圖形和報告自動打開

2.3 處理-DGNSS

參考站（reference station）設置，點擊View DGNSS Setup。最方便的 *** 就是Add using Rinex observation files來創建。選擇觀測文件，對應的元數據（位置、天線類型和電離層）自動從頭文件提取。如果元數據缺失或者不正確，手動更新和糾正。你可以增加多個參考站，實現 *** 解決方案（多基線）。用多個參考站可以有效改善中長基線的整周模糊度分辨成功率。

在TerraPos中，參考站被認為是支撐傳感器，或者說里程計、固定的輔助天線。一個重要的結論：相同框架下的DGNSS計算就是PPP計算（比如ITRF2008，當前歷元）。如果參考站的坐標是其他框架比如國家基準，從ITRF到國家基準的轉換必須設定。

?  點擊“PLAY”開始處理，顯示處理進度條，處理完成后，各種圖形和報告自動打開

2.4導出

導出功能包括：

?  導出設置

?  自定義高程編輯器：大地水準模型，投影高程等

?  轉換編輯器

?  導出格式編輯，各種自定義的導出格式

?  導出傳感器外部方向要素，包括方向旋轉序列定義，瞄準線改正應用，自定義的導出框架等

?  從相同Export中導出多個文件，比如支持多相機安裝

設置導出看起來非常復雜，涉及到定義轉換、高程系統、偏移、方向改正以及導出格式。對于一個特定的換能器、系統或者測量車輛而言它只需要設置一次，導出本身雖然瑣碎，但是為了以后數據集的使用。為了促進重復使用，保存設置有兩個級別：

?  設置組，存儲在單獨文件，比如測量轉換或導出格式的定義

?  完整導出設置，用作重復輸出相同文件或導出其它數據集的模板

用Export 工具導出，它有幾個面板：

?  輸入面板（Input），定義導出數據的開始和結束時間的數據

?  模式面板（mode），選擇導出二進制數據或ASCII數據，還有QC模式和設置

?  選擇面板（Selection），按照一定的數據更新率或事件導出，如果安裝文件包含輸出對象（照相機，聲學換能器），每個輸出對象（或傳感器）都會顯示在“Output Objects”節點下。另外平臺也是作為一個對象。只要對象節點下的Export data復選框打上勾，就會創建一個導出文件。要想導出特定事件，導出對象必須加入事件文件。設置輸出文件名，設置事件文件內容（順序和列數）。一起導出的對象，事件文件格式必須是一樣的。

?  轉換面板（Transformation），用于管理坐標轉換和高程系統，坐標轉換定義在文件中，用轉換編輯器編輯；高程系統定義在高程文件中，用高程編輯器編輯。高程系統編輯器中有多個設置，這些設置不是在高程系統文件中，而是通用的。

?  投影面板（Projection），投影和橢球設置，投影僅用于導出格式依賴投影坐標（導出格網坐標，或相對于格網北的方位角）

?  輸出面板（Output），輸出文件目錄設置，文件名在Selection面板中設置。

2.5圖形（Plots）

通過在圖形或處理日志中設置標記（marker）實現不同圖形的同步，標記基本上是時間標簽，所以不同子項目可以實現同步。任何圖形中，通過點擊十字按鈕進行標記設置。標記可以演航跡以一定時間間隔向前或后退，使用工具條上的前進/后退按鈕或者鍵盤上的向上/向下箭頭。

以圖像壓蓋（plot overlay）的方式，多層額外信息可以顯示在圖形上。額外信息包括照相機曝光時間、地面控制點、處理結果比如周跳和數據缺失。圖形壓蓋工具（plot overlays）用作導入和管理外部信息，通過時間或位置將其連接到圖形上。Plot overlay按鈕可以設置項目或圖像窗口的外部信息層的顯示。

3      工具（Tools）

3.1安裝文件編輯器（Mount File）

安裝文件編輯器設定系統的安裝參數，單位是米或度。偏移輸入的是對象的笛卡爾坐標值，其框架或者平臺的坐標軸的定義是：X軸向前，Y軸向右（右舷），右手坐標系（Z軸向下）

?通用General，描述和有效期，如果數據集超出有效期，記錄中會出現警告信息

? 主GNSS天線（Primary GNSS antenna）設定天線類型和位置，如果評估偏移精度，采用GNSS天線坐標的標準差。處理的時候，可能三個不同的地方都設定了天線類型：安裝文件、Rinex頭文件和設置框人工輸入。在設置框的GNSS面板必須選擇使用哪個信息源，因為信息可能沖突。

? 第二GNSS天線，在貫導處理模式中，額外GNSS天線和主天線能增加方向的準確性，在菜單“Mount File”選擇“Second GNSS antenna”，將“Second GNSS antenna”節點增加到安裝文件中

? 里程計Odometer，在貫導處理模式中，對于陸地車輛而言，可以獲取里程計（測距儀DMI）的觀測值。設定原始數據文件格式和時間系統，比如輪胎半徑，輪胎觸地點的坐標

? 貫導（IMU）貫導節點主要設定貫導類型，原始數據文件格式和時間系統，還有在平臺框架的位置和方向。旋轉角度協調IMU軸與平臺軸。旋轉角度定義：從IMU到平臺，旋轉角度繞IMU軸旋轉IMU

? 平臺穩定（Platform stabilization）在平臺穩定節點，平臺（包括IMU和輔助設備）是否穩定，如果穩定，可以設定方向（gimbal）數據格式

?  升沉參考點（Heave reference point）TerraPos能計算升沉運動，設置好參考點的位置（通常是船舶重心）

?  輸出對象（Output objects）安裝文件的對象節點僅用來導出。安裝文件定義的輸出對象與導出工具的輸出對象一一對應。輸出對象節點設置其在平臺框架中的位置和方向。從平臺框架到對象框架有兩個步驟：

1．  卡迪納爾旋轉，微觀對象框架方向到平臺框架

2．  瞄準線旋轉，對象方向（從微觀到現實）的改正，即瞄準線改正

瞄準線旋轉要么是在平臺參考框架中（在卡迪納爾旋轉之前），要么在對象框架中（在卡迪納爾旋轉之后）。

對于GNSS/INS處理，有兩種典型情形：

1.輸出對象和IMU在方向平臺（gimbaled platform）中，GNSS天線在載體框架：平臺和載體中心與方向中心點一致，但是軸不對齊。到GNSS天線，IMU和輸出對象的偏移是方向中心點到天線，IMU到輸出對象的矢量。輸出對象和IMU位置在平臺框架中定義，GNSS天線在載體框架中。平臺和載體隨時間變化的方向差在方向（gimbal）中

2.輸出對象，IMU和GNSS天線在同一個框架中，平臺中心就是IMU的中心（IMU的偏移為0,0,0）。輸出對象和GNSS的偏移是IMU到輸出對象，IMU到天線的矢量。載體和平臺框架一致。

3.2地圖投影（Map projections）

導出的時候需要投影，使用Ellipsoid and Map projection 工具定義。當前支持UTM，高斯克呂格和Lambert等角圓錐投影。另外，本地中心坐標系統也可以定義，像假投影“pseudo-projection”，為了方便重利用，可以保存在資源目錄中。

3.3轉換編輯器（Transformation editor）

在下拉列表中增加1個或更多的轉換步驟。這些步驟將按順序執行。一些步驟需要參數輸入，一些步驟是先前定義的轉換步驟。編輯完之后保存關閉，回到導出工具。轉換以.trf存儲，為方便重復利用，將其放在資源目錄中。

3.4轉換工具（Transformation tool）

轉換和投影使用坐標轉換工具（Transform Coordinates tool）。輸入源坐標系統下的坐標，應用轉換文件，獲得目標系統的坐標。還可以實現不同投影之前的轉換。也可以實現文件轉換。

如果用DGNSS設置里的坐標作為輸入，在輸出部分點擊右鍵，拷貝坐標到剪貼板。

3.4高程編輯器（Height editor）

高程系統定義文件以.hgt。每個系統都有1個獨立的整數ID。為了在導出中包含高程系統，格式必須有高程導出要素（Position→USER-Height→USER-H）。格式中的ID與高程系統定義的ID一一對應。為了方便重復利用，將其保存在資源目錄中。

3.5例子（Example）

導出格式有兩個USER-H導出要素，其中一個ID是1，另一個ID是2。導出的時候，高程文件的導出設置中必須包含兩個高程系統（ID1和2）。不同高程系統文件（ID1和2）應用于不同的情況。如果沒有選擇高程文件或者文件中ID1和2都沒有定義，導出文件中相應記錄將缺失。

高程編輯器還需選擇高程模型格網（水準模型、平均海平面或其它）。格網文件必須是.tpg，與橢球高程系統關聯。另外，高程可能會平移或縮放。縮放可能是固定比例或導出中地圖投影的比例（也許是可變的。參考高程可以是常量或來源于數字高程模型（DEM）。參考高程在導出中設置，不在高程編輯器中。

3.6導出格式編輯器（Export format editor）

導出格式就是將導出要素組合起來。導出格式有3個部分：頭、記錄和尾，都可以選擇導出要素。編輯器有3個部分的面板，和通用面板。頁面下半部分預覽格式。導出要素通過向右按鈕添加。要素的順序可以拖拽。

導出要素屬性可以通過C語言的printf實現。

3.7 格網文件（Grid files）

TerraPos在處理和導出時利用不同格網類型。信息源可能是ASCII碼和二進制的規則格網或不規則點云。格網導入工具能將數據轉成TerraPos格網數據（* .tpg） 。結果格網文件總是規則的，要么是經緯度或投影坐標。

用戶不能直接打開* .tpg，而是用元數據文件。用文件的擴展名表示文件內容，比如*.tpg_geoid或者*.tpg_DEM表示水準格網和數字高程模型。

格網導入模塊有1個專用工具（Tools→View and import grids/Edit grid meta-data files）幫助用戶處理。

重要提示：如果存在多個格網文件（.tpg），需要為每個格網文件定義1個元數據，否則不能在2.5及以后的版本中使用

新的格網文件處理容許多個格網文件對應一個元數據文件，即支持瓦片。許多外部數據集都是由瓦片（tile）組成，TerraPos可以轉換和使用瓦片。

3.8 導航差別（Grid files）

計算不同子項目的導航差別的工具。比較測試軌跡和參考軌跡，在測試軌跡的子項目中存儲差別的統計和圖形。如果要比較第3方軌跡，使用導入工具（Import Tool，當前支持 *** et，cmb和 *** tc格式）先導入外部軌跡。

4      命令行接口（CLI）

在處理之前，需下載星歷、時鐘改正和地球旋轉參數。Gnssdownload能根據rinex觀測數據自動下載。

Example1：下載命令行

"C:\Program Files (x86)\TerraTec\TerraPos2\gnssdownload"

--RINEX-obs-file V171_20100515_A-tps.10o

命令行可以先寫到text文件中（比如cmd.txt），然后應用text文件到TerraPos

Example2 :命令行例子

"C:\Program Files (x86)\TerraTec\TerraPos2\terrapos"

--read-command-file cmd.txt

注意：命令行運行項目和子項目時能覆蓋已存在的子項目

cmd.txt包含所需命令行的開關。Example3顯示航空數據集的緊耦合GNSS+INS處理

命令行創建的項目可以在GUI中打開，結果文件也能通過命令行導出，使用tpexport，比如Example4 ，使用一個單獨命令行文件來執行。

export_cmd.txt包含所需命令行開關

Example3：航空定位的例子

--profile airborne

--mode TC

--mount-file V171.mnt

--project V171_20100515_A

--subproject tc_cli

--RINEX-obs-file V171_20100515_A-tps.10o

--ant-id AERAT2775_41

--SP3-ephemeris COD15836.EPH G

--RINEX-clock-file COD15836.CLK G

--erp-file COD15837.ERP

--IMU-file V171_20100515_A-imu.dat

--gimbal-file V171_20100515_A-gim.dat

--verbosity-threshold 5

Example4：命令行導出

"C:\Program Files (x86)\TerraTec\TerraPos2\tpexport"

--read-command-file export_cmd.txt

Example5：導出

--output-dir .\Results

--mount-file .\V171.mnt

--format C:\resources\TP2\my_format.fmt

--projection UTM 32

--transformation-file C:\resources\TP2\Euref89nor.trf

--event-file-content ToW ID dt attribute Run

--output V171 V171_20100515.txt

--event-file V171 .\events_V171_20100515.txt

--write-setup V171_20100515