2 2 2 Bernese 5. 0 软件的安装与使用① 占 　伟 ,刘志广 ,孟宪刚 (中国地震局第一监测中心 ,天津 30018) 　　摘 　要 : Bernese GPS 数据处理软件是目前国际上最优秀的 GPS 定位和定轨软件之一 , 该软件最新版本为 5. 0 。介绍了 Bernese 5. 0 在 Windows XP 下的安装方法 ,并阐述了该软件 的程序结构 、文件结构和数据处理流程 。 关键词 : Bernese ; GPS ;数据处理 中图分类号 : P228 　　文献标志码 :A 　　文章编号 :1008 9268 (2010) 01 0048 04 2 0 　引 　言 目前 ,国际上广泛使用的 GPS 定位软件有 :美 国麻省理工学院 ( MIT) 和加州大学圣地亚哥分校 Scripp s 海 洋 研 究 所 ( SIO ) 研 制 的 GAM IT/ GLOB K 软件 ,美国喷气推进实验室 (J PL ) 研制的 GIPS Y/ OA SIS 软件和瑞士伯尔尼 (B ERN E) 大学 研制的 Bernese 软件[ 1 ] 。GAMIT/ GL OB K 软件采 用双差模型 ,不能用于精密单点定位 ( PPP) 。GIP S Y 软件直接处理载波非差观测量 ,具有单点精密 定位功能 。但该软件只提供可执行代码 ,不提供源 代码 ,所以用户不能对其进行二次开发 。Bernese 软件既能处理 GPS 双差数据 ,也能处理 GPS 非差 数据 ,而且该软件虽具有商业性质 ,能提供源代码 , 适合用户进行二次开发[ 2 6 ] 。与 GAM IT/ GL OB K 软件较为复杂的安装过程相比[ 7 ] ,B ERN ESE 软件 能在 Windows 各系统 (98/ 2000/ XP) 和 U IN X 系 统等软件平台上安装使用 ,操作界面为图形界面 , 使用更为方便 。 同时 ,随着高频记录和快速实时定位的观测设 备 (例如 20 Hz 采样率的 GPS 接收机已经成为当 前高精度 GPS 接收机的主流产品) 的不断改进和 更新 ,精密单点定位技术将会在地球动力学 、卫星 重力测量 、大气研究 、地震监测等领域发挥越来越 重要的作用 ,Bernese 软件将得到更为广泛的使 用[ 8 10 ] 。 详细介绍了 Bernese GPS 数据处理软件的最 新版本 Bernese 5. 0 在 Windows XP 下的安装方 法 ,并介绍了程序结构 、主要功能及技术特色 。 1 　Bernese 5. 0 软件的安装 Bernese 5. 0 软 件 适 用 于 Windows 各 系 统 (98/ 2000/ XP) 和 U IN X 系 统 等 软 件 平 台 , 目 前 Windows 系统使用范围仍比 UN IX 系统广泛 ,以 常用的 Windows XP 操作系统为例介绍安装步骤 。 Bernese 5. 0 软件需要申请获得 ,用户可以在 http :/ / www. bernese. unibe. ch/ order. ht ml 此地 址下载申请表格 ,填写后经软件研发组审核后交纳 一定费用即可获得[ 10 ] 。 1. 1 　安装要求 Bernese 5. 0 的硬件要求内存至少为 128 Mb , 安装过程需要至少 2. 3 G 的硬盘空间 。该软件运 行还需要 perl 软件支持 。 1. 2 　安装步骤 (1) Bernese 5. 0 软件安装 依次 安 装 光 盘 中 的 BSW50. EXE、GPSDA TA . EXE、GPSU SER. EXE 执行文件 ,安装完成后 可在桌面上看到 Bernese 5. 0 的快捷方式 ,而此时 Bernese 5. 0 还不能运行 ; (2) perl 软件安装 从 http :/ / www. activestate. co m/ activeperl/ 地址下载 Active Perl - 5. 10. 0. 1005 - MSWin32 - x86 - 290470. msi 文件 ,进行安装 ; (3) 运行 win9Xadd. pl 文件 ①收稿日期 :2009 基金项目 :中国地震局第一监测中心人才培养基金项目专项资助 。 12 24 ·84· GNSS World of China/ 2010. 1 

上述两步进行完毕 ,双击 Bernese 5. 0 桌面快 捷方式 ,如果只是一闪而过 ,则还需要用 perl (默认 安装为 c :\ perl \ bin 目录下的 perl5. 10. 0. exe 文 件) 打开安装包内 win9Xadd. pl 文件 ; (4) 确认安装 Bernese 5. 0 软件安装完毕后会建立一些环境 变量 ,代表 Bernese 5. 0 软件运行时常用的路径 , 例如 ＄{U}代表默认的用户数据目录的绝对路径 , 这里为 E :\ B ERN50\ GPS。如不建立这些环境变 量 ,则在计算时会出现“a st ring is too long”等提示 字符 。 (5) 软件升级 Bernese 软件始终由研究团体不断开发和维 护 ,因此该软件得以不断完善 ,软件安装后也需要 不断升级 ,以保证软件为最新版本 。用户可通过获 取升级 CD 盘或者通过网络下载升级包升级 。网 络升级的方法为 :用 perl 目录下的 (默认安装为 c : \ perl\ bin 目录下) perl5. 10. 0. exe 执行文件打开 bsw50up dater. p m 文件 ,获取下载的账号及密码 , 下载相关升级包 ,根据 bsw50up dater. p m 文件的 提示信息进行升级[ 12 13 ] 。 2 　Bernese 5. 0 程序结构 与 4. 2 版本相比 ,Bernese 5. 0 版本的改进主 要体现在以下几个方面 : 部分 ( Menu > Conversion) 、数据处理部分 ( Menu > Processing) 、卫 星 轨 道 部 分 ( Menu > Orbit s/ EO P) 、数据仿真部分 ( Menu > Service > Generate simulated o bservation data) 、辅 助部 分 ( Menu > Service) 共 6 个子部分 : 格式转换部分主要功能为将原始观测文件 、 导航文 件和 气象 文 件 由 RIN EX 格 式 转 换 成 的 Bernese 格式 ; 数据转换部分主要功能是从外部文件提取 计算所需的信息 ,例如从 ITRF 的 SIN EX 文件提 取测站坐标和速度 (AN TEX 程序) ; 数据处理部分主要功能包括码处理 (单点定 位) 、双频码 、相位预处理以及基于 GPS、GLO NA SS 观测 (程序 GPSES T) 和基于法方程系统 (ADDN EQ2) 的参数估计 ; 卫星轨道部分主要功能为由精密或广播星 历计算标准轨道 ,比较不同的卫星轨道以评价轨道 精度等 。卫星轨道部分有两个主要程序 ,一个为 PR E TAB ,其主要功能是把精密星历从地心地固 坐标框架转换为惯性坐标框架 。另外一个为 OR B GEN ,其主要功能为由轨道表文件产生标准轨 道 。 数据仿真部分主要功能为根据观测值的统 计信息 (观测值的 RMS、偏差和周跳) 生成模拟的 GPS 观测值 。 安装更为方便 , Windows 系统下的安装文 辅助部分主要功能是编辑及浏览二进制数 件扩展名为 exe 形式 ,双击即可安装 ; 据文件 ,比较坐标 ,显示残差等 。 增加 了可 以 在 UN IX/ Linux 和 Windows 平台上使用的用户图形界面 ( GU I) ,以下拉菜单式 为主 ,界面更加友好 ; 帮助文件现为 ht ml 格式 ; 增加了许多更为详细的 B PE 基本应用方面 的算例 ; 更为精确的 GNSS 和 L EO 卫星定轨能力 ; 更为精密的对流层模型 ; 支持 GNSS 卫星天线 PCV 模型 。 Bernese 5. 0 软件由 1200 个单元组成 ,程序源 代码超过 300 , 000 行 。Bernese5. 0 软件可分为三 大部分 。第一部分为 Bernese 的处理程序 ,共有 90 多个程序 ,这些程序用来转换 、编辑及处理数据 ,又 可分为格式转换部分 ( Menu > RIN EX) 、数据转换 第二部分是 Bernese 的菜单程序 ,这些程序用 以控制程序的执行和准备处理程序所用的文档 ,以 及管理所有的处理程序 、数据文件和程序输出 。菜 单程序在使用者与 Bernese 处理程序间提供了一 个方便的互动接口 ,这个接口把程序因人为疏忽或 格式出错的机会减到最低 。Bernese 5. 0 用 Q T 编程语言实现了全新的窗口式操作界面 ,在视觉和 功能上都是以往的版本不能比拟的 。 第三 部 分 是 Bernese 批 处 理 引 擎 ( Bernese Processing Engine ,B PE) 。B PE 是一个功能强大 的自动化处理工具 。主要包括批处理控制文件 ,执 行数据处理的脚本 ,以及提供参数设置的输入文 件 。这部分在处理大量数据时有着十分重要的作 用 。 2010. 1/ 全球定位系统 ·94· 

3 图 1 　Bernese 5. 0 软件处理程序结构图 3 　Bernese 5. 0 软件结构 Bernese 5. 0 软件计算所需的文件和在计算过 程中生成的文件大致可以分为通用文件 、卫星相关 文件 、观测文件 、测站相关文件 、大气层相关文件及 其它共 6 类 ,其中 : 通用文件与用户和数据处理时段无关 ,包括 大地基准面文件 (DA TUM) 、常数文件 (CONS T) 、 接收 机 信 息 ( RECEIV ER ) 、相 位 中 心 改 正 表 ( P HA S COD. I01) 、地球重力场模型 (J GM3) 、极 偏差系数文件 ( POL O FF) 等 ; 卫星相关文件包括卫星广播星历 (BRD) 、 IGS 精密星历 ( PR E) 、标准轨道 ( S TD) 、列表式轨 道文件 ( TAB) 、卫星钟系数 ( CL K) 、卫星和接收机 码差表 (DCB) 等 ; 测站相关文件包括测段表 ( SES) 、测站缩写 文件 (ABB) 、测站信息文件 ( S TA) 、测站问题文件 (CRX) 、测站坐标 (CRD) 、测站速度 (V EL) 等 ; 大气层文件包括对流层参数文件 ( TRP) 、 大气层 SIN EX 文件 ( TRO) 、水蒸汽文件 ( M E T) 、 ·05· 电离层模型 ( ION) ; 其它文件包括钟差改正文件 ( CL K) 、方差 - 协方差文件 ( COV) 、二进制结果文件 ( R ES) 、 ASCII 制结果文件 ( FRS) 、程序输出文件 (OU T) 、 程序出错信息文件 (MS G) 。 4 　结 　论 Bernese 5. 0 软件是一个大型复杂的 GPS 数 据处理软件 ,在实际应用过程中会遇到各种各样的 问题 ,需要不断尝试 ,多读程序的源代码会有一定 帮助 。在软件的学习过程中 ,需要多动手 、用一些 例子反复试算 ,这样能够更加深入地理解各种参数 的设置 ,以便进行使用和二次开发 。 致谢 :真挚感谢瑞士伯尔尼大学天文研究所 Pierre Fridez 教授对本文所提供的指导和帮助 ! 参考文献 [ 1 ] 　赖锡安 ,黄立人 ,徐菊生 ,等. 中国大陆现今地壳运动 [ M ]. 北京 :地震出版社 ,2004. [ 2 ] 　郭 　英. 基于 B ERN ESE V4. 2 软件的 GPS 动态定 GNSS World of China/ 2010. 1 

位研究[ M ]. 青岛 :山东科技大学硕士论文 ,2004. 学报 (自然科学版) ,2006 ,34 (7) :919 - 923. [ 3 ] 　孟 　黎 ,徐 　杰 ,任 　超. Bernese GPS4. 2 版本数据 处理软件的使用及常见错误分析[J ]. 全球定位系统 , 2007 ,32 (3) :42 —46. [ 4 ] 　张彩红 ,朱 　波 ,张 　黎. 应用 Bernese 软件进行高精 度 GPS 定 位 解 算 [J ]. 测 绘 信 息 与 工 程 , 2006 , 31 (33) :8 —9. [ 5 ] 　郑作亚. Bernese GPS4. 2 版本数据处理软件的介绍 与探讨 [J ]. 中 国 科 学 院上 海 天 文 台 刊 , 2003 , 24 : 143 —149. [ 6 ] 　周 　利 ,匡翠林. Bernese 高精度 GPS 数据处理软件 介绍及其应用实例 [J ]. 测绘与空间地理信息 ,2007 , 30 (5) ,110 —113. [ 7 ] 　刘 志 广 , 占 　伟 , 孟 宪 刚. Ubuntu 系 统 平 台 的 GAMIT/ GLOB K 10. 35 安装详解 [J ]. 全球定位系 统 ,2009 , 34 (5) :52 - 56. [ 8 ] 　Zumberge J F , Heflin MB , Jefferson DC , et al. . Pre cise Point Positioning for the Efficient and Robust A nalysis of GPS Data f rom Large Networks[J ]. J . Geo p hys. Res. ,1997 ,102 (B3) :5005 - 5017. [9 ] 　陈 　义. 精密点定位的基本原理和应用[J ]. 同济大学 [ 10 ] 刘经南 ,叶世榕. GPS 非差相位精密单点定位技术探 讨[J ]. 武汉大学学报 (信息科学版) ,2002 ,27 (3) :234 - 240. [ 11 ] 　Rolf Dach , Urs Hugentobler , Pierre Fridez , et al. The Bernese GPS Software Version 5. 0. [ M ]. As tronomical Institute , University of Bern , J anuary , 2007. [ 12 ] 　Urs Hugentobler , Rolf Dach , Pierre Fridez. The Bernese GPS Software Version 5. 0 DRA F T [ M ]. Printing Office of the University of Bern , Februar y , 2005. [ 13 ] 　Rolf Dach , Urs Hugentobler , Peter Walser. The tu torial for Bernese GPS Software Version 5. 0 [ M ]. Astronomical Institute , University of Bern , J une , 2009. 作者简介 占 　伟 (1983 - ) ,男 ,江西金溪人 ,从事 GPS 应用技术研究 。 Installation and Use of Bernese GPS 5. 0 Soft ware ZHAN Wei ,L IU Zhi guang ,MENG Xian gang ( Fi rst Crustal Monitori n g an d A p plication Center , C EA , Ti anj i n 300180 Chi na) Abstract : Bernese GPS data p rocessing software is one of t he best GPS po sitioning and orbit deter minatio n softwares , and t he latest version of Bernese is 5. 0 yet . In t his paper , t he installation of Bernese 5. 0 is showed in Windows XP operating system , and t he data st ruct ure ,directory st ruct ure and flow of data p rocessing in Bernese 5. 0 are int roduced. Key words : Bernese ; GPS ; data p rocessing 2010. 1/ 全球定位系统 ·15·