利用rtklib开源代码处理GPS以及北斗数据详解
         在GNSS领域最基础的工作是这些GNSS系统的定位工作,对于绝大多数研究者,自己着手完成这些工作是一个“鸡肋”:完全独立设计的话费时费力,运用开源代码又很难弄懂。我当初也是如此。但想到毕竟开源代码已经做了很多工作,不用实在可惜,最终毅然决定咬紧牙关弄懂rtklib。尝试用过rtklib的人都知道,其功能固然完全,然而代码却太过复杂,把人搅得一头雾水。想用vs2008使用那些代码,从添加文件到使用函数,简直是步步艰难。我已经从中吃了不少苦头,在用的时候也不到比较详细的使用方法。不想后来者也像我一样,在rtklib使用中痛苦万分,故以现有的研究程度,对rtklib做个入门介绍。
         关于rtklib的基本介绍,网上一堆,在此不再赘言,本文重点介绍如何用vs2008使用其src文件中的开源代码以及修改以完成自己需要的功能。
一、rtklib代码的添加
由于习惯了vs2008,在开发程序时用到这个编译器。添加过程如下:
1、  在vs中新建一个控制台项目(含预编译头);
北斗手机号定位
2、  在建好的项目中添加rtklib.h以及需要用到的source文件(.c文件),然后将.c改为.cpp并在每个文件首句增加一行#include "stdafx.h",当然在stdafx.件中添加#include "rtklib.h"; 这样编译基本可以通过了;
3、  一般而言,我们不会需要用到rtklib程序集中的所有文件,只是需要部分。比如我需要用到其中的pntpos这个标准单点定位函数,这个时候就需要添加该函数所在实现文件(pntpos.c)。于是添加了这个文件。但是一般而言,只添加这一个可能不能解决问题,因为rtklib的各个文件之间并不是完全独立,pntpos文件中某些函数可能会调用到其他文件中实现的函数。于是需要再把相关文件添加到工程中。对于这个问题,可以根据自己添加的文件,编译时候的提示,依次添加进来相应文件。这样可以解决fatal error的问题;
4、  在添加完成后,可能会遇到一些其他问题。主要问题有:a.关于某些地方数组越界或为空(主要是glonass),这个时候,查看rtklib.h头文件,可以发现关于系统启用的#define语句,其中除GPS系统外,其他系统数目都是0。解决办法如截图:主要
是注释掉这个判断语句。(当然,这样造成的是所有系统直接启用,这是我的处理办法,不是最佳的办法,读者有更好的办法求赐教哈)b.关于很多地方会出现const char*与char*的不能转化问题,这个很简单,在相应地方进行强制转化就行。c.还存在字符集采用的问题,这个只需要在项目属性中使用多字节字符集即可(见下图)。
d.关于某些函数存在未实现的问题,这个时候,可以网上直接搜索那些没有实现的函数,进行替换,或是直接屏蔽掉。
rtklib中代码的添加工作基本就这些问题,解决后应该就可以使用了。
二、rtklib代码的修改
rtkilib的头疼之处不只在于添加工作一堆问题,还在于即便添加好了,在使用其中函数的时候还是一堆问题。我这次使用主要是用最新版本rtklib_2.4.2进行GPS与北斗的标准单点定位:主要会用到readrnx、pntpos、postpos等函数(函数里面又有一堆子函数),本以为调用成功就可以了,没想到根本不是那么顺利。rtklib虽然声称能处理北斗数据和rinex3.0以上版本,但实际上并没完全实现。要想处理这些问题,还得自己修改代码。我这次主要是修改了文件读取和定位部分。
1、rinex文件读取函数的修改
a.  读取北斗导航文件的问题:rtklib在读取导航文件的时候没法区分GPS n文件与北斗c文件,这会导致后面没法进行北斗的定位。下面详述修改方法:本人的方法是在readrnxfp函数的readrnxh函数里面进行系统的标示。
如上图,在type确认出文件为导航n文件时,区分GPS与北斗。并将系统标示赋在sys里面。增加这些后,区分没问题了。但还不够,如果这样,后面还是无法区分,而且sys一直是GPS。当时这个破问题废了我两个多小时(无语死了)。后来仔细调试,才终于发现,问题出在该函数后面的一个语句有误。如下图,只需要在该处添加一个break!!!(小问题害死人!)
不要以为这样就行了,这还只是解决了系统辨认的问题,革命尚未成功!在导航文件的文件体读取中,还得修改。Readrnxnavb中需要增加处理北斗系统的语句,以与GPS区分。在增加了处理部分后,区分并读取北斗导航文件就没问题了,就不会影响到后面北斗的定位了。
b.  rinex3.0以上版本北斗观测值文件的读取:如果没进行修改就去读取含北斗的rinex3.0以上版本o文件,会发现北斗数据压根就没有读取进去。(虽然声称已解决,但不够完美)这个时候,又需要修改读取函数了。首先需要修改读取观测值文件头的函数decode_obsh中的convcode。由于3.0版本的观测值类型跟低版本的差别较大,而且GNSS系统较多,观测值类型的存储有一定转化规律,然而这个究竟如何,暂时也没有一定之规。该函数中的转化不
够合理,没法处理北斗的部分
这个需要自己增加处理北斗的语句,至于具体怎么添加,主要是采用截图所示方法,但具体编码之间的对应,则各人见仁见智了。
在文件体中则需要修改readrnxobsb中用到的set_index。这个是将
改为
方法很笨拙,目前还没仔细思考更好的办法(多交流。。),不过这样就可以了。
2、  GPS以及北斗单点定位的代码修改
a.pntpos的使用:如果直接在读取了rinex文件后进行pntpos的定位操作,会发现定位结果为0。这是直接用pntpos会存在的问题。单步调试会发现其实是因为函数中用到的lam为0,仔细查,发现其实根本没有地方给这个变量赋值。这时候需要在外部直接赋值。在处理北斗时候,由于14s(得感谢何师兄的点拨才解决)的存在,需要再卫星位置计算函数里面设置判断,当处理北斗时进行14s的处理。然后就行了。
在用此函数定位时,参数输入会很多,代码里面自带一个默认参数配置,如果切换定位系统则需要相应的修改参数。
主要是将navsys相应的切换就行。
c.  postpos的使用:postpos的单点定位实际上是用到了前述的所有函数,而且一般是作为外部调用的最佳接口。前面各个部分都改好了的话,直接使用这个函数是没问题的,如果GPS或是北斗没法定位那绝对是前面没改好。