一． GPS观测量
接收机在观测相位和伪距数据的同时，还将广播星历和预报星历记录下来。接收GPS信号还能获取纳秒级精度的时间基准信号。
由于接收机的型号很多，厂商设计的数据格式各不相同，国际上为了能统一使用不同接收机的数据，设计了一种与接收机无关的RINEX(The Receiver Independent Exchange Format)格式，目前已使用2号版本。下面分别介绍RINEX 2格式的广播星历文件、观测数据文件、和地面气象数据文件。 RINEX 2格式的GPS数据文件的命名规则为：
yfyt ssssdd.d其中：ssss～以4个字节表示的台站名；
ddd～文件中第一组数据观测时间的年积日(例如：1月1日为001，2月2日为032)； f～该站该日收到的某类文件的顺序号，0表示只有一个； yy～以两位数表示的年(例如：96表示1996年)；
t～文件种类：
O～观测数据文件； N～广播星历文件；
M～地面气象数据文件。
为了便于交流，RINEX 2格式的GPS数据文件均以①无带标；②ASCII码；③每个记录长度为80个字符，块大小为8000；录制在磁带上，磁带上的第一个文件是全部文件的目录。但目前国际上的IGS等组织是通过通讯方式(Internet网)，来快速地提取全球GPS长年观测站数据的，并将数据存在大型计算机中，使用着可通过Internet网任意提取。
应注意，在RINEX 2格式的GPS数据中，时间均以GPST计，即与UTC要差一个整数跳秒数。 ⒈ 广播星历文件
接收机锁定卫星并解出C/A码后，就能取得广播星历，即卫星坐标计算参数，在实时GPS应用中，它是必不可少的，大部分的工程网观测数据的后处理也采用广播星历。RINEX 2格式的广播星历文件如下表2.1.1所示，作为例子，表中给出了PRN9和PRN17两颗卫星的广播星历数据，PRN表示GPS卫星的伪随机编号号码，GPS卫星在有些场合采用美国航空与航天局NASA(National Aeronautics and Space Administration)的编号。
表2.1.1 RINEX 2格式的广播星历文件
2 NAVIGATION DATA RINEX VERSION / TYPE EPHTORNX Version 1.09 29-NOV-95 21:05 PGM / RUN BY / DATE .1676D-07 .2235D-07 -.1192D-06 -.1192D-06 ION ALPHA .1208D+06 .1310D-07 -.1310D+06 -.1966D+06 ION BETA
.133179128170D-06 .107469588780D-12 552960 39 DELTA-UTC: A0,A1,T,W 10 LEAP SECONDS END OF HEADER 9 94 10 21 8 0 0.0-0.103851780295D-04-0.909494701773D-12 0.000000000000D+00 0.720000000000D+02 0.106062500000D+03 0.476841277575D-08 0.132076112444D+01 0.548548996449D-05 0.312971079256D-02 0.747293233871D-05 0.515371790504D+04 0.460800000000D+06 0.558793544769D-07-0.229012694900D+01-0.130385160446D-07 0.950477774712D+00 0.229593750000D+03-0.491558992251D+00-0.819034084998D-08 0.233938313166D-09 0.100000000000D+01 0.771000000000D+03 0.000000000000D+00 0.700000000000D+01 0.000000000000D+00 0.139698386192D-08 0.328000000000D+03 0.000000000000D+00
17 94 10 21 8 0 0.0-0.635907053947D-04-0.909494701773D-12 0.000000000000D+00 0.228000000000D+03 0.167187500000D+02 0.424946255961D-08 0.104717256943D+01 0.566244125366D-06 0.790101150051D-02 0.883266329765D-05 0.515369790649D+04 0.460800000000D+06 0.279396772385D-07 0.925235566518D+00-0.203028321266D-06 0.970438658460D+00 0.214781250000D+03 0.199825790573D+01-0.789747200969D-08 0.404659722397D-09 0.100000000000D+01 0.771000000000D+03 0.000000000000D+00 0.700000000000D+01 0.000000000000D+00 0.139698386192D-08 0.484000000000D+03 0.000000000000D+00
上表中的前几行为表头，表头中的第60～80个字符是相应行的说明，如第一行的“2”是RINEX版本号，“NAVIGATION DATA”是指本文件类型为广播星历；第二行是生成该文件的单位、执行人、及文件形成日期。表头以“END OF HEADER”表示结束，表头结束有时也用空行表示。表头中注解为“ION ALPHA”和“ION BETA”的两行指相应的参数是电离层改正参数(采用差分模型相对定位时，该参数无用)，注解为“LEAP SECONDS”的行给出了GPST与UTC之间的跳秒数，在表头结束前可插入无限多的注解行，注解行的说明为“COMMENT”。 表头结束后，每8行表示一颗卫星的广播星历，第一行的第1个数字是卫星的PRN号码(伪随机编号)。如表2.1.1中的第八行至第十五行是卫星PRN9的广播星历，对应量的含义如表2.1.2。
表2.1.2 RINEX 2格式广播星历数据含义
卫星PRN号，年，月，日，时，分，秒，af0，af1，af2 aode，Crs，?n，M0 Cuc，e，Cus，A toe，Cic，?0，Cis ? i0，Crc，?，??，cflgl2，weekno，pflgl2 i 表中：
svacc，svhlth，tgd，aodc ttm af0～卫星钟差常数项，时秒； af1～卫星钟差漂移项，时秒/时秒； af2～卫星钟差漂移速率项，时秒/时秒；
?n～平近点角的长期变化(近地点参数)，弧度/时秒； M0～参考时刻的平近点角，弧度； e～扁心率；
2A～长半轴的平方根，米1/2；
?0～参考时刻升交点赤经，弧度； i0～参考时刻轨道倾角，弧度；
?～近地点角距，弧度；
?～升交点赤经在赤道平面中的长期变化(主要是由地球引力场的2阶带谐系数C20(J2)引起)，弧度/时秒； ? Cuc～在星历参考时刻toe在轨道延迹方向上周期改正余弦项的振幅，弧度；
Cus～在星历参考时刻toe在轨道延迹方向上周期改正正弦项的振幅，弧度；
Crc～在星历参考时刻toe在轨道径向方向上周期改正余弦项的振幅，米；
Crs～在星历参考时刻toe在轨道径向方向上周期改正正弦项的振幅，米；
Cic～在星历参考时刻toe轨道倾角(近似于法向)周期改正余弦项的振幅，弧度； Cis～在星历参考时刻toe轨道倾角(近似于法向)周期改正正弦项的振幅，弧度； toe～星历参考时刻(星期中的秒数)，秒；
aod～星历数据的年龄； e?～轨道倾角变化率，弧度/时秒； i cflgl2～l2上存在哪些码指示； weekn～oGPS星期数； pflgl2～l2上P码伪距指示； svac～本广播星历精度指标，米； c svhlt～卫星是否健康指标； h tgd～电离层群延迟改正参数，时秒；
aodc～卫星钟数据年龄; ttm～信息传送时间(与接收机对接收到的卫星信号解码有关)，时秒。
⒉ 观测文件
接收机测得的相位和伪距观测值均记录在观测文件中，下表2.1.3是例子文件，共有2个历元的观测数据。
表2.1.3 RINEX 2格式的观测数据文件
2 OBSERVATION DATA GPS RINEX VERSION / TYPE
TB2RNX xxxxxxxxxxxx 95-07-20 22:20:20 PGM / RUN BY / DATE Turbo SII rinex formatter Version: 95.5.19 COMMENT
MODE : STATIC COMMENT COMMENT 1 MARKER NAME WAN OBSERVER / AGENCY 153575902 TURBO SII Production unit REC # / TYPE / VERS 153575902 TURBO SII ANT # / TYPE -2852389.2261 4650364.5453 3293350.3434 APPROX POSITION XYZ 0.1120 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N Original slant height(m) : 0.1120 COMMENT
1 1 WAVELENGTH FACT L1/2 5 C1 L1 L2 D1 P2 # / TYPES OF OBSERV END OF HEADER 95 7 19 0 21 0.0000000 0 5 27 28 15 31 19
21805891.33516 -0.28716 0.07713 0.00000 21805895.08513 23733969.59714 -0.19314 0.66912 0.00000 23733973.16712 20746137.25719 0.01719 0.54216 0.00000 20746140.99416 20903455.21318 -0.28018 0.99414 0.00000 20903458.41214 20681238.04917 -0.32817 -0.25610 0.00000 20681238.04910 95 7 19 0 21 30.0000000 0 5 27 28 15 31 19
21794932.63606 -57587.90306 -44873.38602 0.00000 21794935.76502 23750223.73904 85421.79604 66563.21801 0.00000 23750225.60401 20736273.69909 -51834.40309 -40389.90405 0.00000 20736277.71705 20913805.23508 54389.67808 42382.77504 0.00000 20913808.93304 20682314.76407 4906.19307 3823.00700 0.00000 20682314.76400
与广播星历表一样，观测文件也有一个表头，表头也以“END OF HEADER”或空行表示结束，表头中每行的60～80字符为给出本行内容的说明，如表2.1.3所示，观测文件的表头中列出了RINEX版本号、形成文件的单位、人员、点号、点名、观测者与单位、接收机号码类型版本、天线号码类型、台站近似坐标、天线L1相位中心与点位的关系(向上、向东、向北的偏离量)、采样间隔、波长因子、观测值种类数及观测值类型、第一个观测历元时刻、最后一个观测历元时刻、测得卫星的号码，说明为“COMMENT”的注解行等。
其中的波长因子为1指采用相关技术恢复载波，整周模糊度和失周数只能是整数；波长因子为2指采用平方技术生成载波，整周模糊度和失周数可能是0.5周的倍数。观测类型中的： L1～L1上的载波相位； L2～L2上的载波相位； C1～L1上的C/A码伪距； P1～L1上的P码伪距； P2～L2上的P码伪距； D1～L1上的频率变化；
D2～L2上的频率变化。
表头结束后，是观测各历元的观测数据，每历元数据由一个历元时间行和多个观测数据行组成，每个历元时间行的内容为：
年，月，日，时，分，秒，质量标记，卫星数，卫星号码，卫星号码，... ，钟差 其中： ①卫星数指该历元观测到的卫星总数，紧接着的是观测到的卫星号码序列。 当质量标记(Event Flag)为： 0～该历元观测数据正常；
1～在前一历元和本历元之间停电； 2～开始移动天线；
3～在新的台站重新开始观测(紧接着会出现新的点号)； 4～以下会出现新的头信息； 5～其它外部事件； 6～出现失周指示。 ②卫星号码计为snn： s：卫星系统： G～GPS；
R～GLONASS系统(前苏联研制的类似于GPS的定位系统)； T～多普勒卫星定位系统。 nn：如果是GPS系统，PRN编号； 如果是GLONASS系统，通道号； 如果其它卫星系统，两位数的编号。
③历元行中的钟差(选项)，是接收机钟差，处在68～80位，如果此项存在，则应对历元时刻、测得的伪距相位作如下修正：
历元时刻 = 给出历元时刻 - 钟差 伪距 = 测得伪距 - 钟差×光速 相位 = 测得相位 - 钟差×频率
历元行后的几行(行数等于卫星总数)，是对应的每个卫星观测值，每行中的数据个数等于表头中的观测值种类数，数据类型按表头中的观测值类型排列，每个观测值后面紧跟着一个一位数的失周指示和一个一位数的信号强度指示。相位观测值的单位是周，伪距的单位是米，当某个数据没有测到时，计为0.0或空格。 当失周指示(取值范围是0～7)为0或空格时数据正常。 当信号强度指示为： 0或空格～正常； 1～信号最弱情况； 5～最理想的信噪比； 9～信号最强情况。
⒊ 气象文件
在高精度观测时，有时需要记录气象数据，RINEX 2格式的气象数据文件如下表2.1.4所示：
表2.1.4 RINEX 2格式的气象数据文件
卫星轨道计算-很重要
