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【导航定位】GNSS数据协议-RINEX OBS

news 来源：原创 2025/7/5 10:32:51

RINEX协议

RINEX(Receiver INdependent EXchange format,与接收机无关的交换格式)是一种在GPS测量应用中普遍采用的标准数据格式,该格式采用文本文件形式（ASCII码）存储数据数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。目前RINEX版本已经发布到了4.xx版，但主流仍使用3.xx版。

最新版本是2024年10月发布的rinex4.02版本https://files.igs.org/pub/data/format/rinex_4.02.pdf（edit by 20250328）

RINEX协议主要覆盖三类文件：

1.Observation data file（观测数据）
2.Navigation message file（导航信息如星历等）
3.Meteorological data file（气象数据）

在GNSS导航定位中，我们主要关注前两种，GNSS观测数据和GNSS星历数据。

RINEX命名格式

文件名主体的所有元素必须是大写ASCII字母或数字，一共8个元素且所有元素长度固定，前六个以下划线“_”分隔。文件类型和压缩字段（扩展名）使用句号“.”作为分隔符，并且必须是ASCII字符和小写字母。

文件名构成元素如下表（第二行为所占字符数）：

Name	S	Start Time	Period	Data Freq.	Content	Format	Compression
9	1	11	3	3	2	3	2-3
站点信息	数据来源	开始时间	数据持续时间	数据更新频率	数据类型	文件格式	压缩格式

Name/站点信息：格式为XXXXMRCCC，其中XXXX为IGS站点名，M和R分别为该站点和接收机的Monument号，范围（0-9）；CCC为ISO国家码
S/数据来源：R表示接收机数据，S表示实时数据流，U表示位置来源
Start Time/开始时间：年日时分，分别占4、3、2、2个字符
Period/数据持续时间：前两个字符表示长度，第三个字符表示单位，单位有M（分钟）、H（小时）、D（天）、Y（年）、U（未指定）
Data Freq./数据更新频率：前两个字符表示长度，第三个字符表示单位，C（100Hz）、Z（Hz）、S（秒）、M（分钟）、H（小时）、D（天）、U（未指定）
Content/数据类型：第一个字符表示卫星系统星座标识位，可表示为G(GPS)、R(GLONASS)、E(Galileo)、J(QZSS)、C(北斗)、I(IRNSS)、S(SBAS)；第二个字符表示文件类型，可表示为O（观测数据）、N（导航信息）、M（气象数据）。
Format/文件格式：一般为”.rnx”，若文件经过压缩，则为”.crx”
Compression/压缩格式：格式包括：".gz"，".Bz2”和“.zip”

示例：ALGO00CAN_R_20121601000_15M_01S_GO.rnx.gz

表示站点名为ALGO，站点和接收机的Monument号均为0，来自CAN国家也就是加拿大的接收机数据，开始时间为2012年的第160天10：00，数据持续时间为15min，数据更新频率为1秒的GPS观测数据，文件格式为.rnx，压缩方式为.gz。

RINEX OBS文件格式

RINEX文件由文件头和数据记录两节组成，文件头用于存放与整个文件有关的全局性信息，位于每个文件的最前部，61-80列是标签信息，以“END OF HEADER”来表示结束。

1. RINEX版本和文件类型

     3.02           OBSERVATION DATA    M (MIXED)           RINEX VERSION / TYPE

RINEX版本号为3.02。

OBSERVATION DATA表示该数据文本属于观测数据。

M (MIXED) 表示观测数据包含不同类型的观测，如伪距和多普勒频率。

2. 固件版本与采集时间

Alloy 6.21          SMO                 20240101 020304 UTC PGM / RUN BY / DATE

Alloy 6.21表示该数据使用的是Trimble Alloy接收机，固件版本6.21。

SMO表示生成文件的机构缩写

DATE表示生成文件的日期

HKCL                                                        MARKER NAME

MARKER NAME表示天线标识名称

23004M001                                                   MARKER NUMBER

MARKER NAME标识天线标识的编号

GEODETIC                                                    MARKER TYPE

MARKER TYPE标识天线标识的类型

SMO                 Lands Department HKSAR                  OBSERVER / AGENCY

OBSERVER表示观测单位

AGENCY表示机构名称

6246R40045          TRIMBLE ALLOY       6.21                REC # / TYPE / VERS

该行表示接收机的编号、类型和版本

4624A17034          TRM59800.00     SCIT                    ANT # / TYPE

该行表示接收机的编号和类型

 -2392740.9396  5397563.0493  2404757.8653                  APPROX POSITION XYZ

APPROX POSITION XYZ表示近似的接收机大地坐标

        0.0083        0.0000        0.0000                  ANTENNA: DELTA H/E/N

ANTENNA：DELTA H/E/N 表示

H：天线参考点相对于标记物的高度

E/U：ARP在水平方向相对于标记物的偏心度

G   15 C1C L1C S1C C1X L1X S1X C2W L2W S2W C2X L2X S2X C5X  SYS / # / OBS TYPESL5X S5X                                              SYS / # / OBS TYPES
S    3 C1C L1C S1C                                          SYS / # / OBS TYPES
R   12 C1C L1C S1C C1P L1P S1P C2C L2C S2C C2P L2P S2P      SYS / # / OBS TYPES
E   15 C1X L1X S1X C5X L5X S5X C7X L7X S7X C8X L8X S8X C6X  SYS / # / OBS TYPESL6X S6X                                              SYS / # / OBS TYPES
J   15 C1C L1C S1C C1X L1X S1X C1Z L1Z S1Z C2X L2X S2X C5X  SYS / # / OBS TYPESL5X S5X                                              SYS / # / OBS TYPES
C    9 C2I L2I S2I C7I L7I S7I C6I L6I S6I                  SYS / # / OBS TYPES

SYS / # / OBS TYPES表示系统和观测类型

G S R E J C：分别表示GPS/SBAS/GLONASS/Galileo/QZSS/Beidou

第二个数字表示观测到的观测值类型的数量。

类似于C1C这种形式表示的是观测值的类型，

其中，第一个字母为观测值的类型，C1C中的第一个字母包含如下几类：C表示观测的是伪距，L表示的是载波，S表示的是原始信号强度（载噪比），D表示多普勒观测值，X表示接收机频道编号

第二个数字表示波段，

1 = L1 (GPS, QZSS, SBAS, BDS) G1 (GLO) E1 (GAL) B1C/B1A (BDS)

2 = L2 (GPS, QZSS) G2 (GLO) B1 (BDS)

3 = G3 (GLO)

4 = G1a (GLO)

5 = L5 (GPS, QZSS, SBAS, NavIC/IRNSS) E5a (GAL) B2a (BDS)

6 = E6 (GAL) L6 (QZSS) B3/B3A (BDS) G2a (GLO)

7 = E5b (GAL) B2/B2b (BDS)

8 = E5a+b (GAL) B2a+b (BDS)

9 = S (NavIC/IRNSS)

第三个字母表示属性，

A = A channel (GAL, NavIC/IRNSS, GLO)

B = B channel (GAL, NavIC/IRNSS, GLO)

C = C channel (GAL, NavIC/IRNSS) C/A code-based (GPS,GLO,QZSS, SBAS)

D = Semi-codeless (GPS) Data Channel (BDS, QZSS)

E = C/B (QZSS) E channel (QZSS)

I = I channel (GPS,GAL, QZSS, BDS)

L = L channel (L2C GPS, QZSS)

P channel (GPS, QZSS)

M = M code-based (GPS)

N = Codeless (GPS)

P = P code-based (GPS,GLO) Pilot Channel (BDS)

Q = Q channel (GPS,GAL,QZSS,BDS)

S = D channel (GPS, QZSS) M channel (L2C GPS, QZSS)

W = Based on Z-tracking (GPS)(see text)

X = B+C channels (GAL, NavIC/IRNSS) I+Q channels (GPS,GAL, QZSS,BDS) M+L channels (GPS, QZSS) D+P channels (GPS, QZSS, BDS)

Y = Y code-based (GPS)

Z = A+B+C channels (GAL) D+P channels (BDS) I+Q channels. (QZSS) D+E channels. (QZSS)

（Rinex4.0版本）

     1.000                                                  INTERVAL

INTERVAL表示观测数据采集的时间间隔

  2024    01    01    01    00   00.0000000     GPS         TIME OF FIRST OBS

TIME OF FIRST OBS：表示观测数据开始的历元

  2024    01    01    01    59   59.0000000     GPS         TIME OF LAST OBS

TIME OF LAST OBS：表示观测数据结束的历元

G L2X -0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
R L1P  0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
R L2C -0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
J L2X  0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT

SYS/PHASE SHIFT表示用于生成与周期性偏移相一致的相位的相位偏移校正，需要注意的是该行在4.0版本被弃用。

DBHZ                                                        SIGNAL STRENGTH UNIT

SIGNAL STRENGTH UNIT：表示信号强度的单位，此处为Db/Hz

  6 R03  5 R04  6 R05  1 R14 -7 R15  0 R16 -1               GLONASS SLOT / FRQ #

该行表示GLONASS的频率和卫星的对应关系（GLONASS是频分多址FDMA）

                                                            GLONASS COD/PHS/BIS

该行表示用于对齐伪距和载波相位观测值的GLONASS相位偏差。

    18                                                      LEAP SECONDS

LEAP SECONDS表示跳秒

                                                            COMMENT
EPOCH COUNT     m00  m10  m20  m30  m40  m50                COMMENT---- ---- ---- ---- ---- ----                COMMENTB     600  600  600  600  600  600                COMMENT

COMMET表示附加的说明

                                                            END OF HEADER

END OF HEADER表示文件头的结尾

之后就进入到了观测值文件数据块的部分。

其中，

> 2024  1  1  1  0  0.0000000  0 48        .000000002000

该行为数据起始行，

>表示数据行起始标识符

后面的时间（2024 1 1 1 0 0.0000000）为观测数据时间，分别对应年月日时分秒

之后的数据位（这里是0）是历元观测数据标识：0：OK 1：前一历元和后一历元出现电源故障

之后的数据位（这里是48）表示当前历元观测到的卫星数量，也就是下面会有多少行该历元的卫星数据，

最后的数据位（例子这里是.000000002000）为接收机钟偏差修正值。

C 1  37011636.08606 192729396.60906        36.900    37011632.16806 149030668.65906        40.200    37011629.92606 156608469.88906        38.300

C表示这颗卫星的星座，C表示Beidou，G表示GPS，R表示GLONASS，E表示Galileo、J表示QZSS，S表示SBAS

1：表示这颗卫星的PRN，也就是编号。

后面的数据依照文件头的SYS / # / OBS TYPES里的顺序来依序查看，例如，本案例中北斗数据次序为C2I L2I S2I C7I L7I S7I C6I L6I S6I，则这一行后面的9个数据则依次对应C2I L2I S2I C7I L7I S7I C6I L6I S6I，第一个为2频点的I支路伪距，第二个为2频点的I支路载波，第三个为2频点的I支路多普勒，第四个2频点的I支路伪距，以此类推。

而其他行也同样可按照类似的方式进行解读。

Ref：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/668064086

RINEX协议

RINEX命名格式

RINEX OBS文件格式

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