规范化静态GPS数据预处理的实现
摘要：近年来随着国家经济的不断进步，我国铁路事业进入了一个大发展时期，随之而来的铁路勘测任务量也越来越大，GPS作为大面积控制测量的首选手段，在铁路勘测中得到了广泛的应用，但原始观测数据的处理却仍停留在比较低的阶段，自动化程度低，且格式不统一，本文介绍使用EXCEL VBA功能，实现数据的导出、转换及格式整理的自动化，在数据初步处理中减少人工干预，从而提高工作效率，并减少由于人为误操作带来的错误。使用本方法可以得到格式统一的数据和文件结构，对于测量数据的统一、规范化管理有一定参考意义。 关键词：静态GPS测量；EXCEL VBA；自动化；规范化；预处理
引言
在铁路前期勘测中，GPS以其定位精度高、测站间无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候等特点，成为大范围控制测量的首选测量方式。在实际的工作中，外业往往采用小组作业形式，一条线路，有多个小组同时作业，对于原始数据的处理及保存，各小组可谓五花八门，没有统一的规范格式，且自动化程度低。这样不仅不利于数据的统一管理，导致工作效率较低，也容易在初级阶段将错误引入数据，影响工作进度。本文将介绍使用EXCEL的VBA功能，实现原始数据存储的统一化、规范化、自动化处理，且EXCEL在实际工作中使用广泛，应用此方法，不仅可以提高实际的工作效率和减少人为造成的错误，而且不会增加工程成本。
一、现阶段GPS数据预处理方法
GPS测量主要包括外业观测、数据预处理和内业解算、平差及成果资料的编辑。在数据预处理中，通常情况下，技术员会按自己的习惯来进行文件系统的组织和数据的整理。虽然自己清楚文件的存放及规则，但对于其他的人就无从下手了，且在初期的数据处理中，大多是手工的一个一个数据的进行重命名和整理，有时甚至不进行此步骤，文件的存放也是各式各样，最终导致在出现问题时，无法迅速的发现问题数据。在资料交接时，由于各小组没有统一的文件格式和文件系统，也会有各种各样的麻烦和问题，不仅效率低，且由于多是手工操作，导致数据出现问题的可能性更大。
由此可见，在现实的工作中缺少一个预处理的概念，没有统一的文件组织和管理的规则可以遵循。而通过实际的工作发现，在数据的初期整理中，已经将外业观测记录制成了电子表格。一方面，从电子表格中可以获取任何初期资料整理所需的资料；另一方面，EXCEL 提供的强大的VBA功能，可以实现任何键盘及鼠标操作，而且提供对其他软件的控制，由此可见使用EXCEL VBA来实现静态GPS数据预处理完全可行，这样既可以减少人工干预带来的误差，又可以提高工作效率、统一格式，实现数据预处理中文件系统的规范化、自动化的组织和管理，方便数据的整理交接和及时的发现工作中存在的问题。
二、统一的数据、文件系统组织
在统一数据和文件系统之前，首先要明确主要有那些数据、资料，GPS测量
的主要数据内容包括：
1、 工作前准备好的测量设计书、任务书、点之记资料、已知控制点资料等已知数据。
2、 每天观测得到的原始数据，包括CPI和CPII。
3、 每天通过转换得到的标准RINEX格式数据，包括CPI和CPII。 4、 为检核、处理数据而建立的CPI和CPII项目文件。 由此设计出文件系统结构如下：
GPS项目项目名称PROJECTSDATATXTCPICPIIAdjustDATRINEX设计书点之记已知数据CPICPIICPICPII070207030702070387978879图1 文件系统图
各目录的作用分别为：
GPS项目文件夹：存放不同的GPS项目文件。
项目名称文件夹：以项目名称命名，里面存放同一个项目中所有的文件、数据和资料。
PROJECTS文件夹：存放由TGO、LGO、科傻等产生的项目文件，下设CPI、CPII和Adjust三个文件夹，分别存放CPI项目、CPII项目和平差项目。
DATA文件夹：存放观测数据文件，包括由仪器中导出的.DAT文件和经软件转换后的生成的标准RINEX文件，分别放在DAT文件夹和RINEX文件夹中。
DAT文件夹：存放从仪器中导出的原始.DAT数据，下设CPI和CPII两个文件夹，将CPI和CPII数据按日期分别存放。
CPI和CPII文件夹：存放按日期命名的文件夹和相应数据，在DAT下的这两个目录的日期目录下，又设以仪器编号后四位命名的文件夹，分别存放每台仪器测量的数据。
RINEX文件夹：存放经转换后生成的标准RINEX格式文件，下设CPI和CPII，分别按日期存放CPI和CPII的标准数据。
TXT文件夹：存放已知数据，包括技术设计书、勘测任务书、GPS点之记和已知的三角点等数据、资料。
如此组织文件系统，即可将静态GPS测量过程中，所有使用到的文件、资料及数据有效的、规范的组织起来，便于后期的数据处理、资料交接等，同时统一的系统组织，意味着规范、效率、效益。
三、规范化文件、数据系统的实现
Microsoft EXCEL是美国微软公司研制的电子表格处理软件，具有功能强大、应用方便、普及性强等特点，尤其是其提供的VBA编程功能，可以轻易的实现任何表格的自动化制作，且提供对其他程序的控制功能。而在实际的静态GPS测量工作中，每天进行的工作，从数据的导出到转换，完全是使用同样软件，执行同样的操作，由此可见使用EXCEL VBA实现文件、数据的规范化、自动化具有很强的可操作性。
3.1 系统分析
需要输入的信息：包括只需输入一次的信息和每天都需要输入的信息 一次性信息：项目名称，小组成员，仪器编号和类型 重复性信息：测量日期，测量点号和观测者，数据尾号
自动完成的内容：项目文件系统的建立，数据目录的建立，数据更名和存储路径的转换，数据的格式转换和自动跳转
3.2 系统建立
根据需要输入和自动完成的内容进行系统的设计和建立，在EXCEL中新建三个工作簿，分别命名为：项目属性，CPI外业记录和CPII外业记录，界面如下：
系统属性界面：
图2 系统界面
需要输入的内容为：项目名称，小组成员名，仪器类型和编号及测量日期。点创建项目，自动分析目录是否已经存在，并自动建立相应的文件系统，文件系统结构如图1所示。点创建CPI、CPII数据目录，根据输入的日期，自动完成所有数据目录的建立，点导出数据，自动调用Data Transfer进行原始数据的导出。
CPI和CPII界面：
图3 记录簿界面
需要手动输入的内容为：点号，观测者，开始结束时间、仪器高及数据名，系统自动完成文件名、仪器号、仪器类型的匹配及流动时段号的判断，输入完成后点整理数据，将自动完成原始数据的重命名和存储路径的选择，依次点天宝转换1-6，EXCEL将调用Convert to RINEX软件并自动完成相应内容的填写，完成后自动跳转到下一行进行下一个数据的转换。在转换的过程中，系统自动将填入的数据在EXCEL中用颜色标志出来，方便检核。
3.3 主要代码如下：
使用MkDir命令完成文件系统的建立：
Set fs = CreateObject(\
If fs.FolderExists(\项目\\\判断项目目录是否存在 MkDir \项目\\\根据输入内容建立项目目录 ……