BINEX格式介绍与GPS数据解码编码流程

Binex格式是一种用于GNSS观测数据的二进制数据存储格式，其设计目的是为了有效减小文件大小，同时兼容多个全球导航卫星系统(GNSS)。随着北斗、伽利略等导航系统的建设和完善，未来将出现四大导航系统共存的状况，这导致可观测的导航卫星数量大大增加，因此对数据存储格式的要求也相应提高。在保持数据精度的前提下，选择一种能够有效缩减文件大小的数据格式显得尤为重要。 Binex格式由UNAVCO（UNAVCO Facility）和一些接收机生产商共同协作完成，其结构设计能够兼容GPS、GLONASS、SBAS、Galileo、Compass（北斗导航系统）、QZSS等多种导航系统的观测文件和星历文件。此外，Binex格式还能够兼容存储接收机的内部状态文件和气象数据文件等。Binex格式在2000年左右基本定型，并且持续完善至今，目前存在两种主要的结构类型。 一个完整的Binex数据结构由几个部分组成，包括头字节字段、文件类型字段、信息长度字段、信息字段以及CRC码字段。Binex格式在设计时，精心利用每个字节中的每一个比特，从而在尽量不损失精度的前提下，实现了对存储空间的有效压缩。例如，文件类型ID通常只占用一个字节，如0x7f表示该段Binex数据存储的是观测值数据。 Binex格式的两个结构类型之间存在差异，主要是结构二在每段数据末尾增加了“总字节数”和“终端”两个字段。两种结构都包含两个“信息长度”字段，其中第二个信息长度字段使用了位掩码技术来进一步减少存储空间的使用。使用这种位掩码技术可以在不同信息长度字段中储存更多状态信息，例如是否包含时间戳、是否是压缩数据等。 文章中通过C#编程语言实现了Binex格式的解码与编码程序。作者团队以广州中海达卫星导航技术股份有限公司研发中心为背景，最终通过解析Trimble公司提供的实测数据来验证他们的解码和编码程序的正确性和可靠性。通过使用Binex格式，不仅能够展现其在减少存储空间方面的优越性，还能够证明所开发的编码和解码算法的有效性。 Binex格式具有重要的现实应用价值。例如，在遥感领域，通过缩减文件大小，能够更加高效地处理和传输大量观测数据。而在日常的导航与定位服务中，更小的数据体积意味着更快的读写速度和更好的存储效率，这对移动设备尤为重要。 Binex格式的出现和应用，为存储和管理日益增长的GNSS观测数据提供了新的解决方案。通过优化的数据结构设计，Binex不仅保证了数据的精度和完整性，还大幅减小了文件大小，节省了存储资源。随着技术的不断进步和新系统的加入，Binex格式有可能成为一种更加广泛使用的国际标准数据格式。