Winchell

1.4 核心代码库介绍

本章节仅作为 RTKLIB 内容的概览，不建议花费过多时间研究，详细内容请参考 RTKLIB 源码以及后续章节所对应的解析上。

代码库（src中包含的程序）是 RTKLIB 的核心，该代码库以方便调用的方式提供给用户，提供了相当全面的GNSS功能服务，也因此RTKLIB中包含了"LIB"的名称。RTKLIB提供的库函数和API（应用程序接口）如下所示：

rtklib.h 管理了核心代码库的代码，并对一些接口函数进行了导出。 rtklib.h 主要有四大部分：宏定义、结构体定义、全局变量、函数定义

注意只有加了 EXPORT 前缀的函数才可以被其他源文件调用。源码中包含了许多以 static 开头的函数，它们在 rtklib.h 没声明，因此无法被外部调用。想调用它们的话，只需要把前缀改成 EXPORT，然后在 rtklib.h 中加上声明，这也是比较常见的需求。

图1.4-1 rtklib.h 宏定义[1]

当前包含的各种 ifdef：

其中 TRACE、ENAGLO、ENAGAL、ENAQZS、ENACMP、ENAIRN、ENALEO 最为常用。

图1.4-2 rtklib.h 结构体[1]

1. 矩阵、向量、最小二乘、卡尔曼滤波

图1.4-3 rtklib.h 矩阵、向量、最小二乘、卡尔曼滤波[1]

RTKLIB 中用 double 类型一维数组表示矩阵，不能自动识别矩阵的行列数，每次传矩阵的时候都要传入行数 n、列数 m。
用矩阵的时候要先 malloc 开辟空间，用完记得 free 释放空间。
要能熟练计算矩阵加减乘除转置求逆。
RTKLIB 没有实现矩阵加减的函数，用的时候直接写 for 循环，比如把三维向量 dx 加到 X 上：
c
```
for (i=0;i<3;i++) X += dx;
```
矩阵求逆用的 LU 分解法，时间复杂度，对于大规模的矩阵，如果利用矩阵的稀疏性和对称性等特性，而且当使用不完全分解方法（例如，只计算到一定程度或使用截断技术）时，LU 分解的效率会更高。
matprint() 很常用，调试的时候很难直接看的矩阵元素的值（都是指针），得输出到终端或者文件再看。

2. 时间和字符串

图1.4-4 rtklib.h 时间和字符串[1]

3. 坐标转换

图1.4-5 rtklib.h 坐标转换[1]

4. 卫星系统、观测值

卫星系统表示：
- 表示卫星系统的字母：GRECJIS。
- 7 位二进制码表示，对应位写 1 表示有对应的系统，做与运算可加系统。
卫星的表示：
- 可以表示为各系统的卫星 ID（系统缩写+PRN）：B02、C21。
- 也可表示为连续的卫星编号 satellite number，断点调试或者看 Trace 文件的时候，经常只能看到卫星编号。
观测值类型：
- C：伪距、D：多普勒、L：载波相位、S：载噪比。
- CODE_XXX：观测值类型定义，用一串连续的数字表示。
- sigind_t：表示每种卫星系统的载波类型和观测值类型，每种类型的系统其实对应的就是一个 sigind_t 结构体。
观测值优先级：
图1.4-6 rtklib.h 观测值优先级[1]

1. 配置选项读取

图1.4-7 配置选项读取

选择主要存在 prcopt_t、solopt_t、filopt_t 三个结构体中。
后处理解算程序 rnx2rtkp 和实时解算程序 rtksvr 读取结果文件流程是一样的：
- 先调用 resetsysopts() 重置所有配置为默认。
- 调用 loadopts() 读取配置文件内容，存入 opt_t 的 sysopt 中。
- 最后调用 getsysopts() 将 opt_t 转到 porcopt_t/solopt_t/filopt_t。

2. Trace 调试

图1.4-8 Trace 调试

在 rtklib.h 中加入 #define TRACE，启用 trace ，不定义则将 trace 函数全赋空值。
Trace 信息分五个等级，从 1-5 重要性逐渐降低，通过 tracelevel() 函数可以设置输出的最高等级，设置 2 级意味着只输出 1/2 级信息。
- 一级 Trace 是致命错误，出现一级错误基本上意味着程序无法继续执行，比如观测星历文件读取错误、内存分配错误。
- 二级 Trace 是警告，出现二级警告程序可能依然能继续执行，但也可能无法进行解算，比如改正文件读取失败，数据解析出错，二进制数据校验出错，某一历元解算失败，缺失解算所需的星历或改正参数等。
- 三级 Trace 是程序主要执行流程，主要在函数的开头，告诉我们执行到了这个函数。
- 四级 Trace 是比三级更深入的程序执行流程，主要在三级 Trace 函数的中间或者调用的子函数开头，告诉我们执行到了这个操作。
- 五级 Trace 是解算的中间过程，具体到每颗卫星，每个频点，每次循环。
看 Trace 文件可以辅助断点调试，甚至替代断点调试。程序执行出错，开 2/3 级 Trace，看 Trace 文件里的 error、warring 就能知道大致出了啥问题，定位出问题的函数，断点调试的时候你就知道该在哪设置断点了。

3. 结果输入输出、NMEA

输出包含了解算结果与过程状态数据，而根据输出的定义，除了NMEA，还有 RTKLIB 中自定义的数据格式（笔者喜欢称其为 POS 格式）。更多内容请参考 RTKLIB-Manual-CN 附录 B。