ITRF2005简介和评析

该文对最新的国际地球参考框架 ITRF2005进行了简单介绍,指出了IFRF2000与ITRF2005之间在解的生成,基准的定义和实现等方面的差别,特别评析了ITRF2005所作改进的理由和合理性.同时也指出了ITRF2005与ITRF2000一样,没有满足协议地球参考系(CTRS)的定向随时间的演化需遵循相对于地壳无整体旋转(NNR)的约束条件,并就此提出了解决办法.     

基于ITRF96和ITRF97的全球板块运动模型

利用国际地球自转服务(IERS)发布的国际地球参考架ITRF96和ITRF97的水平运动,分别建立了完全基于现代空间大地测量实测结果的新的现今全球板块运动模型．研究表明,ITRF96和ITRF97与协议地球参考架(CTRF)的无整体旋转(NNRNo-Net-Rota-tion)的定义不符,都存在一个整体旋转．ITRF96参考架的旋转角速度约为0．11°／m．yr,旋转极位于N-4．13°,E89．3°;ITRF97的旋转角速度约为0．10°／m．yr,旋转极位于N-27．2°,E74．7°．这种不一致性对ITRF96和ITRF97的高精度应用和长期维持、地球自转参数的长期变化都将产生一定的影响。     

基于ITRF2000的全球板块运动模型

利用最新国际地球自转服务 (IERS)发表的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立一个完全基于现代空间大地测量实测结果的现今全球板块运动模型ITRF2 0 0 0VEL。板块的总角动量 |L| =0 .12 7sr M·a-1,即ITRF2 0 0 0不满足无整体旋转的要求 ,与协议地球参考架CTRF定义不符 ,存在整体性旋转     

多种空间大地测量技术内综合方法研究及精度分析

详细地叙述了国际空间大地测量技术服务组织ILRS(International Laser Ranging Service),IVS(International VLBI Service),IGS(International GNSS Service)和IDS(International DORIS Service)分别采用SLR(satellite laser ranging),VLBI(very long baseline interferometry),GPS(global positioning system)和DORIS(Doppler orbitography and radio-positioning intergrated by satellite)四种技术,并由多家分析中心的站坐标和地球定向参数的SINEX(solution in independent exchange format)周解(或24 h观测解)进行技术内综合解算的方法,包括技术内综合模型的建立、参考架基准约束问题和不同分析中心解的定权方法等主要内容,并对ILRS,IVS,IGS和IDS提供的技术内综合周(日)解的长期序列进行了站坐标和地球定向参数(earth orientation parameters,EOP)的精度评估,分析了地球参考架基准参数的长期特性。由地球参考架基准定义可知,SLR技术内SINEX综合解相对于ITRF2014的平移参数时间跨度最长,且没有明显的偏差或漂移;GPS技术的三个方向平移参数虽然弥散度最低,但是在X方向和Y方向存在长期的线性变化,在Z方向存在跳变;DORIS技术也有类似GPS技术的现象。这些结果说明ITRF2014选择SLR定义的地心作为参考架原点是有道理的。通过分析台站坐标精度可知,利用各种技术对核心站和非核心站进行区分非常重要,所分别得到的精度有明显的不同。由于GNSS(global navigation satellite system)台站多且分布广,因此地球定向参数的确定精度要高于其他三种技术。     

最新规范的参考系及有关问题

在简要阐明参考系、参考架及其历史重大进程的基础上,对几种重要的、最新规范的参考系/参考架(质心天球参考系和地心天球参考系、国际天球参考系、国际地球参考系、太阳系动力学参考系等)的定义、实现和特点作了评述和分析,并对最新规范中与参考系、参考架有关的某些新概念的定义和新模式的应用(自2003年开始贯彻),如:天球中介极(CIP)、天球历书原点(CEO)、地球历书原点(TEO)、地球自转角的新定义、岁差-章动新模式的应用,作了阐述和讨论。     

分析昆明GPS站相对欧亚板块的运动

利用国际联测和综合处理 ,得到昆明GPS站地壳形变速率每年以( -4 .3± 0 .5)mm下沉趋势 ,水平分别以 3 7.5mm ,方位 1 47°± 1 .°5运动。利用最新国际地球自转服务 (IERS)发布的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立最新反映全球板块模型 ,基于最新的ITRF2 0 0 0地球参考架和欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到昆明站的地壳垂直形变速率为每年 -0 .0 1mm呈下降趋势 ,水平形变速率为每年 ( 8.1± 0 .2 0 )mm ,方位 1 3 7°± 1 .°5;并进一步分别基于几百万年地质地磁模型NNR -NUVEL1A和ITRF96、ITRF97模型的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到较一致的结果 ,说明全球板块运动稳定性与模型的可靠性。本文基于不同板块模型分析了昆明GPS站相对于欧亚板块运动     

并置VLBI站的相对形变及其与全球解结果的比较

基于ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量和NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型，采用观测的VLBI基线长变化率作为约束，估计和讨论了全球6个并置VLBI站的局部或区域性地壳的相对形变，并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解glb2003以及VTRF2003的结果进行了比较．结果表明日本Kashima与Kashim34VLBI站之间，美国GREENBANK的NRAO20与NRAO85-3站之间可能存在每年约近4毫米的相对垂直形变；WESTFORD与HAYSTACK二站间每年近2毫米的垂直形变率差基本可得到肯定，KOKEE和KAUAI二站的垂直形变率约有每年1至3毫米的差．利用如下方法能较可靠地检测出并置VLBI站间的局部或区域性的地壳垂直形变，改进ITRF解的可能不足．     

以基线长度变化率为约束估算VLBI站的垂直形变率

基于NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型和ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量,采用实测的VLBI基线长度变化率作为约束,重新估计了部分国际VLBI站的局部或区域性地壳的垂直形变,并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解GLB2003,VTRF2003和VTRF2005的结果进行了比较。结果表明,欧亚板块的URUMQI站和太平洋板块的KWAJAL26站,南极OHIGGINS站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解存在6-15mm/a的差异,北美YUMA站可能有15-31mm/a 的垂直形变率,而美国西部太平洋板块的San Francisco(PRESIDIO)站的垂直形变率还有待进一步的研究。此外,SC-VLBA,CRIMEA和EFLSBERG站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解的差约为1-6mm/a。用不同方法得到的VLBI站的水平形变率解有较好的一致性。     

天球和地球历书原点

国际天球参考系的使用、观测精度的提高和方法的改善要求采用与地球轨道运动无关的运动赤道上的起算点，Guinot提出的非旋转原点可作为这样一种选择。非旋转原点依赖于天球参考极。IAU决定从2003年起采用天球中间极作为天球参考极。非旋转原点在天球参考系的使用，可给出在天球中间极赤道上的天球历书原点，非旋转原点在地球参考系的使用，可给出在天球中间极赤道上的地球历书原点。回顾了非旋转原点的概念、以历书原点为参考的天球参考系和地球参考系的坐标变换，经出了在微角秒精度下天球参考极的坐标和历书原点的位置，讨论了采用历书原点对测定UT1的影响，指出当岁差章动模型、天极补偿、分点改正得到改善时，基于历书原点的UT1定义不需要更改，从而保证了UT1的连续。     

国际地球参考框架:现状与未来

地球参考框架是研究地球整体和局部运动以及探讨地球各圈层运动机制的一个重要基准。简要回顾地球参考架的发展和现状，主要分析当前取得的成绩及其存在问题和局限性，着重提出未来地球参考架的目标和若干建议。