GPS精密定位中的海潮位移改正

根据海洋负荷潮理论，利用NAO99b全球海潮模型，计算了中国部分IGS站的海潮位移改正，并将海潮位移改正应用到GPS数据处理当中。在GAMIT软件的解算过程中，分别按加入和不加入海潮位移改正，对GPS基线分量和测站坐标分别进行了计算和比较分析。结果表明，海潮位移改正无论是对GPS基线分量还是对测站坐标，都有一定的影响。     

精密水准测量中固体潮改正的应用

精密水准测量需顾及固体潮改正,针对现行《国家一、二等水准测量规范》中测段高差固体潮改正计算模型 不详细、观测时刻取用不明晰等应用问题进行全面剖析和算例验证,研究固体潮改正随观测时间（年、月、日）变化的 规律,分析精密水准测量数据处理中计算测段高差固体潮改正的详细计算模型、计算方法、观测时间取用原则,并比 较基于测站和测段的精密水准固体潮改正差异及测段高差固体潮改正方法的弊端,对精密水准测量中固体潮改正 具有指导意义和实用价值。     

岛礁重力测量潮汐改正新方法

现有的固体潮和海洋负荷潮的模型用于岛礁重力测量的改正时,会产生较大的误差。利用短时间的重力观测数据建立测站的潮汐模型,可以明显地改善测站的潮汐模型,提高重力测量结果的精度,该方法可用于绝对和相对重力测量的潮汐改正。重力梯度同步观测方案不需要进行潮汐改正就可获得重力梯度,故不受潮汐模型误差的影响。     

垂线偏差测量的固体潮和海潮改正

垂线偏差是大地测量学和地球物理学的基础数据。固体潮和海潮是影响高精度垂线偏差测量的重要因素,固体潮改正主要表现为天体引潮位对垂线偏差的直接影响及造成地球形变而产生的附加位对其的间接影响。本文基于引力场球谐展开理论,推导了垂线偏差测量中固体潮和海潮的改正公式。利用JPL DE421星历和EOT11A海潮模型,计算全球19 570个GNSS测站处垂线偏差的潮汐改正值,分析了垂线偏差潮汐改正的时空变化规律。通过实例给出了日、月引潮位及附加位、海潮对垂线偏差子午和卯酉分量的改正。现有高精度垂线偏差测量精度已达到0.1″,而固体潮和海潮对垂线偏差的改正总量级可达我国一等天文规定精度(0.3″)的17%,因此在高精度的垂线偏差应用中需要顾及潮汐改正。     

大气负载效应对不同纬度IGS测站的影响

针对目前大气负载效应明显的纬度分布特性未得到重视,大部分GPS坐标时间序列均未加入大气负载修正,导致忽略了中高纬地区测站受大气负载的显著影响这一问题,该文从测站位置纬度分布的角度,着重计算分析由大气负载效应引起的国际GNSS服务测站位移,分析大气负载效应对GPS坐标时间序列的影响,以及因纬度差异导致的国际GNSS服务测站受大气负载效应影响存在的差异。通过计算修正前后GPS坐标时间序列均方根值和加权均方根值,评估对GPS坐标时间序列进行大气负载效应修正的重要性。分析结果表明,大气负载对测站影响的分布与纬度位置有明显关联,中高纬地区其效果显著,而低纬地区受其影响相对较小。在北斗全球坐标框架的建立中,若考虑大气负载效应的影响,精度上将有毫米级的提高。     

固体潮对BDS精密单点定位的影响研究

针对在精密单点定位中固体潮引起的测站位移直接影响精密单点定位精度的问题,该文在全球范围内选取了66个IGS测站,对其2020年第245～274天连续30 d的观测数据进行了处理和计算,研究分析了固体潮对BDS-2、BDS-3和BDS-2+3精密单点定位精度的影响.结果 表明:固体潮对BDS-2、BDS-3和BDS-2+...     

固体潮对测站位移的影响特征分析

采用IERS规范上的方法和2013年发布的DE430星历文件,计算并分析了北京房山站和浙江地区固体潮对测站位移的影响。研究发现,固体潮影响具有很强的周期性,存在2周和半年的长周期,在局部区域的等值线都成线状分布。本文研究可为固体潮方面的相关研究提供参考。     

全球GPS测站垂向周年变化统计改正模型的建立

对GPS测站坐标进行非线性变化的研究和建模,是削弱测站非线性运动的有效途径。由于导致测站坐标非线性变化的机制具有多样性和复杂性,目前还未能建立一个包含多种机制影响的理论改正模型来削弱测站的非线性运动。本文基于全球近500个实测的GPS测站垂向坐标残差时间序列,研究发现了测站垂向坐标周年项的全球分布规律,并分别针对南北半球构建了两个基于实测数据的周年变化统计改正模型。试验表明,本文提出的统计改正模型能削弱全球大部分GPS测站30%~50%的垂向坐标残差。     

陆态网基准站高程时间序列的环境负载效应分析

GPS坐标时间序列呈现显著的季节性变化,以中国大陆构造环境监测网络(CMONOC) 233个GPS测站的高程方向坐标时间序列为研究对象,通过计算环境负载效应改正前后的均方根(RMS)减少率,对比了德国波茨坦地学研究中心(GFZ)与法国斯特拉斯堡大学提供的EOST不同环境负载产品对CMONOC坐标时间序列数据的改善程度. 统计结果表明:经过GFZ环境负载产品和EOST环境负载产品改正后分别有90.2%和75.54%的测站RMS减小,说明GFZ的环境负载产品对CMONOC基准站坐标时间序列数据的改善效果更好. 同时发现环境负载效应不仅对GPS坐标时间序列中的季节项有明显的改正效果,对非季节项的改善效果也非常明显,经过GFZ提供的环境负载产品改正后有87.8%的GPS测站周年项振幅削弱,有82.4%的测站非季节项的RMS减小.      

测站位移固体潮效应的潮波公式

固体潮对测站位移的影响是空间大地测量和天文地球动力学研究的重要组成部分。对目前常用的3种引潮力位展开形式进行了总结，并列出了它们各自的实用公式。不同于IERSl996和IERS2000推荐的固体潮对测站位移影响的理论模型，独立于天体历书而基于精密引潮力位展开，直接给出了在亚毫米精度下的潮波公式，利用新的精密引潮位展开在亚毫米精度上重新计算了永久性潮汐的影响。可为高精度的空间大地测量和天文地球动力学的研究提供理论依据和参考。     

Impact of loading displacements on SLR-derived parameters and on the consistency between GNSS and SLR results

Displacements of the Earth’s surface caused by tidal and non-tidal loading forces are relevant in high-precision space geodesy. Some of the corrections are recommended by the international scientific community to be applied at the observation level, e.g., ocean tidal loading (OTL) and atmospheric tidal loading (ATL). Non-tidal displacement corrections are in general recommended not to be applied in the products of the International Earth Rotation and Reference Systems Service, in particular atmospheric non-tidal loading (ANTL), oceanic and hydrological non-tidal corrections. We assess and compare the impact of OTL, ATL and ANTL on SLR-derived parameters by reprocessing 12 years of SLR data considering and ignoring individual corrections. We show that loading displacements have an influence not only on station long-term stability, but also on geocenter coordinates, Earth Rotation Parameters, and satellite orbits. Applying the loading corrections reduces the amplitudes of annual signals in the time series of geocenter and station coordinates. The general improvement of the SLR station 3D coordinate repeatability when applying OTL, ATL and ANTL corrections are 19.5 %, 0.2 % and 3.3 % respectively, w.r.t. the solutions without loading corrections. ANTL corrections play a crucial role in the combination of optical (SLR) and microwave (GNSS, VLBI, DORIS) space geodetic observation techniques, because of the so-called Blue-Sky effect: SLR measurements can be carried out only under cloudless sky conditions—typically during high air pressure conditions, when the Earth’s crust is deformed, whereas microwave observations are weather-independent. Thus, applying the loading corrections at the observation level improves SLR-derived products as well as the consistency with microwave-based results. We assess the Blue-Sky effect on SLR stations and the consistency improvement between GNSS and SLR solutions when ANTL corrections are included. The omission of ANTL corrections may lead to inconsistencies between SLR and GNSS solutions of up to 2.5 mm for inland stations. As a result, the estimated GNSS–SLR coordinate differences correspond better to the local ties at the co-located stations when applying ANTL corrections.     

南极国际GPS联测的海潮位移改正

根据海洋负荷潮理论,利用CRS4.0全球海潮模型,计算了参加南极国际GPS联测的中国南极长城站和中山站的海潮位移改正,并将海潮位移改正应用到GPS数据处理当中。在GAMIT软件的解算过程中,分别按加入和不加入海潮位移改正,对GPS基线分量进行了计算和比较分析。结果表明,对于南极国际GPS联测,海潮位移改正对GPS基线分量具有不可忽略的影响,数据处理时需要重点考虑。     

海岛礁相对重力测量的潮汐影响

着重分析固体潮模型、潮汐因子的选取和海洋负荷潮的求定,并利用ETGTAB模型数据详细计算了相对重力测量中的潮汐改正,说明在近海和岛屿地区进行高精度海岛礁相对重力测量时,必须考虑精确的固体潮和海洋负荷潮改正,从而提高相对重力测量的联测精度。     

南极国际GPS跟踪站的海潮位移改正 (英文)

This paper describes the ocean loading tides corrections of GPS stations in Antarctica, such as the Great Wall station and Zhongshan station. Based on the theory of ocean loading tides, the displacement corrections of ocean loading tides on GPS stations in Antarctica are calculated by using the CRS4.0 ocean loading tides model. These corrections are also applied to GPS data processing. The GPS data are analyzed by the GAMIT software with and without these corrections. We compared and analyzed the GPS baseline components to get the differences. The results show that the ocean tidal displacement corrections have obvious effects upon GPS baseline components. Therefore, we should not ignore the ocean loading tides corrections of GPS stations in Antarctica to obtain precise and reliable results.     

基于GPS观测的格林函数法研究汶川8.0级强震前构造应力场变化

通过格林第二内部积分公式导出地面位移与地壳内应力变化的关系,分析和讨论利用地面位移变化速率来计算地球内应力场变化的可能性和计算方法;最后,采用2001—2005和2004—2007年间在中国四川地区观测的GPS位移场速率数据,对汶川地震区震前地壳内深度为15km处的最大主应力、最大剪应力变化进行了计算分析。结果表明,四川地区地壳内的局部最大主压应力变化和最大剪应力变化区域与同期发生地震活动的区域具有较好的一致性。     

关于广播星历轨道误差的探讨

通过利用广播星历中的开谱勒轨道参数与轨道摄动修正量计算卫星轨道坐标与精密星历的轨道信息进行比较 ,探讨广播星历的轨道精度。     

Rotational evaluation of a long-period spherical harmonic ocean tide model

By exchanging angular momentum with the solid earth, tidal variations in ocean currents and sea level cause the rotation of the solid earth to change. Observations of earth rotation variations can therefore be used to evaluate ocean tide models. The rotational predictions of a spherical harmonic ocean tide model that is not constrained by any type of data are compared here to the predictions of numerical ocean tide models and to earth rotation observations from which atmospheric and non-tidal oceanic effects have been removed. The spherical harmonic ocean tide model is shown to account for the observed variations at the fortnightly tidal period in polar motion excitation but not in length-of-day. Overall, its long-period polar motion excitation predictions fit the observed tidal signals better than do the predictions of the numerical ocean tide models studied here. It may be possible to improve its agreement with length-of-day observations by tuning certain model parameters, as was done to obtain the close agreement reported here between the modeled and observed polar motion excitation; alternatively, the discrepancy in length-of-day may point to the need to revise current models of mantle anelasticity and/or models of the oceanic response to atmospheric pressure variations.     

利用GNSS数据分析大港验潮站地壳沉降

青岛大港验潮站的地壳沉降关系到该站平均海平面的绝对变化,因而也就关系到我国高程基准面的变化。本文利用青岛GNSS基准站约10年的观测数据对该站的地壳沉降变化进行分析。首先将青岛GNSS基准站纳入由50个国际IGS站和43个国内陆态网络基准站组成的全球网中,进行单日松弛解和单日约束解解算,获得该站坐标时间序列。然后对该站垂向坐标时间序列进行分析,利用粗差探测、偏差探测、趋势项分析、频谱分析等方法对粗差、偏差、趋势项和周期项进行探测、分析,并通过时间序列模型估计获得时间序列中的周期项振幅和偏差估值。分析表明青岛GNSS基准站垂直方向近一段时间未发现存在显著性的地壳沉降变化,但受到比较明显的周年和半周年周期变化影响。结合青岛大港验潮站验潮数据分析结果得出结论:青岛大港验潮站平均海平面的绝对上升速率是1.62mm/a。