ITRF框架坐标转换问题的研究

在进行不同ITRF框架坐标转换时,会遇到历元转换和框架转换两个问题。总结了ITRF框架坐标转换方法,并自编程序进行实例计算,分别比较了历元转换和框架转换的坐标变化,并分析了转换精度,得出一些有意义的结论。     

坐标系统任意框架和历元转换研究

研究国际陆地参考框架(ITRF)坐标转换问题,分析坐标框架的转换模型,构建一种实用的历元转换方法.研究结果表明在相同历元下,不同框架之间的坐标差异较小,不同活动块体下ITRF2008和ITRF2014在2020.00历元时各分量坐标差小于3 mm.受不同区域地壳活动程度影响,相同框架下不同历元之间的坐标差异明显,基于建立的历元转换方法,实际测试精度可达1 cm左右,能够在工程应用中快速获得CGCS2000坐标.     

ITRF框架与CGCS2000国家大地坐标系的转换方法研究

按两种思路实现ITRF框架与CGCS2000国家大地坐标系的转换：一是同时考虑历元和框架差异求解参数进行转换;二是转换过程分两步进行,先将ITIF框架基于当前历元的定位结果转换至2000．0历元,然后在历元相同的情况下,实现ITRF框架和CGCS2000的转换。基于VB．NET语言实现转换结果表明：方法二先根据若干基准点的位置与速度信息采用加权平均法内插转换点的速度实现历元间的转换,统一历元后再采用七参数法实现框架间的转换,能满足转换精度要求。     

ITRF参考框架与CGCS2000坐标转换方法及分析

参考框架作为参考系统的具体实现,是某一历元坐标和速度的体现。对于高精度的GNSS测量,必须使用精密星历进行解算,而不同的精密星历产品是基于某参考历元t和特定参考框架的,因而最终数据解算结果也是某ITRF框架、历元t的三维坐标;IERS目前公布了多个ITRF框架,2000国家大地坐标系是基于ITRF97框架、历元2000.0。要将GNSS数据解算成果转化至CGCS2000坐标系下,需要考虑框架和历元转换的综合影响;本文探讨了ITRF参考框架与CGCS2000坐标转换方法,并给出具体的应用案例,可为实际应用提供参考。     

我国大陆地区ITRF坐标系统转换研究

在研究ITRF坐标系统转换理论和方法的基础上,提出了一种实际可行的框架、历元转换方法,并应用于实际工程快速获得了CGCS2000坐标。结果表明,不同框架坐标在相同历元下坐标差异较小,ITRF2014与ITRF2008、ITRF2005在2021.00历元下的坐标偏差小于5 mm;不同地区地壳构造程度差异导致坐标历元间差别很大。提出了两套中国大陆地区3°×3°速度格网（CGCS2000和ITRF14）,可用于快速获取测站速度和历元坐标转换,精度可达厘米级,能在工程中广泛应用。     

求取小区域GPS网CGCS2000坐标的方法研究

本文通过联测IGS跟踪站获取南宁地区若干控制点的ITRF框架瞬时历元坐标,并根据IGS跟踪站速度内插出南宁地区地壳板块运动速度,从而将控制点ITRF坐标进行历元转换与框架转换;同时根据南宁某CORS站观测值所求板块运动速度,对相关结论进行验算。结果表明:基于准确的板块运动速度场,采用历元与框架转换方式求取CGCS2000坐标能够满足小区域GPS控制测量的精度要求。     

GNSS定位成果在不同ITRF框架间的转换方法研究

GNSS直接定位成果的坐标基准同观测时刻定位所采用的卫星星历基准是一致的,但有时需要获得测站在不同ITRF框架及对应不同历元的坐标,因此基准转换和历元转换是需要的。本文探讨使用约束平差法和速度场法对GNSS定位成果基准和历元进行转换,并分析所能达到的精度,试验结果表明:两种方法都可以达到5 cm左右的转换精度。     

局部区域数据纳入ITRF的新方法

在相同历元下,忽略速度和转换参数变率的影响,实现了坐标协方差阵的严密框架转换。通过这种方法,能够使局部区域数据不必重新处理就能纳入ITRF框架,方便利用国际上已有的数据成果。实例表明,使用该种方法,转换后的坐标偏差优于0.1 mm,完全能够满足框架之间转换的要求。     

基于PPP的CGCS2000坐标计算方法研究

当前基于精密单点定位（PPP）方法获得的坐标是基于ITRF框架下表示的,而CGCS2000坐标系是我国建立并大力推广的全球地心坐标系,很多测绘成果最终都需要转换到CGCS2000系下。本文对ITRF与CGCS2000坐标转换方法进行了研究,并以广西CORS站PPP定位结果为例,验证了转换方法的可行性及正确性。     

坐标框架转换若干问题的研究

介绍了ITRF框架之间的转换问题,用IERS公布的不同ITRF转换的14个参数,把不同ITRF下的精密星历文件和IGS站的坐标转换到其他的ITRF框架下,并利用GAMIT软件进行数据处理,根据得到的结果分析ITRF框架。     

ITRF2008与CGCS2000坐标系的转换

由于当前精密星历所对应解算的ITRF框架坐标为ITRF2008参考框架,而在1∶10 000基础测绘生产项目要求提供CGCS2000坐标系成果,论述了ITRF2008到CGCS2000间的框架转换的方法及转换后精度分析,并重点分析了转换的关键性问题。     

国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义及其参数

对国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义、主要参数及其应满足的条件进行了研究,重点指出了它和历史上的各个ITRFyy的不同,并阐述了各个ITRFyy的联系和区别,给出了它们之间相互转换的参数。     

WGS84与ITRF框架间的坐标转换分析

简要介绍了WGS84坐标系和ITRF框架,给出了不同ITRF框架间的坐标转换流程,并利用实例对WGS84与ITRF框架间的转换关系进行了验证分析。结果表明,ITRF2008与WGS84坐标基本一致,但由于ITRF框架的站速度对站坐标的影响与时间成正相关,当需要采用ITRF框架时,应选用最新的国际地球参考框架。     

Improvement of the transformation between ITRF and Doppler-Realized WGS84

The WGS84 (World Geodetic System 1984) reference system is, originally, mathematically defined from the NSWC-9Z2 (Naval Surface Weapons Center — 9Z2) reference system. The WGS84 associated realization, called in this paper WGS84-D, is a 1 meter consistency NNSS (US Navy Navigation Satellite System) Doppler realized reference frame. In contrast, the ITRF (IERS Terrestrial Reference Frame) is a 1 centimeter consistency reference frame realized through the most accurate techniques of Space Geodesy. This work intends to improve the transformation parameters between the WGS84-D and the ITRF through the use of both a NSWC-9Z2/Doppler realization and an extension of the ITRF network. A strong linear correlation was also modeled between the Doppler determined scale factor and the mean smoothed sunspot number, due to uncompensated ionospheric effects. This correction improved NSWC-9Z2 (i.e. WGS84) Doppler realization consistency. The uncertainty of adjusted transformation parameters between the ITRF and the WGS84-D is improved by a factor 2 over previous determinations.     

ITRF 2008与ITRF 2014的差异对GNSS数据处理的影响

针对全球导航卫星系统(GNSS)数据处理过程中旧的ITRF 2008参考框架现势性不足及新的ITRF2014框架在数据的数量与质量、参数模型、测站的分布合理性上均有提高等状况,该文以陆态网的最近两年的观测数据为例,对比分析了ITRF2008和ITRF2014框架下各测站的坐标、基线长度、水平速度场的差异,以期为当前高精度GNSS数据处理提供参考。实验表明:两个框架下的成果经基准转换后,测站在X、Y、Z方向的差异均为毫米级;基线差异平均在1 mm以内;水平速度场差值的最大值为5.75(mm·a~(-1)),最小值为-4.88(mm·a~(-1)),平均值为-0.45(mm·a~(-1)),方向上差值的平均值为0.02rad。目前两个框架的差异对一般工程应用基本上可以忽略,但对地震监测的陆态网来说,则必须考虑。     

我国毫米级框架实现与维持发展现状和趋势

主要从技术实现和维持方面讨论了我国CGCS2000框架与当前ITRF框架的不同。随着空间技术的进步,特别是我国自主的北斗卫星第三代卫星将实现信号的全球覆盖,发展以北斗卫星为主的毫米级全球基准将是我国基准发展的未来目标。毫米级站点坐标涉及两个因素:一是地球质心变化反演;二是站点的非线性运动建模。本文就国际上采用的地心反演方法进行了讨论、分析、比较。非线性运动建模部分重点介绍了奇异谱非线性建模技术,此方法相比地球物理效应分析建模方法有很明显的优势,可为我国CGCS2000框架点非线性运动维持提供依据。     

ITRF2000和新的全球板块运动模型

地学工作者一直关注的ITRF2000地球参考框架初步结果已于2001年3月19日公布，ITRF2000综合了VLBI、SLR，LLR，GPS和DORIS技术，产生736个点位坐标和54个核心站，文中介绍了ITRF2000，并利用ITRF2000综合解的结果计算全球板块的欧拉矢量，建立了基于空间实测数据基础 的最新全球板块运动模型。     

IGS08: the IGS realization of ITRF2008

On April 17, 2011, the International GNSS Service (IGS) stopped using the IGS05 reference frame and adopted a new one, called IGS08, as the basis of its products. The latter was derived from the latest release of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF2008). However, the simultaneous adoption of a new set of antenna phase center calibrations by the IGS required slight adaptations of ITRF2008 positions for 65 of the 232 IGS08 stations. The impact of the switch from IGS05 to IGS08 on GNSS station coordinates was twofold: in addition to a global transformation due to the frame change from ITRF2005 to ITRF2008, many station coordinates underwent small shifts due to antenna calibration updates, which need to be accounted for in any comparison or alignment of an IGS05-consistent solution to IGS08. Because the heterogeneous distribution of the IGS08 network makes it sub-optimal for the alignment of global frames, a smaller well-distributed sub-network was additionally designed and designated as the IGS08 core network. Only 2?months after their implementation, both the full IGS08 network and the IGS08 core network already strongly suffer from the loss of many reference stations. To avoid a future crisis situation, updates of IGS08 will certainly have to be considered before the next ITRF release.     

Assessment of the possible contribution of space ties on-board GNSS satellites to the terrestrial reference frame

The realization of the international terrestrial reference frame (ITRF) is currently based on the data provided by four space geodetic techniques. The accuracy of the different technique-dependent materializations of the frame physical parameters (origin and scale) varies according to the nature of the relevant observables and to the impact of technique-specific errors. A reliable computation of the ITRF requires combining the different inputs, so that the strengths of each technique can compensate for the weaknesses of the others. This combination, however, can only be performed providing some additional information which allows tying together the independent technique networks. At present, the links used for that purpose are topometric surveys (local/terrestrial ties) available at ITRF sites hosting instruments of different techniques. In principle, a possible alternative could be offered by spacecrafts accommodating the positioning payloads of multiple geodetic techniques realizing their co-location in orbit (space ties). In this paper, the GNSS–SLR space ties on-board GPS and GLONASS satellites are thoroughly examined in the framework of global reference frame computations. The investigation focuses on the quality of the realized physical frame parameters. According to the achieved results, the space ties on-board GNSS satellites cannot, at present, substitute terrestrial ties in the computation of the ITRF. The study is completed by a series of synthetic simulations investigating the impact that substantial improvements in the volume and quality of SLR observations to GNSS satellites would have on the precision of the GNSS frame parameters.