毫米级地球参考框架的建立方法与展望

地球参考框架是地理空间数据基础设施的重要组成部分。地球参考框架的不断完善为人类更好地认知地球提供了技术基础。随着空间大地测量等技术的发展以及地球科学及相关学科间的渗透交叉融合,建立顾及基准站非线性变化的毫米级地球参考框架已经成为可能。首先,探讨了毫米级地球参考框架的定义及建立的必要性,阐述了地球参考框架的研究进展;然后,提出了顾及基准站非线性变化的毫米级地球参考框架的构建方法;最后,围绕解决建立毫米级地球参考框架的几个关键问题进行了展望。     

基于多技术全球参考框架的维持及应用分析

全球基准从参与构建框架的方式来说分为长期框架和短期框架(历元框架),由于框架点运动的非线性特性,长期框架构建的基准无法描述毫米级地球表面运动,常会采用短期框架来描述。短期框架实现时严格说应该保证空基(卫星轨道)和地基(ITRF、IGS)的一致性,再者,空间大地测量技术综合框架与单一技术基准在构建和维持上同样存在差异,这些不一致都将导致地面站坐标表达的差异。不同时期长期框架维持差异性及精度也是我国框架维持需考虑的问题,该文就以上各类框架构建策略不同对实际点位的影响进行了比较分析并给出结论,供我国高精度基准建设参考。     

广西区似大地水准面精化的研究

广西区似大地水准面精化是以现代卫星大地测量技术为基础，建立与国家空间数据基准框架相一致的广西现代大地测量基础三维坐标框架。主要介绍了利用GPS定位技术、水准测量技术、现代地球重力场确定理论，建立区域综合性的空间地理数据基准框架的方法。     

亚洲大洋洲区域综合地球观测系统计划进展

亚洲大洋洲区域综合地球观测系统是为实现国际地球观测组织总体战略目标而设立的区域地球观测合作计划,旨在面向亚大区域国家对地球观测技术的应用需求,保障亚大区域地球观测空间信息的精准获取与主动服务,增强地球观测技术支撑区域可持续发展的综合能力。该计划由地球观测组织亚大区域成员国共同提出,并对亚大地区的所有国家和参与组织开放。通过国际地球观测组织亚大区域政府间合作机制,在国家、区域和全球层面建立有效的合作框架,积极协调区域内的地球观测资源设施的互联互通、技术合作与共享服务,促进亚大区域国家在社会经济关键领域的应用,共同应对可持续发展、全球变化和重大灾害的挑战。     

地球空间信息科学与区域发展规划的关系

地球空间信息科学，作为地球信息科学的一个重要分支学科，将为有关地球问题的研究提供空间信息框架、数学基础和信息处理的技术方法。区域发展规划是一项复杂的系统工程，它涉及到地球空间信息及可持续发展等同题，需要各种先进科学理论和技术的支持。地球空间信息科学及其技术是能够给予区域发展规划最基础支持的重要技术，也是保证区域发展规划科学、合理的满足社会可持续发展要求的一个关犍的技术支撑。因此，研究地球空间信息科学与区域发展规划理论的有机结合，并将地球空间信息技术应用到区域发展规划中是非常必要的。     

GGOS和大地测量技术进展

在2005年8月澳大利亚凯恩斯(Cairns)国际大地测量协会(IAG)科学大会上,全球大地测量观测系统(GlobalGeodeticObservingSystem,简为GGOS)作为这次科学大会一个重要议题成为一个热点问题,也成为未来大地测量学科进展的一个风向标。本文较为全面地介绍了GGOS的背景、目标、任务和科学原理等,结合GGOS在全球动力系统观测中的应用构想,说明了GGOS与其他地球观测系统越来越紧密的联系和相互促进的发展趋势。除此之外,本文还简要介绍了这次科学大会其他领域如大地坐标框架和卫星重力等领域的最新进展。     

人卫激光测距中卫星预报需求分析

人造卫星激光测距作为当前精度最高的现代大地测量手段之一,其观测数据在卫星或航天器的精密定轨、确定地球自转参数、建立和维护全球地球参考框架以及实现全球范围的高精度时间传递等方面发挥重要作用。在轨卫星的位置预报是卫星激光测距工作实现的前提和基础,为此,本文根据卫星激光测距工作的实际需要对在轨卫星的预报精度提出了要求,并分析CPF卫星预报的精度。研究结果显示,卫星预报精度完全可以满足当前毫米级卫星激光测距的要求。     

完善大地坐标框架和地球重力场时变测量的进展--2005年国际大地测量协会(IAG)科学大会札记

国际大地测量协会(IAG)科学大会于2005年8月22～26日在澳大利亚凯恩斯(Cairns)召开.会议名称为"动力行星2005"(Dynamic Planet 2005).着重介绍会议在有关完善全球和地区性大地坐标参考框架、卫星重力测量在确定地球重力场时空分辨率方面、建立和完善全球大地测量观测系统(GGOS)等方面学术报告的内容.     

GPS坐标序列噪声模型估计方法研究

<正>随着空间观测技术的高速发展,GPS已成为大地测量领域重要的观测技术手段之一。全球IGS基准站积累了近20余年的位置时间序列,为大地测量及地球动力学研究提供了丰富的基础数据。GPS坐标序列不仅包含构造信号,也包含地表环境负载以及未模型化的误差等干扰源的影响,降低了GPS解的精度与可靠性。分析GPS时间序列,尤其是坐标时间序列非线性变化,进一步深入系统地了解GPS非线性变化起源及其影响机制,建立相     

全球CGCS2000坐标框架的构建理论研究

全球坐标参考框架是发展全球卫星导航系统最具重要性的基础设施之一,也是我国空间信息基础设施建设的迫切需求。研究了构建全球CGCS2000（China Geodetic Coordinate System 2000）坐标参考框架的数学模型,研究了采用内约束理论构建全球CGCS2000框架理论和算法,最后证明了构建全球CGCS2000框架的二步法和一步法数学模型在一定条件下等价。内部约束算法根据框架转换参数及其速率变化量最小标准重新定义框架约束条件,经过坐标相似变化得到最佳网形,并保证最佳网形和初始网形的拟合度达到最高,最后得到最优网形中测站坐标估值,并能保持不同观测技术参考框架的内在纯粹性,发挥不同观测技术优势。本文研究结果可完善中国坐标框架构建基础理论体系,对CGCS2000框架的全球化实现提供科学方法。     

辽宁省2000国家大地坐标框架的建立

2000国家大地坐标系是我国自主建立、适应现代空间技术发展趋势的地心坐标系。辽宁省2000国家大地坐标框架的建立,可以实现与国家现代测绘基准体系的无缝对接,对测绘事业的发展和基于全球导航卫星系统(GNSS)技术的高精度位置服务产生重大影响和作用。本文主要讲述了辽宁省2000国家大地坐标框架建设取得的进展,介绍了坐标框架建立过程中的关键技术应用以及对辽宁省测绘基准体系建设和测绘科技发展的推动作用。     

WGS84与ITRF2000参考框架坐标转换的研究及应用

随着全球参考框架的日趋成熟,ITRF参考框架在大地测量学和地球动力学方面的作用也越来越重要。常规地面测量成果或是属于国家的参心大地坐标系,或是属于地方独立坐标系,而GPS定位结果属协议地球地心坐标系,即WGS?84坐标系。因此必须实现GPS成果的坐标系的转换,以便将GPS成果更好的应用于我们的国民生产和实践之中,这就存在一个坐标的转化问题。本文就它们之间的转换提出具体的转化模型,求得转换七参数并应用于实例,获得了很好的转换结果。     

大地测量坐标框架和重力场求定的新进展

近几年来大地测量在坐标系统和坐标框架和ITRF，WGS84，GRS80等方面进行了很多研究和改善，本文介绍了坐标原点地心的移动，大地测量基本常数的更新，直至最新的ITRF2000和WGS84（1150）的推出。在求定重力场方面发展了卫星跟踪卫星（SST）测定地球重力场及其变化的新技术。这些使大地测量学提供和处理了涉及原来是地球动力学，行星学，大气学，海洋学、板块运动学和冰川学等学科所需的信息。事实上证明大地测量学业已形成为学科交叉意义上一门科学，它将更大的影响和促进地球科学，环境科学和行星科学的发展。     

全球高程基准研究进展

建立统一的全球高程基准是国际大地测量科学界的核心目标之一,也是全球尺度地球科学研究、跨境工程应用等的必要基础设施。国际大地测量协会（international geodesy association,IAG）2015年发布了国际高程参考系统的定义,并于2019年提出了建立国际高程参考框架的目标。从全球高程参考系统的理论基础和定义出发,对国际高程参考系统与框架的理论、方法和实际问题开展论述与研究,主要包括全球大地水准面重力位$W_{\mathrm{0}}$的确定、基于高阶重力场模型的重力位确定、基于区域重力场建模的重力位确定,并重点论述和分析了IAG组织的科罗拉多大地水准面建模试验和中国2020珠峰高程测量实现国际高程参考系统2项典型案例研究。结果表明,在平坦地区和一般山区,重力大地水准面模型精度能达到1 cm（重力位0.1 m2/s2）,即使在珠穆朗玛峰这样的特大山区,也有望达到2~3 cm精度（重力位0.2~0.3 m2/s2）。综合典型案例研究结果、观测技术、数据资源和区域分布等因素,提出了建立国际高程参考框架的初步策略,包括IHRF参考站布设、重力位确定方法、数据要求、应遵循的标准/约定和预期精度指标等,展望了光学原子钟与相对论大地测量对于全球高程基准统一的潜在贡献。     

The International GNSS Service in a changing landscape of Global Navigation Satellite Systems

The International GNSS Service (IGS) is an international activity involving more than 200 participating organisations in over 80 countries with a track record of one and a half decades of successful operations. The IGS is a service of the International Association of Geodesy (IAG). It primarily supports scientific research based on highly precise and accurate Earth observations using the technologies of Global Navigation Satellite Systems (GNSS), primarily the US Global Positioning System (GPS). The mission of the IGS is “to provide the highest-quality GNSS data and products in support of the terrestrial reference frame, Earth rotation, Earth observation and research, positioning, navigation and timing and other applications that benefit society”. The IGS will continue to support the IAG’s initiative to coordinate cross-technique global geodesy for the next decade, via the development of the Global Geodetic Observing System (GGOS), which focuses on the needs of global geodesy at the mm-level. IGS activities are fundamental to scientific disciplines related to climate, weather, sea level change, and space weather. The IGS also supports many other applications, including precise navigation, machine automation, and surveying and mapping. This article discusses the IGS Strategic Plan and future directions of the globally-coordinated ~400 station IGS network, tracking data and information products, and outlines the scope of a few of its numerous working groups and pilot projects as the world anticipates a truly multi-system GNSS in the coming decade.     

我国建立现代大地基准的思考

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS2000网的基础上，进一步加密GPS网点和永外性跟踪站，构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。现代大地基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的三维地心坐标提供可靠的地理空间基础框架。     

展望大数据时代的地球空间信息学

20世纪90年代,随着全球信息化和互联网的推进,地球空间信息学应运而生,推动了数字地球和数字城市的建设。21世纪以来,随着全球信息化与工业化的高度集成发展,出现了物联网和云计算,人类进入了大数据时代。本文论述大数据时代地球空间信息学的特点(无所不在、多维动态、互联网+网络化、全自动与实时化、从感知到认知、众包与自发地理信息、面向服务)和必须解决的主要关键技术问题(全球空天地一体化的非线性地球参考框架构建技术、星基导航增强技术、天地一体化网络通信技术、多源成像数据在轨处理技术、天基信息智能终端服务技术、天基资源调度与网络安全、基于载荷的多功能卫星平台设计与研制)。本文最后给出大数据时代地球空间信息学的新定义,即地球空间信息学是用各种手段和集成各种方法对地球及地球上的实体目标(physical objects)和人类活动(human activities)进行时空数据采集、信息提取、网络管理、知识发现、空间感知认知和智能位置服务的一门多学科交叉的科学和技术。从这个新定义出发,地球空间信息学将在构建智慧地球和智慧城市的大数据时代面临更多的发展机遇和艰巨的任务,必将为人类社会的进步和可持续发展作出更大的贡献。     

Present-day crustal deformation in China relative to ITRF97 kinematic plate model

 A global plate motion model is established based on the ITRF97 velocity fields and geological model NUVEL1. Sub-plate models are estimated by using the velocity fields derived from 45 global positioning system (GPS) sites under the ITRF97 reference frame in China. Comparisons between space geodesy and geological models are given. It is found that the Euler vector of the AFRC–EURA pair has an obvious discrepancy between space geodetic and geological models. The motion patterns of tectonic blocks in China predicted by GPS are consistent with those of geological data on the whole. Received: 9 November 2000 / Accepted: 17 September 2001     

组合VLBI和SLR数据估计的全球板块运动参数

本文组合应用ＶＬＢＩ和ＳＬＲ数据导出了一个完全基于空间技术实测数据的现时板块运动模型，称为ＳＧＰＭＭ１。ＳＧＰＭＭ１与地学板块运动模型ＮＵＶＥＬ－１的比较指出：空间大地测量数据估计的板块运动总体上与地学估计值一致。经过地磁极倒转时间尺度修正，并考虑到冰斯后地壳回弹的影响，空间大地测量数据估计的北美，欧亚和澳大利亚板块之间的相对运动速率与地学估计值有极好的一致，但太平洋板块相对于北美、欧亚和澳大利亚     

大地测量学科发展现状与趋势

近50年,由于大地测量观测手段的不断进步和应用领域的不断拓展,大地测量学科不断进化,并与其他学科不断交叉与融合。本文首先简述了大地测量学发展的背景和在历史上发挥的主要作用,梳理了大地测量传统学科的形成。进一步,分析了大地测量发展现状,侧重从观测手段的进步描述学科的发展;从应用领域的拓展描述交叉学科的形成;从国家需求和科学发展出发,描述了大地测量学科未来的发展趋势。最后,综合各方面因素,提出了大地测量现阶段学科分类建议,试图为大地测量工作者的科研选题、基金申请提供借鉴。