现代大地测量在大地基准,卫星重力以及相关研究领域的进展

现代大地测量学在建设现代大地测量基准方面的进展主要表现在IGS服务和ITRF的系列精化，ITRF2000是ITRF中迄今最为精确，测站最为稠密的地面坐标参考框架；2001年推出新的WGS84，其成果标以WGS84(G1150)。现代大地测量学在今后几年的进展中，其中科学收获期望值最高的当推新一轮的卫星重力测量在精化地球重力场模型方面的贡献，利用h1—SST技术的CHAMP卫星数据，在2002年和2003年分别发表了相应解算的地球重力场模型EIGEN—1S和EIGEN—2；2002年3月发射的GRACE卫星是同时采用hl—SST和Ⅱ—SST技术，同时来探测和恢复地球重力场及其时变。现代大地测量学具有不同于经典大地测量学的6大特点，即长距离，大范围；高精度；实时，快速；时间维；地心；学术领域扩大以及与其他学科的融合，现代大地测量学业已形成了学科交叉意义上的一门科学。现代大地测量数据可以提供和处理原来是地球动力学、行星学、大气学、海洋学、板块运动学和冰川学的信息，现代大地测量学已形成了学科交叉意义上的大地测量学。     

现代大地测量参考系统

概述现代大地测量参考系统的定义及不同参考系统之间的关系.主要讨论我国当代大地测量界常使用的3种用以表示几何位置的参考系统1980年国家大地坐标系、全球大地测量系统 1984 (WGS 84)、国际地球参考系统(ITRS),和一种用以表示物理位置,高程的参考系统1985年国家高程基准.并讨论大地测量中框架和基准的概念.     

面向数字中国建设中国的现代大地测量基准

在回顾我国大地测量基准建设历史的基础上,分析了在当前建设信息化社会,创建数字中国,对现代地理空间基础框架中测绘基准的需求。提出了在我国建设现代大地测量基准的建议。在平面基准方面,建议在国家GPS2000网(三网)的基础上,进一步加密国家GPS网点和永久性追踪站,构建有足够分布密度的三维高精度动态大地坐标框架,为我国今后建立新的大地坐标系统创造条件。在高程基准方面,建议在仪器设备和规范细则方面作好准备工作,依法定期对国家高程控制网进行复测。在重力基准方面,在国家2000重力基准网和国家2000(似)大地水准面的基础上,有步骤的按省或地区推算具有厘米级精度,10km级栅格分辨率的似大地水准面。在条件成熟时,我国应考虑采用三维地心坐标系统。     

现代大地测量参考系统

概述现代大地测量参考系统的定义及不同参考系统之间的关系。主要讨论我国当代大地测量界常使用的3种用以表示几何位置的参考系统－1980年国家大地坐标系、全球大地测量系统1984（WGS84）、国际地球参考系统（ITRS），和一种用以表示物理位置，高程的参考系统－1985年国家高程基准。并讨论大地测量中框架和基准的概念。     

新书《地理空间定位基准及其应用》值得一读

该书详细论述了我国现行地理空间定位的各种基准，包括大地基准、高程基准、深度基准和重力基准的基本概念、历史沿革、建立背景、方法和结果及其应用；全面介绍了目前国际上广泛采用的国际地球参考框架(ITRF)和WGS84世界大地坐标系。     

中国大地测量学发展的若干问题

概述了大地测量学作为测绘基准提供地理信息系统的基础框架作用。回顾了我国大地测量在建立国家平面基准、国家高程基准、国家重力基准等方面的实践，介绍了大地测量学当前发展的国际背景，提出了我国大地测量学今后的发展方向，如建立现代大地坐标框架和现代重力基准的目标和任务，以及改善国家高程基准等方面的考虑。     

基于CORS框架城市三维大地测量基准维护的探讨

介绍了城市三维大地测量基准维护的核心任务是获取基于ITRF框架的精确三维地心坐标,并由此求取到现有城市独立坐标系之间的精确转换参数。以SZ-CORS框架网为例,阐述了基准维护应采用"从框架网到次级网,从相对坐标修正到绝对坐标修正"的思路。利用具体数据验证了城市三维大地测量基准维护方案的可行性。     

世界大地坐标系统1984的最新精化

美国于 2 0 0 1年改进了世界大地坐标系统 1984(WGS84)的坐标框架 ,标记为WGS84(G115 0 ) ,它与ITRF2 0 0 0的符合程度在± 1cm ,比 1996年的WGS84(G873 )的± 5cm精度有了很大提高。在这次改进WGS84的工作中 ,共使用了 2 6个GPS永久性追踪站 ,其中有 2个IGS站 ,一个就是北京房山站 ,根据检测 ,房山站的ITRF2 0 0 0坐标和WGS84(G115 0 )的符合程度在± 1cm ,IGS公布的北京房山站坐标移动速率的精度在± 0 .3cm/a。     

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。     

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。     

我国海洋大地测量基准与海洋导航技术研究进展与展望

领海是国家主权的重要组成部分,国家空间基准和位置服务应该覆盖陆地和海洋。以2000国家大地坐标系和2000国家重力基准为代表,我国已在陆地建成了较为完善的大地测量基准。然而,现有国家空间基准和重力基准未能有效覆盖海洋,海洋大地测量基准和海洋导航技术已严重滞后于国家社会经济发展新形势和国防战略需求。本文主要论述了我国海洋大地测量基准与海洋导航技术的研究现状,梳理了我国海洋大地测量基准所涉及的关键技术,分析了近期及未来我国自主发展海洋大地测量基准与海洋导航技术的主要方向。     

国家地理空间信息基准框架工程建设

提出了国家地理空间信息基准框架内改进与更新原有的大地坐标基准、高程基准和重力基准的建设道路及解决原则。     

中国大地测量的数据处理要科学界定潮汐改正计算

中国大地测量的现行规范细则中 ,凡涉及潮汐改正计算的都采用全潮汐改正 ,所以相应的数据处理和大地成果就相应于无潮汐值 ,如无潮汐重力值、无潮汐水准高、无潮汐垂线偏差、无潮汐高程异常值 ,甚至由此涉及无潮汐地壳等。这项改正曾经受到 1979年国际大地测量协会 (IAG)堪培拉 (Canberra)大会有关决议的支持 ,但随后不久 ,IAG就作了改正 ,在 1983年汉堡 (Hamburg)大会上仍以决议形式修正了它原来的意见 ,转而对零潮汐改正表示支持。国际大地测量界对潮汐改正的研究几经反复 ,近十年来已取得了比较一致的意见 ,即认为采用零潮汐改正是比较科学的 ,特别是对以陆地国土为主的国家更为合适。因此 ,中国在制定新的大地测量基准的有关条例和相应的各种大地规范细则时 ,应及时修正原来的无潮汐改正的规定 ,确定采用零潮汐改正 ,使全国在这方面的数据处理和所得大地成果纳入更为科学的轨道     

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。     

CORS维持陆海一体化空间基准研究

针对海洋测绘基准的特点,本文讨论陆海空间基准现状及存在问题:提出了直接采用CORS网络构建和维持陆海一体化空间基准,创建了基于CORS的陆海一体化现代高精度三维测绘基准模型,初步构建了连云港海域基准服务CORS工作基点网,并尝试建立新一代国家三维地心大地坐标系统(CGCS2000)空间框架结构体系。     

区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

高程系统定义分析与高精度GNSS代替水准算法

从高程系统定义出发,探讨高程基准面的重力等位性质,测试分析不同类型高程系统地面点高程之间的差异,考察GNSS代替水准与实际水准测量成果的一致性,进而提出新的GNSS代替水准算法。主要结论包括:(1)当精度要求达到厘米级水平时,正常高的基准面也应是大地水准面。中国国家1985高程基准采用正常高系统,其高程基准面是过青岛零点的大地水准面。(2)近地空间中等解析正高面与大地水准面平行,GNSS代替水准能直接测定地面点的解析正高,但正常高系统更有利于描述地势和地形起伏。(3)本文给出的GNSS代替水准测定近地点正常高算法,大地高误差对正常高结果的影响比大地水准面误差大,前者影响约为后者的1.5倍。     

日本大地基准及其现代化的思考

介绍了日本曾采用了百余年的大地基准TD1918,阐述了它不能适应当前日本的经济、社会和军事发展的需求,日本于2002年开始采用新的地心三维大地基准JGD2000.概要介绍了JGD2000大地系统的定义及其框架,最后给出了这两个新老大地基准的转换.     

浅谈厦门市大地基准的现代化

GPS定位技术的迅猛发展给测绘行业带来了革命性的变化，建于上世纪90年代初的厦门市首级控制网的升级换代摆上了议事日程。本文探讨厦门市三维、动态、高精度的现代大地基准建设及似大地水准面的精化。