珠海市陆海统一高精度GNSS控制网数据处理与精度评估方法研究

珠海市陆海统一GPS控制网包括由12个CORS站组成的框架网和由66个C级点组成的C级网。本文采用GAMIT/GLOBK软件,应用不同的数据处理策略对框架网和C级网进行了数据处理,主要分两步完成:①以IGS站为基准处理框架网;②以框架网为基准处理C级网。最后采用GLOBK平差得到控制网在CGCS2000和GDCORS坐标框架下的三维坐标。通过对基线解算后的NRMS值、重复性、中误差及平差后测站点位中误差的分析和探讨,总结了一套市级高精度GPS控制网数据处理与精度评估方法。     

我国GPS跟踪站系统建设与数据服务

跟踪站系统包括GPS跟踪站和数据处理中心两部分。本文对GPS跟踪站在当今社会的存在意义及如何有效地应用GPS跟踪站数据资源进行了阐述，并结合国家测绘局已建立的GPS跟踪站实例，讨论了GPS跟踪站建站的原则、基本设施条件、数据资源应用等；同时对整个系统即GPS跟踪站与数据处理中心之间的关系，如：数据链、数据处理及数据服务与如何应用及今后的发展方向等方面也一并进行了阐述。     

全国GPS二级网数据处理和精度分析

全国GPS二级网于1992年至1997年期间布设完成，由534点组成，在加强我国天文大地网、精化大地水准面和建立大地参考系方面它将发挥重要作用。GPS二级网数据处理工作于1998年12月完成，在GPS二级网数据处理中使用卫基准点技术，对一组区域分布的IGS跟踪站坐标进行强约束，从而使我国的GPS二级网纳入到国际地球参考框架ITRF96。研制了网平差软件VECADJ。根据精度分析结果，GPS二级网绝对定位精度好于0.1m，相对定位精度好于0.1ppm。     

HBCORS高精度参考框架获取策略分析

通过对HBCORS坐标联测方法、基线处理策略以及网平差策略进行研究,分析了HBCORS高精度参考框架建立的方法,为高精度区域参考框架的获取以及高精度GPS网数据处理提供了思路。     

GPS在工业厂区变形监测中的应用

通过工程实列阐述了运用GPS定位技术在环境复杂，观测条件差的大型工业厂矿进行平面位移监测的可行性，介绍了某厂GPS变形监测网的布设，观测，数据处理和变形分析的方法，较好地解决了GPS变形监测网的基准问题，通过对多次观测的数据进行统一处理和分析。作出了阶段性的变形结论。为该厂的安全生产运营和管理提供了科学的依据。     

基准点分布对GPS网结果影响分析

随着GPS测量仪器设备的不断更新及完善、仪器性能相对稳定、卫星轨道精度的提高、数据处理模型和方法的完善、软件自动化程度的提高、GPS数据处理技术方法已趋成熟,影响GPS数据处理结果的主要因素就是基准点的选择。现对GPS网数据处理几种方案进行了分析、比较,并提出区域GPS网数据处理合理选取基准点的方法。     

GPS数据处理中的坐标系统一问题

针对CGCS2000坐标系的启用,探讨了GPS数据中存在的坐标系统一问题,这些问题主要有：GPS基线向量坐标框架的统一、基线向量历元的统一、基线向量影响的量级分析和起算坐标的兼容性分析,并给出了相应的数学模型及适用条件。     

GPS测量误差与数据处理的质量控制

针对GPS测量结果的误差来源,从GPS卫星信号传播过程、观测条件和数据处理等方面讨论了GPS控制网数据处理的质量控制问题,介绍怎样进行基线解算和网平差的质量控制,并阐述了提高GPS网精度的若干方法。     

GPS运行轨道仿真系统的设计与开发

为了进行航天器系统仿真技术研究,本文提出了应用虚拟现实技术开发GPS运行轨道仿真系统框架体系:利用Matlab仿真,得到并验证了通过对SP3星历数据处理构建正确三维仿真运行轨道的方法;完成了实时交互的三维可视化仿真系统主要功能的实现;最终取得了良好的仿真效果,有利于GPS用户系统的设计与监控.     

基于跟踪站模式下的GPS技术应用

随着GPS卫星轨道精度的提高、数据处理模型和方法的完善、软件的可视化、仪器性能的改善与性价比的提高,GPS技术在我国得到了广泛应用与发展。在构建空间数据基础框架之际,全国各地正在建立或改造GPS网。针对经典建网方法,介绍了基于跟踪站模式下的GPS技术,并以实例对数据处理方案、观测时间的选取进行了分析和比较。     

利用GPS复测资料研究华北地块旋转运动

利用 ＧＡＭＩＴ和ＧＰＳＡＤＪ软件对华北地区 ＧＰＳ监测网和首都图 ＧＰＳ监测网在 １９９２、１９９５、１９９６年观测的３期ＧＰＳ数据进行统一处理,估算了华北地区地壳水平运动速度场,以此反演块体旋转运动参数,讨论了华北地块旋转运动情况,并与地质、古地磁结果作了比较,最后初步分析华北地块运动的动力学机制。     

中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

川滇地块现今地壳运动速度场解算与分析

利用GAMIT10.4和BERNESE5.2软件,分别对川滇地区中国地壳运动观测网络51个GNSS基准站2010—2014年的观测数据进行处理。两者解算所得单日解基线和坐标时间序列离散度优于10mm,且变化趋势一致,吻合度较高。基线重复率水平向优于1+4×10-9 L;垂向优于4+6×10-9 L(单位mm,其中L表示基线长度,单位m)。利用PL+VW噪声模型进行了速度估计,获取了川滇地区相对欧亚板块地壳运动速度场。结果显示:除滇西南地区呈现出由西向东的增大趋势外,川滇块体其它区域地壳运动特征由北往南、由西往东呈逐渐衰减趋势;运动方向持续围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,且仍然存在着南北向强烈的挤压特征。以安宁河-则木河断裂、小江断裂和红河断裂为界,选用了两侧能反映震间断裂构造特征的GPS测站,分析了断裂两侧的速度差异。并利用平行断层的速度剖面,拟合反正切函数变化趋势,获取了断裂带可能的变形宽度。     

结合现代大地测量成果探讨中国东部构造运动的力源问题

对中国东部所处的构造环境进行了分析和研究 ,结合现代大地测量成果 ,指出中国东部地壳运动主要是受陆陆碰撞 ,大洋板块俯冲及由二者引起的地幔对流三种主要因素控制 ,其中以印度板块与欧亚大陆的碰撞和菲律宾海板块向欧亚大陆的俯冲对中国东部的水平地壳运动及地幔对流对中国东部地壳垂直运动的影响占主导地位。在水平方向上 ,中国东部地壳的主应力方向为近东西向的压应力 ,但总体上是向东推移的。在垂直方向上 ,表现为南部隆升 ,北部沉陷。     

中国西部地壳现今变形特征及其机制探讨

以中国大陆及周边10年来近400个GPS测站的复测资料为基础，获取并绘制了现今地壳水平运动与变形图像，结果表明：青藏块体内西半部南北向只存在微弱的缩短变化（5mm/a左右），东半部南北向则没有缩短的迹象，南北缩短的区域主要位于青藏块体南缘的喜马拉雅条带（约15mm/a），北缘中部的柴达木西区（约15mm/a）和青藏块体北面的天山块体及周围地区（约15mm/a）；青藏块体大约有10mm/a的东西拉张，但不均匀，自西向东经历了由弱到强再有所减弱的过程，整个西部地区东边缘的东向运动表现为南强北弱的左旋特征；川滇菱形块体不是逃逸块体而是变形块体；青藏块体东缘及附近地区是东向运动的消减区带，面应变结果显示，青藏块体周边以面收缩为主，内部则以面膨胀为主；其以北的地区以面收缩为主（但压中有张），面应变的量级为10^-8/a。这样的变形结果，若只靠来处于印度板块的北向挤压是无法解释的。由此并结合最新的地球物理研究成果可推断或证实，地壳下部来自南向的物质涌入是控制青藏块体乃至中国大陆形变的另一大动力源，甚至可能是主导动力源；或者具有深、浅立体活动的某种协同性。     

中国大陆现今地壳垂直运动概貌及其地球动力学的某些特征

本文根据均衡理论，编绘了我国大陆地区现今地壳垂直运动速率图（不包括台湾、海南等岛屿）。结果显示，我国大陆地区的运动特征为“南和或北降”、“东弱西强”；且明显地受印度板块和太平洋板块所控制，以印度板块的作用为最强烈。     

天文大地网与GPS2000网联合平差的地壳形变改正研究

按照中国大陆地质构造情况，将中国大陆划分成不规则的曲线网格．利用高精度GPS网平差得到的GPS速度、地震矩张量和活断层滑动速率。采用双三次样条函数拟合的方法。求出了中国大陆现今地壳运动速度场和变形场；利用中国大陆现今地壳运动速度场和变形场模型。研究分析了天文大地网与GPS2000网联合平差中是否需要对天文大地网地面观测值进行形变改正问题。研究结果表明。天文大地网观测点坐标需要改正，但不需要在联合平差中对天文大地网地面观测数据(边长、方位角)进行改正，可以省去天文大地网约30万个观测量的地壳形变改正工作。     

ITRF97参考框架下的中国大陆区域地壳板块运动背景场的建立及应用

利用中国地壳运动观测网络工程基准站和基本站的GPS实测结果，构造了一个ITRF参考框架下的、充分反映今板块运动特征的、更为精确的现状中国大陆区域板块运动模型，介绍了这一工作的思路、方法和最终结果，并对速度场结果作了初步的解释。     

温度变化对中国大陆三维周年位移的影响

除了地表质量重新分布外,地表温度变化是影响地表周年变化的另一重要成因。本文利用全球温度变化数据,基于三维全空间热弹性形变模型,计算温度变化在中国大陆引起的地表热弹性形变,并讨论它对中国大陆三维周年位移的影响。结果表明,温度变化引起的地表周年变化振幅在毫米量级。中国大陆构造环境监测网络(简称:陆态网络)GPS台站受地表温度变化影响最大的台站是HLAR(海拉尔),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~2.293mm;影响最小的台站是HIYS(永暑礁),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~0.177mm。为了说明温度变化对地表周年形变的影响,本文联合GRACE以及物质负荷模型(MODEL)研究中国大陆地表三维周年位移。考虑温度变化后的MODEL、GRACE获取的地表周年形变在东向、北向、垂向的周年信号分别改进了6%、6%、2%;16%、5%、15%。结果表明,温度变化是物质负荷以外引起大陆地表形变的重要因素。     

珠峰及周边地区强震影响垂直形变特征研究

2015年尼泊尔地震对珠穆朗玛峰高程的影响,近年一直受到全世界关注。2020年珠穆朗玛峰高程测量在珠穆朗玛峰及周边地区布设了高精度的全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)形变监测网,收集了1999—2020年跨喜马拉雅山脉的32个连续运行参考站(continuously operating reference stations, CORS)的GNSS连续观测数据。利用GNSS数据监测了珠穆朗玛峰周边地区地壳三维形变特征,定量获取了2015年尼泊尔强震对珠穆朗玛峰周边CORS同震位移,以及地震对区域地壳三维形变长期趋势的影响,特别是对该地区垂直形变的影响。研究结果表明,该区域地壳垂直形变由南至北跨喜马拉雅山脉呈明显的阶梯型分布特征;震后印度板块与欧亚板块存在加速汇聚趋势,导致震后地壳隆升速率同步增大。