利用GPS观测到中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比，介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法，包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS处理与形变分析中的基本概念，如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。暖和 国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况，用GAMIT／GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析，基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度，由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动，包括以位于东部的一级稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量，得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像，分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征，在所述观测期间，我国东部地区相对较为稳定，相对东部稳定点组，东北块体向北运动；华南块体向东南运动。相对东部地区，新疆西北部地区以北西向运动为主；西南西藏地区以向北运动为主；西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

GPS快速静态定位原理及其应用

1983年初，GPS全球定位系统首次用于布设地面控制网。八年多来发展迅速，取得了较大成就，积累了丰富经验。目前，GPS定位技术已广泛用于大地测量和工程测量的各个领域，也成功地用于航空摄影测量。随着新型     

基于国家新旧测量规范的GPS观测模式比较分析

GPS测量因其具有高精度、全天候、不受通视限制等优点,成为目前大地测量、工程测量及城市控制网测量的主要观测方法。为了规范GPS测量,2001年制定了《全球定位系统(GPS)测量规范》,2009年进行了修订。在比较新旧规范对GPS观测模式的规定后,通过对比目前通用的3种观测模式的观测效率、观测精度及其应用,得出一些有益的结论。     

GPS定位与精度

一、前言近几年来，对GPS的开发应用表明，GPS系统具有极广泛的应用领域，如精密定位等。在我国已运用它开展了大地测量网的联测和地形变观测。以确定三维坐标和地壳变形量。最近为了解决长江三峡新滩链子崖地质灾害治理工程中地形图使用问题及其纠正原坐标系统长期紊乱的状态，单纯采用地面观测技术、常规测量方法，在该峡谷地区难以建立国家大地测量三角点的情况下，我们成功地运用GPS联测了两个新建的三角点。本文就其观测方法和精度进行讨论与分析。     

利用GPS观测到的中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比,介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法,包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS数据处理与形变分析中的基本概念,如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。介绍利用中国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况、用GAMIT/GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析。基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度,由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动,包括以位于东部的一组稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量。得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像,分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征。在所述观测期间,我国东部地区相对较为稳定。相对东部稳定点组,东北块体向北运动;华南块体向东南运动。相对东部地区,新疆西北部地区以北西向运动为主;西南西藏地区以向北运动为主;西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

2000国家大地控制网的构建和它的技术进步

“2000国家大地控制网”是国家大地测量的重大科学工程项目。它主要包括建立2000国家GPS大地控制网,2000国家重力基本网,以及前者与国家天文大地网的联合平差等,以实现国家3维地心坐标系统的坐标框架。这个项目的主要特点有:①涉及多个学科,如经典和空间大地测量学、天文测量学、重力测量学、近代数据处理理论和技术等;②处理的数据量大、种类多,如2000国家GPS大地控制网有2600多个测点,46000多条独立基线,天文大地网与2000国家GPS大地控制网联合平差所需解算的未知数多达15万个;处理的数据几乎包含了三角测量、导线测量、天文测量、重力测量和GPS测量等各类测量的成果;③所处理数据的施测时间跨度长,如2000国家GPS大地控制网中三个子网的施测时间各不相同,前后从1988年到2000年历时12年,而天文大地网的施测时间是在上一世纪的50至70年代;④处理数据所覆盖的国土面积大,2000国家GPS大地控制网及天文大地网覆盖了我国整个大陆及部分沿海岛屿,而2000国家重力基本网则扩展到香港、澳门以及南沙等地区;⑤处理数据需顾及的因素多,如需分析近70年来我国大陆板块运动、板内运动、局部地壳运动和新旧大地测量基准、新旧天文系统、和不同历元对上述这些大地测量观测数据的影响及其统一归算。本项目的主要技术创新点有以下四个方面:①首次将我国不同部门、不同时期施测的多个平面(2维)和高程(1维)分离的大地控制网通过空间大地测量和数据处理技术,科学的整合为全国统一的整体的国家3维大地控制网,将原来大地测量中所采用分离的几何与物理参数,进行了科学的统一的整合;②首次将我国非地心大地坐标框架整体的科学的转换为地心大地坐标框架;③首次将我国大地坐标框架的地心坐标精度由±5 m提高15倍,达到了±0.3 m;将我国重力基本点的精度由±25×10-8ms-2提高近4倍,达到了±7×10-8ms-2;④首次将海量数据由原来采用的最小二乘平差经典数据处理技术提高为最小二乘平差,抗差估计和方差分量估计相结合的现代数据处理技术,提高了成果的精度和可靠性。     

我国空间大地网的建设进展

从20世纪90年代以来，中国的空间大地测量工作取得了相当大的发展，在祖国大陆，先后布设完成了三个大规模GPS网，即全国GPS一、二级网和A、B级网及中国地壳运动观测网络，本文简要介绍这些GPS网的情况。     

GPS定位技术在城市测量中的应用

1990年3月，四川省测绘局和国家测绘局测绘科学研究所应绵阳市建委的要求，用GPS方法对原绵阳城市三、四等网予以加强，并与国家大地控制网进行了联测。计算结果证明，GPS测量值的加入，使网的精度有了明显的提高，最弱点，最弱边的精度提高     

徐绍铨教授简介

徐绍铨教授，男，博士生导师。1939年12月出生于浙江省仙居县。1965年毕业于武汉测绘学院天文大地测量专业，毕业后留校任教。曾任武汉测绘科技大学教务处副处长，大地测量系副主任，地学测量工程学院副院长、院长等，现为武汉大学测绘科学与技术学院教授。同时他还兼任南方冶金学院、长春科技大学兼职教授，中国全球定位系统技术应用协会理事，中国全球定位系统技术应用协会教育与发展专业委员会主任，湖北南北极科学考察学会副理事长，湖北省测绘学会常务理事，湖北省测绘学会大地测量专业委员会副主任，湖北省测绘学会工程测量专业委员会副主任，《中国全球定位系统》编委。1995年起享受国务院政府特殊津贴。 徐绍铨教授自80年代开始，致力于GPS理论与应用的研究。先后主持完成了河北沧州市、河北唐山王滩、福建厦门市、福州市、湖北黄石市、华东地质学院实习场、广东恩平一湛江高速公路等GPS控制网的建立和海南省A级试验网联测等项目。在这些成果中，获省部级科技进步成果二等奖一项、三等奖三项。1990年开始，他开展“GPS水准在局部GPS网中应用”的研究，于1992年在国内率先应用于厦门市GPS网中正常高的计算，并获得成功。其原理、方法在十多期GPS培训班上讲授，向全国推广应用。同时完成“GPS高程拟合系统”商品化软件，已在生产上使用。 徐绍铨教授曾先后3次赴南极测绘考察，其中一次是中国首先在东南极考察，是最早登上南极大陆的4名中国考察队员之一。另一次又完成中国首次环球科学考察。他为长城站、中山站大地坐标系统的建立、菲尔德斯海峡、地壳变形网监测、国际南极GPS联测等作了大量开拓性的测绘工作，荣立二等功一次。他参加的南极测绘考察成果，获国家科技进步成果二等奖和国家测绘局科技进步成果一等奖。1994年，他又赴南沙群岛，主持南沙群岛与大陆GPS联测，在南沙群岛礁盘上建立GPS点，使南沙群岛坐标系统与大陆统一。 “隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统的研究”是理论结合实践、学校与企业密切合作的工程项目，徐绍铨教授任课题组长，在他精心组织、协调下，20多位专家、教授、博士生、硕士生，经3年苦心钻研，于1998年3月15日建成并投入运行，在1998年抗御长江特大洪水期间，系统每2h提供的大坝变形资料，为隔河岩水库超蓄调度科学决策提供了依据，从而使清江与长江洪水错峰，为长江防洪发挥了重要作用，产生了巨大的经济效益和社会效益。由5名院士和5名教授组成的鉴定委员会专家一致认为，该系统是卫星定位技术、数字通讯技术、计算机网络技术、自动控制技术、精密工程测量技术、现代数据处理技术等高新技术的集成，是首次成功地将GPS用于大坝外观变形长期连续实时监测，其中监测系统精度达亚毫米级，响应速度小于10min等指标处于国际领先水平。该项目获1999年湖北省科技进步成果一等奖，并在国内外产生了巨大影响。徐绍铨教授受学校委派，兼任学校与湖北清江水电开发有限责任公司共同投资组建的“湖北普赛高新科技开发有限责任公司”总经理。公司开业仅一年，已承接高坝洲、龙羊峡水电站GPS监测项目。 1998年，徐绍铨教授主持国土资源部“长江三峡崩滑地质灾害GPS监测试验(示范)”项目，开展GPS在三峡库区滑坡监测中的最佳观测时段、最佳时段长度、最佳基准点数、最佳截止高度角、最佳解算软件、采用何种星历等试验。其成果通过专家验收，得到国土资源部的肯定，准备在全库区推广应用。同时，徐绍铨教授正在开发为GPS滑坡监测专用的“直接提取变形量的高精度快速GPS解算软件”。 徐绍铨教授从事测绘教育30多年，先后主讲过《大地测量学》、《椭球大地测量学》、《应用大地测量学》、《GPS原理与应用》等6门课程，教学效果好，深受学生欢迎，多次获校教学质量优秀一、二等奖及先进教师称号。他主编出版的《GPS测量原理及应用》获全国优秀测绘教材三等奖；他还主编出版了《大地测量学》、参与编辑出版了《椭球大地测量学》、《应用大地测量学》、《BASIC程序设计与测量计算程序》等教材。1994年开始，他牵头与其他教授一道，开展“跟踪学科发展前沿，改造和建设大地测量专业”的研究，提出对原有大地测量专业进行全面改造，增加“大地测量(空间测量技术与地球动力学)”和“大地测量(卫星导航工程)”两个专业方向，形成教学、科研、生产三者有机的结合，并富有自身“造血”功能的办学模式，促进了大地测量学科的发展和人才培养。该课题成果获湖北省优秀教学成果一等奖，并获1997年度“国家级教学成果一等奖”，受到江泽民、李鹏等党和国家领导人的接见并合影留念。徐绍铨教授主持下的测绘基金项目“基于多媒体的计算机辅助测绘学教学系统研究”，探索了在不同平台上研制测绘学科CAI课件的经验，为测绘学CAI教学做了开创性的工作。 在多年的教学和科研中，徐绍铨教授先后在中外刊物上发表论文60多篇，他还先后荣获湖北省高校优秀共产党员、湖北省优秀教学管理工作者、洪山区文明市民等荣誉称号。     

青藏高原GRACE卫星重力长期变化研究

青藏高原隆升是地球上新生代以来最壮观的地质事件之一,对东亚乃至全球大陆动力学研究具有举足轻重的作用,一直是国际地球科学研究的热点区域.随着近年来现代大地测量技术(如GPS、卫星测高、绝对重力、雷达干涉测量等)的蓬勃发展,特别是2002年GRACE重力卫星的成功发射,为研究全球物质分布和季节性变化提供了重要参考依据,同时也为研究青藏高原动力学提供了可靠的观测数据和便捷的观测手段.GRACE卫星发射至今已超过13年,随着资料的累积和数据处理方法的改进与成熟,用GRACE卫星资料研究长期性变化成为新的热点.     

南山并置站本地连接测量GPS控制网数据精度分析

2011年8月在新疆天文台南山观测站首次进行了GPS与VLBI空间大地测量技术并置站的本地连接测量。针对南山并置站,本文在建立、优化南山GPS控制网的基础上,探讨本地连接测量中GPS数据处理的方法、精度。通过对GPS控制网7 d连续观测和基于IGS精密星历的GAMIT基线处理、三维空间平差,结果表明:基线在N、E和长度方向的重复性在0.3~0.4 mm,U方向分量重复性为1.4 mm,基线相对精度为0.8×10-8,达到《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009)中A级网的精度要求,GPS控制点在ITRF2008系统下的坐标精度均优于0.5 mm。     

大地测量数据采集的集成技术

本文在分析了当前大地测量数据采集模式之后，提出了运用接口技术，对多源多格式的大地测量外业观测数据进行集成的解决方案。通过相应接口文件的分析设计，得到了大地测量数据采集的数据模型，并据此制定出大地测量控制网接口文件的数据格式，从而归纳了现有大多数大地测量观测数据的电子手簿格式，为大地测量数据共享平台的信息共建提供了技术保障。     

GPS技术在商丘市控制网中的应用

一、引言 计算机技术的发展和全球定位系统（GPS）的日趋完善，使测绘技术和方法发生了历史性的变革，GPS三维定位以其精度高、范围广、全天候和易选点等诸多优点在大地测量和工程测量等领域得到广泛应用。本文以商丘市三、四等及一级GPS网的建设为例，具体介绍GPS定位技术在城市控制网测量中的应用。商丘市自1997年撤地设市以来，城市建设规模逐年加大，原有的控制已不能满足建设需要。在此情况下，受市政府及规划局的委托，根据商丘新一轮总体规划的要求，利用GPS新设备、新技术从2001年10月份起先后建立了商丘市三、四等及一级GPS控制网，到2003年12月份令部完工。     

东北地区高精度GPS定位试验初步结果

1990年8月至9月间,武汉测绘科技大学和黑龙江省测绘局合作,圆满完成了国家高精度GPS 空间定位网的东北地区一个环的GPS 测量试验工作。 该项试验取得了预期的效果。表明了国家高精度GPS 空间定位网初步设计的技术目标的可行性,并为该网的组织实施和作业调度提供了经检。通过试验,为发展完善了观测技术方案和外业数据检检方法,及全网的布测实施提供了必要的依据。     

Trimble 5700 GPS快速静态定位及精度检验

一、引言 目前，河南省已经全面展开地籍调查工作，控制测量工作任务饱满，研究如何在保证地籍调查工作精度的情况下提高工作效率很有必要。随着GPS软、硬件的完善与发展，GPS技术已经基本上取代了常规测量方法建立各种类型和等级控制网。采用GPS布设一般等级控制网时，在每个测站上观测时间一般在1～2个小时，即使利用GPS进行一、二级导线测量，一般也要观测40分钟以上。如果采用快速静态定位方法，观测时间可以缩短到20分钟，生产效率大幅度提高。本文以邓州市D级网测量为例，利用静态（观测2小时）和快速静态（观测20分钟）定位观测两套数据，分别进行数据传输、数据处理、基线解算和网平差，然后对网平差报告进行比较，得出预定结论。具体介绍了快速静态定位特点、作业组织模式、快速静态作业技术要求、数据处理、网平差及精度检验。     

按比例计算高程异常值的实用性

GPS卫星定位是先进定位技术，已在城市测量中得到普遍推广应用，通过实践GPS作为城市首级平面控制网已证实为高效率、高精度。而GPS高程测量尚未得到测量界完全确认，许多大地测量工作者孜孜不倦地在理论和实践中新突破，围绕着GPS高程测量的精度和计算方法。展开深入研究。本文将探讨利用高程异常变化图计算GPS水准高程的合理性，并以明确概念，简便方法来为各类拟合法“家庭成员”中增加一种新的计算方法。     

GPS在应县木塔变形监测网中的应用研究

本文针对应县木结构的古塔变形监测网的建立 ,论述了古建筑建立变形监测网的精度要求 ,并应用 GPS测量新技术与常规大地测量二种不同方法所取得成果进行了内部符合和外部符合的评定。对 GPS新技术能否替代常规大地测量方法建网的可能性进行研究。为 GPS技术用于变形观测领域 ,为及时快速建立与提供监测网的数据找到新的途径。     

利用网络工程基准网点建立我国新的基于GPS的测量控制点方法与精度分析

讨论用GPS手段，建立满足除需要毫米级精度的动力学研究外的各种大地测量和工程测量要求的控制点，以克服传统控制测量的弊端，通过对各种不同观测距离的GPS观测数据、不同星历、不同软件的试算结果分析，最后给用户提供实用的，可用于不同目的、要求达到不同精度的控制点时，建议采用的星历、软件和方法。     

GPS在精密工程测量网中的应用

用Macrometer仪器进行GPS卫星测量,以支援斯坦福直线加速器中心(SLAC)的建设。该测量网由16个测站组成,其中有9个是Macrometer网的测站。GPS测量的平面和高程精度,估计分别为1～2mm和2～3mm。由边角测量组成的地面测量,其平面精度仅在该网的“环”形部分与GPS测量精度相等。所有测站都是精密水准网的一部分。由GPS测得的大地高(相对于椭球面的高度——译者)和水准测量网的正高,可用来计算大地水准面差距。美国大地测量局于1963年对一条沿直线加速器方向的大地水准面剖面进行了计算。此剖面与上述水准面的符合程度在GPS测量的标准差以内。将角度和边长一起进行了平差(TERRA),还将全部地面观测值与GPS向量观测值一起,进行了一次联合平差(COMB)。比较COMB和TERRA的结果,发现在地面网的解算中存在着系统误差。尺度因子估计为1.5ppm±0.8ppm。此值与二网总的平面精度具有相同的量值。     

浙江省GPS基础控制网测量技术与成果分析

浙江省GPS基础控制网的建立采用了当今国内外最先进的高精度GPS大地测量技术，本文对已经完成的第一期GPS基础控制网的进行扼要介绍，并就其成果精度进行了初步分析。