国际地球参考框架(ITRF)的原点和无整体旋转

目前国际地球参考框架(ITRF)建立和维持中,参考架原点和其定向随时间演变的约束上,并没有遵循协议地球参考系(CTRS)的定义。ITRF的定义和实现不一致的这种特征,将对毫米级地球参考框架的构建产生重要的影响。分析和讨论了最新的国际地球参考框架(ITRF2005)的原点和定向随时间演变的问题,并提出了目前可能解决的办法。     

基于ITRF96和ITRF97的全球板块运动模型

利用国际地球自转服务(IERS)发布的国际地球参考架ITRF96和ITRF97的水平运动,分别建立了完全基于现代空间大地测量实测结果的新的现今全球板块运动模型．研究表明,ITRF96和ITRF97与协议地球参考架(CTRF)的无整体旋转(NNRNo-Net-Rota-tion)的定义不符,都存在一个整体旋转．ITRF96参考架的旋转角速度约为0．11°／m．yr,旋转极位于N-4．13°,E89．3°;ITRF97的旋转角速度约为0．10°／m．yr,旋转极位于N-27．2°,E74．7°．这种不一致性对ITRF96和ITRF97的高精度应用和长期维持、地球自转参数的长期变化都将产生一定的影响。     

3种板块绝对运动模型的建立及其比较

建立了 3种板块的绝对运动模型。即假定太平洋海岭相对固定于下地幔而得到的PRF -ITRF2 0 0 0的板块绝对运动模型 ;根据热点资料推得的HS2 -ITRF2 0 0 0板块绝对运动模型和由ITRF2 0 0 0得到的NNR -ITRF2 0 0 0无整体旋转的板块绝对运动模型。比较了这 3种板块绝对运动模型的利弊。综合起来看PRF -ITRF2 0 0 0可能是一个比较合适的基于空间数据的绝对参考架     

并置VLBI站的相对形变及其与全球解结果的比较

基于ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量和NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型，采用观测的VLBI基线长变化率作为约束，估计和讨论了全球6个并置VLBI站的局部或区域性地壳的相对形变，并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解glb2003以及VTRF2003的结果进行了比较．结果表明日本Kashima与Kashim34VLBI站之间，美国GREENBANK的NRAO20与NRAO85-3站之间可能存在每年约近4毫米的相对垂直形变；WESTFORD与HAYSTACK二站间每年近2毫米的垂直形变率差基本可得到肯定，KOKEE和KAUAI二站的垂直形变率约有每年1至3毫米的差．利用如下方法能较可靠地检测出并置VLBI站间的局部或区域性的地壳垂直形变，改进ITRF解的可能不足．     

3种板块绝对运动模型的建立及其比较

建立了3种板块的绝对运动模型。即假定太平洋海岭相对固定于下地幔而得到的PRF-ITRF2000的板块绝对运动模型；根据热点资料推得的HS2-ITRF2000板块绝对运动模型和由ITRF2000得到的NNR-ITRF2000无整体旋转的板块绝对运动模型。比较了这3种板块绝对运动模型的利弊，综合起来看PRF-ITRF2000可能是一个比较合适的基于空间数据的绝对参考架。     

分析昆明GPS站相对欧亚板块的运动

利用国际联测和综合处理 ,得到昆明GPS站地壳形变速率每年以( -4 .3± 0 .5)mm下沉趋势 ,水平分别以 3 7.5mm ,方位 1 47°± 1 .°5运动。利用最新国际地球自转服务 (IERS)发布的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立最新反映全球板块模型 ,基于最新的ITRF2 0 0 0地球参考架和欧亚板块的欧拉矢量 ,估计得到昆明站的地壳垂直形变速率为每年 -0 .0 1mm呈下降趋势 ,水平形变速率为每年 ( 8.1± 0 .2 0 )mm ,方位 1 3 7°± 1 .°5;并进一步分别基于几百万年地质地磁模型NNR -NUVEL1A和ITRF96、ITRF97模型的欧亚板块的欧拉矢量 ,得到较一致的结果 ,说明全球板块运动稳定性与模型的可靠性。本文基于不同板块模型分析了昆明GPS站相对于欧亚板块运动     

基于ITRF2000的全球板块运动模型

利用最新国际地球自转服务 (IERS)发表的国际地球参考架ITRF2 0 0 0速度场 ,建立一个完全基于现代空间大地测量实测结果的现今全球板块运动模型ITRF2 0 0 0VEL。板块的总角动量 |L| =0 .12 7sr M·a-1,即ITRF2 0 0 0不满足无整体旋转的要求 ,与协议地球参考架CTRF定义不符 ,存在整体性旋转     

以基线长度变化率为约束估算VLBI站的垂直形变率

基于NNR-NUVEL-1A地球板块运动模型和ITRF2000地球参考架的三维VLBI站速度矢量,采用实测的VLBI基线长度变化率作为约束,重新估计了部分国际VLBI站的局部或区域性地壳的垂直形变,并与国际地球参考架ITRFs解和VLBI全球解GLB2003,VTRF2003和VTRF2005的结果进行了比较。结果表明,欧亚板块的URUMQI站和太平洋板块的KWAJAL26站,南极OHIGGINS站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解存在6-15mm/a的差异,北美YUMA站可能有15-31mm/a 的垂直形变率,而美国西部太平洋板块的San Francisco(PRESIDIO)站的垂直形变率还有待进一步的研究。此外,SC-VLBA,CRIMEA和EFLSBERG站的垂直形变率、ITRFs解和VLBI全球解的差约为1-6mm/a。用不同方法得到的VLBI站的水平形变率解有较好的一致性。     

国际地球参考框架:现状与未来

地球参考框架是研究地球整体和局部运动以及探讨地球各圈层运动机制的一个重要基准。简要回顾地球参考架的发展和现状，主要分析当前取得的成绩及其存在问题和局限性，着重提出未来地球参考架的目标和若干建议。     

基于ITRF97的上海和鹿岛VLBI站地壳垂直形变的VLBI测定

利用美国宇航局(NASA)在1999年的VLBI全球解(glb1123)中关于上海VLBI站与国际上13个VLBI站的基线长变化率高精度测定结果,以及日本鹿岛Kashima和Kashima 34两VLBI站分别与国际VLBI站间的相应结果,基于最近的国际地球参考架ITRF97,估计得到了上海VLBI站和日本鹿岛两VLBI站相对于板块稳定区的地壳垂直形变率分别为-1.91±0.56 mm/yr、-3.72±0.74 mm/yr和-8.81±0.84mm/yr,表明上海VLBI站存在每年近2毫米的下降,讨论并证实日本鹿岛两VLBI站的地壳垂直形变速率是不一致的;基于不同板块运动模型的欧拉旋转矢量,估计得到了上述3站的水平形变速率;还估计给出了太平洋板块中部的形变率结果.