用激光测距资料解地球定向参数的模型改进

详细介绍了与SLR观测资料的高精度相适应的解EOP模型的改进，并且在复弧法中使用这个改进模型。当轨道参数为全局量，EOP参数为子弧量时，其中解极移运动Xp，Yp和日长变化率DUTIR的模型的更新，提高了解EOP的精度，特别提高了解DUTIR的精度；同时也提高了整个弧段的定轨精度。在EOP的改进模型中，以周日和半周日为周期的分量虽然对提高EOP本身的精度没有什么帮助，但是对整个弧段定轨精度的提高还是有益的。本文用1995—1999年LAGEOS-1的资料解得的EOP序列精度：Xp达0．43mas，Yp达0．41mas，DUTIR达0．022ms。90天弧长定轨残差好于2cm。     

BDS与GPS数据解算地球自转参数精度分析北大核心CSCD

针对我国利用BDS数据自主确定地球自转参数(ERP)时,需对其精度进行验证和分析的问题,该文利用我国境内及周边的GPS基准站数据以及MEGX网BDS数据进行ERP解算,对解算结果进行精度对比和分析。解算结果表明:利用BDS数据解算的ERP,在X方向极移和国际地球自转服务(IERS)公布值差值的RMS为0.6576mas,Y方向极移差值的RMS为1.0324mas,UT1-UTC差值的RMS为0.0853ms;利用GPS数据解算ERP,在x方向极移差值的RMS为0.4516mas,Y方向极移差值的RMS为0.5475mas,精度明显比利用BDS数据解算的要高,UT1-UTC差值的RMS为0.2153ms,比利用BDS数据解算的精度差。利用两种技术解算ERP发现极移参数存在明显的系统性误差,而UT1-UTC值不存在明显的系统性误差。结果表明,利用BDS技术确定地球自转参数精度虽然比GPS要差,但较之前成果有了很大提高。     

GCRS与ITRS的两种坐标转换模型计算与比较

地心天球参考系(GCRS)与国际地球参考系(ITRS)之间有两种坐标转换模型:基于春分点的岁差章动转换和基于CIO的无旋转原点转换。IERS 2003和2010规范针对这两种转换模型分别推荐了相应的转换参数。以DE421历表中太阳系10个天体为例,计算并分析了两种坐标转换模型之间、以及两个规范之间的差异对于坐标转换的影响。结果表明:对于同一个规范而言,两种坐标转换模型之间的差异对坐标转换的影响在5μas以内;对于同一种坐标转换模型而言,两个规范之间的差异对坐标转换的影响在0.5 mas以内。     

我国新一代VLBI网性能分析

利用Monte Carlo方法模拟了我国境内由10个VGOS站所组成的新一代网及其子网在不同时长的观测实验;分析了新网整网观测纲要的各项指标及整网、子网(包括单基线、3台站、4台站、5台站组成的网)EOP的估计精度。结果表明:新网在scan数、observation数、观星数等方面明显优于传统网,且EOP精度较后者高4倍;新网单基线短时间测量的UT1精度可达10μs左右;多台站子网测量时,3台站网即可实现EOP(不考虑极移y分量)的24 h连续高精度发布。     

地球定向参数测量发展现状和展望

随着我国空间探测工程的快速发展,对地球定向参数(EOP)的精度需求越来越高. 通过对地球定向参数的测量原理进行介绍,以现有的经典光学观测手段、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)、激光测月(LLR)和卫星激光测距(SLR)等为代表的现代空间大地测量手段对地球定向参数测量原理及特点进行全面的阐述,对地球定向参数的自主测量与服务进行展望,为我国建设自主的地球定向参数测量系统提供理论基础和参考.      

基于VLBI与BDS联合解算ERP的算法研究

利用PANDA软件解算2016年第61~91天的MGEX(Multi-GNSS Experiment)服务站的北斗数据,获得地球自转参数(ERP)。利用VieVS2.2软件处理了同时段的甚长基线干涉测量(VLBI)数据。采用基于IERS 08C04序列的定权方法对BDS和VLBI的解算结果进行加权平均,得到综合的ERP值。结果表明,与IERS比较,极移在X方向差值的RMS为0.249 mas,Y方向差值的RMS为0.296 mas,UT1-UTC差值的RMS为0.053 ms.利用BDS与VLBI数据对ERP参数进行联合解算,弥补了BDS解算结果不稳定和VLBI观测不连续的缺陷,使解算结果的稳定性和可靠性均有所提高。      

利用2006—2015年VLBI数据进行地球定向参数解算与分析

目前正处在下一代甚长基线干涉测量（very long baseline interferometry,VLBI）系统的建设时期。利用维也纳VLBI与卫星软件（Vienna VLBI and satellite software,VieVS）解算了2006—2015年的VLBI数据,得到了10 a的地球定向参数（Earth orientation parameters,EOP）时间序列,并与国际地球自转服务机构的结果进行了对比。利用解算结果得到了10 a的日长变化时间序列,通过傅里叶分析得出了日长变化的短周期、半月周期、月周期、半年周期和周年周期,同时还分析得到了极移序列中的周年项和张德勒周期项以及章动改正序列中的自由核章动项。此次解算工作可为武汉大学卫星台站日后的VLBI数据解析积累一定的经验。     

地球质心的运动对卫星轨道的影响

由地心运动引起的引力位1次项系数不为零会对卫星轨道产生摄动.文中主要通过模拟计算来研究地心运动或坐标系统不自洽引起的地心偏离,从而对不同轨道根数的卫星轨道产生的摄动量级.实验表明地心运动对卫星轨道的影响,在高精度精密定轨和反演地球重力场中也是需要顾及的一项内容,特别是在坐标系统不自洽的情况下,影响更大.     

EOP预报误差对导航卫星轨道预报的影响分析

导航卫星轨道预报是利用精密定轨结果在惯性系下进行轨道外推,再将外推得到的惯性系轨道转换为地固系轨道,然后生成卫星星历数据。由于坐标系转换时使用的是带有误差的地球定向参数（EOP：Earth Orientation Parameters）预报值,转换结果会产生误差,进而影响轨道预报结果的精度。分析了EOP快速预报产品公报A的预报精度,研究了参数预报误差对轨道预报精度的影响。结果表明,对于利用GPS精密星历外推模拟得到的卫星轨道而言,EOP预报1天引起的轨道预报误差大致分布在0．232±0．183m,参数预报7天引起的轨道预报误差大致分布在0．438±0．356m。     

利用中国VGOS站开展国际联测的EOP精度仿真分析

甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry, VLBI)是测量地球定向参数（earth orientation parameters,EOP）的主要空间测地技术之一,中国正在建设名为VLBI全球观测系统（VLBI global observing system, VGOS）的新一代测地VLBI站,通过国际联测优化站网构型是实现高精度EOP测量的必由之路。以3个中国VGOS站为核心站,通过引入2个国外站构建5站联合观测网,分析评估了不同站网构型的EOP测量能力。针对每个站网构型,通过调整4个约束条件的权重因子批量生成相应的观测纲要,采用蒙特卡洛仿真方法选择最优的观测纲要,评价指标为EOP解算值的可重复性。仿真结果表明,由中国站、南非哈特比站以及澳大利亚霍巴特站组成的网型EOP测量能力最强,相对于中国3站组成的网型,dUT1测量精度提高5.7倍,极移的X、Y分量的测量精度分别提高2.8倍和18.3倍。仿真结果可为后续开展高精度EOP组网观测提供参考依据。     

测站数目及分布对地球自转参数解算精度的影响

为研究GPS数据解算地球自转参数(ERP)精度受测站数目及分布均衡性影响规律的问题,该文利用全球国际GNSS服务(IGS)站提供的GPS数据,设置不同测站数、不同测站分布均衡程度的解算策略,通过对比不同策略下ERP解算精度,来研究测站数目和均衡程度对ERP解算过程中的影响规律。结果表明,考虑到解算效率的情况下,测站数目选择40个时能达到最佳效果,此时极移在x方向的RMS值为0.223 081 mas,在y方向的RMS值为0.186 941 mas;对于测站分布均衡性,该文提出用观测网的网重心坐标转换为大地坐标作为评价指标,当网重心越接近地心,解算精度越高。研究成果表明在利用GPS数据解算ERP参数时,选择适当数目的测站以及分布均衡性好的解算策略可以提高解算效率及精度。     

1990—2015年极移和日长周期性变化的小波分析

采用由国际地球自转及参考服务组织(IERS)提供的1990—2015年的EOP 08C04序列,分别利用小波变换和最小二乘法对极移(PM)和日长(LOD)的周期性变化进行了研究。小波分析结果表明,PM和LOD都存在明显的季节性和年际变化,但是,无法区分周年变化和钱德勒变化,可能是因为两者的频率太接近。在最小二乘意义上,对PM和LOD的趋势变化和周期变化进行了解算,结果发现LOD具有明显的半年和周年变化,同时探测了PM的半年和周年变化。1990—2015年间,LOD的趋势变化率为(-0.066 7±0.001 6)ms/a,PM在X和Y方向的趋势变化率分别为(2.898 0±0.131 0)mas/a和(0.957 0±0.152 0)mas/a,说明北极点相对地壳向18.3°E的方向移动。此外,对PM的X分量、PM的Y分量以及LOD两两之间进行了交叉小波变换,对三者之间的相关性进行了分析。     

两种空间技术实现独立地球参考架地心坐标的精度分析

在并置站上对GPS和VLBI两种空间技术测定的地心坐标进行了比较,经过历元统一、偏心改正和七个转换参数之后,得到了两种空间技术地心坐标之间的不符值,其可以认为是这两种空间技术的真正实现精度,这两种地心坐标三个坐标轴方向分量的外符精度都在1 cm之内,试验说明了GPS和VLBI确定的地心坐标已达到毫米级。     

由SLR观测的地心周期性运动(1993-2006年)

地球质心(CM)是整个地球的质量中心,地心运动是由地球系统的质量重新分布激励的,特别是流体圈层.利用SLR对LAGEOS 1/2卫星的距离观测,解算1993-2006年期间的地心运动时间序列,然后分别利用小波变换和最小二乘法分析该序列,发现地心运动存在长期和周期性变化.地心的长期运动表明地壳形状在变化.季节性变化是地心运动的主项,主要是由地球流体圈层的质量分布造成的,如海洋、大气和陆地水等.地心运动还存在其他周期性和准周期性变化.地心运动存在2～5年的长周期变化.许多周期都存在渐变,这表明整个地球系统质量和环境存在不规则的变化.

Abstract：

The center of mass of Earth (CM) is the center of total Earth's mass. The geocenter motion may be excit-ed by the mass redistribution of Earth system, especially the fluid layer. A time series of geocenter motion meas-ured with SLR on LAGEOS 1/2 is estimated and then analyzed with the wavelet transformation and the least squaresmethod, respectively. The secular and periodic variations of geocenter motion are detected. The long-term move-ment indicates that the crustal figure is changing, the north hemisphere and 180-degree hemisphere are shrinking, and the south hemisphere and O-degree hemisphere are swelling. The seasonal variations are the main componentswhich may be caused from the mass distribution of Earth fluid layer, e.g. ocean, atmosphere and continental wa-ter, There are many other periodic or quasi-periodic variations. There are long periodic variations through 2 to 5 years, Many periods gradually change, which indicates that there exist nonregular fluxes for the environment and mass of the whole Earth system.     

地心运动对大地坐标的影响及其抗差谱分析

为了明晰地分析地心运动对地面点的水平分量和垂直分量的影响规律，本文首先将地心运动时间序列从空间直角坐标转换到大地坐标，而后用抗差谱分析进行了分析，计算结果表明，地心运动在水平方向和径向都有比较明显的主周期分量，地质质心存在明显的长期北移倾向，地心运动还导致地面点在水平方向有顺时针方向的长期运动。     

利用GLOBK实现GPS周综合解

介绍了利用GLOBK实现GPS周综合解的基本原理和详细步骤,给出了实际计算结果与IGS计算结果的比较.从比较结果可以看出,两者卫星星历的RMS最大值为22.7mm;ERP的pole参数的X和Y方向的STD分别为0.018 mas和0.019 mas,LOD参数的STD为0.006 ms.     

地球自转参数的RFFLS短期预报算法研究

地球自转参数(ERP)是实现地心天球坐标系(geocentric celestial reference system,GCRS)与国际地球坐标系(international terrestrial reference system,ITRS)相互转换的必要参数,是国际GNSS服务组织(IGS)和国际GNSS监测评估系统(iGMAS)分析中心的重要产品。本文针对最小二乘地球自转参数预测算法会造成数据饱和以及新旧数据在数据处理及预报中被同等对待等问题,将遗忘因子引入最小二乘预测算法,进而提高ERP预报精度。遗忘因子递推最小二乘算法能防止数据饱和,降低旧数据的影响,加强新数据的作用,降低在求解拟合参数时出现秩亏矩阵求逆的几率,提高预报精度。本文详细推导了遗忘因子递推最小二乘表达式,探究了最佳遗忘因子,并通过ERP试验将该方法和原最小二乘的试验结果及LS-AR模型的预报结果作对比,发现仅用遗忘因子最小二乘模型预测就可以达到与LS-AR组合模型预测相当的精度。     

利用SLR反演地心运动

为获取地球质心运动,本文利用SLR卫星Lageos1及Lageos2反演了1阶球谐系数,并进一步计算了地球质心,获取了1993年-2006年地心运动时间序列。结果显示:1阶球谐系数C10、C11、S11量级为10-8;地心运动X方向振幅为25.5mm±3.2mm;Y方向变化在28.6mm±2.3mm;Z方向较大为35.0mm±4.3mm。     

地心纬度球面上的积分长度变形公式

研究了地心纬度球面上的积分长度变形公式。结果表明 ,对于 2 0 0 0海里左右的中程大地距离 (罗兰 C系统的作用距离范围内 ) ,地心纬度球面上的积分长度变形达 2～ 3 km。     

不同基准及解算策略对省级框架构建的影响分析

针对各省级地心坐标框架构建中数据处理的基准使用及转换方法不同引起的差异,该文以SDCORS连续观测2个月数据分别设计了不同的方案进行实验,分析不同基准、不同归算方法将测站坐标转换到CGCS2000下的结果差异.实验结果表明,3种基准解算出的CORS站坐标之间的差异,在X、Y方向上最大差异达1 cm左右,Z方向上的差异在毫米级,以全球解作为基准解算出的结果最好,控制点的改正数最小;同时,采用速度场归算方法和强制约束平差法将CORS站坐标归算到CGCS2000下的结果显示,两者之间的差异在1～3 cm.