安徽CORS参考站三维速度场分析

利用GAMIT/GLOBK软件处理安徽连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations,CORS)2011-11~2013-09近2 a的数据,获取了参考站的三维速度场,并分析了安徽省地壳水平运动和陆地垂直运动。结果表明,安徽CORS参考站在ITRF2008框架下的平均水平运动速率为34.44 mm/a,方向为E18.01°S;相对于欧亚板块的平均水平运动速率为6.13 mm/a,方向为E7.31°S;在安徽CORS整体无净旋转基准下,淮北平原的参考站存在1~4 mm/a的水平相对运动。郯庐断裂带在嘉山至泗县一带表现为左旋运动,嘉山以南运动较弱。在垂直方向上,安徽CORS参考站大致以淮河为界表现出南升北降的态势。淮河以南平均隆升速率为2.72 mm/a,淮河以北平均沉降速率为2.98 mm/a。该地区的地面沉降可能与过量抽取地下水和矿产开发等人为因素有关。     

天球参考架的稳定源选取及其最新实现

天球参考架是对理想的天球参考系的实现,其稳定性直接决定了所描述天体运动规律及某些地球物理现象的精度。基于1979-2007年期间全球IVS(international VLBI service)网近30年的观测资料,利用上海天文台的Calc_Solve系统对天测与测地VLBI资料进行解算和分析,得到一系列由射电源坐标(赤经和赤纬)构成的时间序列。通过对该时间序列的稳定性的检验和分析,制定选择稳定源的标准,得到一套稳定的河外射电源表列,最终实现由173颗稳定的定义源与135颗补充源构建的稳定天球参考架。     

地球参考标架和动态地球

本文首先对天球参考标架和地球参考标架作了一般叙述。其次较详细地说明地球参考标架究竟是什么,它是如何形成的,直到现在它的发展情况。最后说明了地球参考标架在有关学科中的应用。     

利用卫星激光测距技术研究全球垂直地壳运动的参考基准

当前地震、地质灾害等现象的频繁发生,表明对于地壳运动尤其是垂直方向的研究是迫切而必需的,而研究垂直地壳运动的一个重要前提就是其参考基准的确立。针对目前国内外对于全球垂直地壳运动参考基准不统一的现状,分析了研究全球统一的垂直地壳运动参考基准的必要性,提出将ITRF2008框架下获取的SLR的垂向速度场作为全球垂直地壳运动参考基准的方案,论证了该方案的合理性,并利用GPS和VLBI的观测数据,求取了其速度场与SLR垂直基准之间的系统差,分析了产生不同大小且方向各异系统差的原因,实现了各速度场与全球垂直地壳运动参考基准的统一。由于该基准包含了较为丰富的地球物理信息,具有可发展、可提高以及直接相对于地球质心等特性,因此,我们推荐将ITRF2008框架下SLR技术获取的垂向速度场定义为全球垂直地壳运动的参考基准。     

参考框架、坐标变换和地壳运动

讨论参考框架、坐标变换和地壳运动的关系,说明主要由于地壳运动使得参考框架的问题变得十分复杂,而只有通过连续观测,如GPS等连续观测,和对地壳运动的观测与深入研究,才能有效地维持参考框架。简要介绍ITRF(国际地球参考框架)框架的发展与现状,介绍层次不同的三种ITRF2000框架和时空效果不同的三种参考框架,说明这些框架之间的关系。相似变换不仅用于坐标变换,还用于研究不同参考框架(或位移基准)下的相对运动,特别是区域内的相对运动。由于地壳水平和垂直运动有不同的特点,在研究相对运动时应分别作相似变换处理。坐标变换也必须考虑地壳水平和垂直运动的不同特点,分别作变换,以避免垂直运动对水平坐标分量的影响,使得到的坐标变换参数有时效性。建立GNNS等连续观测站是维持参考框架的最有效途径。     

CORS数据的地面变形和参考站稳定性分析

针对目前利用CORS观测数据进行地面变形和参考站点位稳定性分析时缺乏具有较好通用性的数据处理与分析一般流程和策略的问题,该文在对地面变形和参考站点位稳定性分析需要考虑的影响因素进行分析的基础上,提出了一种数据处理与分析的一般流程和策略,并针对大范围地面变形(或地壳板块运动)分析与小范围(局部)地面变形分析以及CORS参考站点位稳定性分析的不同特点,提出了相应的变形分析基准的合理选择与统一方法。实验结果表明:所提出的流程、策略以及基准选择与统一方法能够获得精确、可靠的地面变形和参考站点位稳定性分析成果。     

组建地球参考架中基准约束的选择及其影响

根据约束形式和提供信息的情况,将定义几何坐标参考基准的约束条件分为统计约束和函数模型约束,并给出它们的统一表示形式。解释统计约束中的紧约束、皱约束和松约束的分类依据和使用原则,分析伪逆约束和最小约束的表示形式、使用方法和应用范围。指出固定约束是函数模型约束的一种,它是定义几何坐标参考基准的理想选择,讨论在IERS组建I...     

利用北斗系统建立和维持国家大地坐标参考框架的方法研究

2000中国大地坐标系统（China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000）的建立和维持主要依赖于GPS技术,不利于保障国家时空信息安全。中国北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system,BDS）提供亚太区域服务,可满足中国及周边地区高精度定位导航应用需求,对建立和维持国家大地坐标参考框架具有重要意义。研究利用已建成的北斗基准站网观测数据,实现基于BDS技术、并与国际地球参考框架（International Terrestrial Reference Frame,ITRF）一致的国家大地坐标参考框架,为今后国家级和全球性北斗坐标参考框架（BeiDou Terrestrial Reference Frame,BTRF）的建立和维持提供理论基础和方法支撑。初步计算结果表明,积累2 a以上的观测数据,利用单独BDS数据可以获得与GPS精度相当的水平速度场,精度约为2~3 mm/a。基于单独BDS数据,测站残差平面和高程的重复性分别可优于0.8 cm和1.7 cm。利用BDS数据已可监测到测站高程方向的季节性变化。此外,还对单独BDS与GPS数据计算的坐标可能存在的与经纬度相关的系统误差进行了分析。总体来说,目前的北斗系统可满足建立和维持中国cm级大地坐标框架的需求。     

基于ArcGIS与ArcObjects的线性参考系统的建立与应用

公路,铁路,河流等线性物体通常用沿线路的相对距离来确定线路上点或线的位置,而线性物体在地理信息系统当中一般用二维坐标系统来模拟,用常规的方法根据相对位置计算位置点的x、y坐标有一定的误差.本文重点介绍了线性参考系统的概念,并提出了基于ArcGIS的线性参考系统的建立与基于ArcObjects的线性参考系统的开发应用相结合的解决方法.     

利用局域欧拉矢量法建立CGCS2000速度场模型

提出了利用局域欧拉矢量法建立CGCS2000速度场模型,并且给出确定局部区域点的方法———移动窗口法。首先利用GAMIT/GLOBK软件对“中国地壳运动观测网络工程”(简称“网络工程”)约1 070个参考站近10a观测数据重新处理,再进行一元线性回归分析,获得该“网络工程”的速度场;然后利用提出的局域欧拉矢量法对速度场建模,给出了确定局部区域点的移动窗口法的基本原理和具体步骤,并且通过计算对这种方法确定的速度精度进行了分析和比较;最后利用该模型获得CGCS2000其余约1 400个参考站的速度。     

COMPASS地球参考框架的建立和维持

探讨了COMPAAS地球参考框架所对应的地球参考系统的定义、地球参考框架的建立和维持方案,并选取我国现有的COMPASS跟踪站和IGS跟踪站数据进行了一系列的仿真验证。分析了跟踪站分布对地球参考框架的影响以及多分析中心组合对参考框架周解稳定性和可靠性的影响。试验结果表明,全球均匀分布的跟踪站在20个左右时就能基本满足建立地球参考框架的需求,为了保障地球参考框架的长期稳定性和精度,全球均匀分布的跟踪站应为30个左右;引入多个分析中心组合处理生成最终解不但可以探测出单个数据处理中心所引入的粗差,也可进一步增强周解的稳定性和可靠性。     

国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义及其参数

对国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义、主要参数及其应满足的条件进行了研究,重点指出了它和历史上的各个ITRFyy的不同,并阐述了各个ITRFyy的联系和区别,给出了它们之间相互转换的参数。     

国际地球参考框架(ITRF)的研究现状及展望

国际地球参考框架的最新版本已将测站非线性变化纳入模型之中,然而目前最优的顾及测站非线性变化的地球参考框架建立方式仍有待深入研究。首先重新处理了全球分布的全球定位系统测站2004−2016年的观测数据,获取了自洽精确的基础数据;然后改正了13个CMONOC（crustal movement observation network of China)基准站的震后形变,分别建立了基于函数模型的FREQ2016以及顾及环境负载改正的GFZ2016和EOST2016地球参考框架;最后通过对比分析模型拟合度、速度场和周期性信号,探讨了目前最优的顾及测站非线性变化的地球参考框架建立方式。结果表明,FREQ2016的验后残差WRMS(weighted root mean square)平均值最小;FREQ2016测站季节性信号更为显著,尤其是半周年信号;三者的水平速度差异可以忽略（< 0.08 mm/a）,个别测站垂向速度差异较大,最大可达1.3 mm/a,FREQ2016水平速度场的形式误差减小约10%。因此,目前基于函数模型的建立方式优于顾及环境负载改正的建立方式。

     

地球参考系的实现

本文简要讨论了组合不同空间技术建立全球最优协议地球参考架（ＣＴＲＦ）的理论和方法；重点分析了影响ＣＴＲＦ稳定的几种主要地球长期形变因素的性质和规律。首次考虑到地球质心运动对ＣＴＲＦ的影响，提出了协议地球质心的概念，给出了更为完整的四维地面点位模型。     

顾及非线性变化的地球参考框架建立与维持的思考

介绍了全球及区域参考框架(ITRF)的发展现状,探讨了国际地球参考框架(ITRF)的不足,给出了使用顾及非线性变化的速度模型建立和维持参考框架的思路,并分析了解决不同类型非线性变化的处理方法。在此基础上,探讨了区域参考框架建立与维持的方法。最后展望了全球大地观测系统背景下的未来ITRF发展趋势。     

电离层高阶项改正对参考框架实现及测站坐标的影响分析

根据电离层高阶项改正模型,确定了高阶项延迟对不同GPS观测量的影响量。根据IERS协议2010推荐的最新模型,对全球均匀分布的104个IGS基准站数据进行了重新处理,研究了电离层高阶项延迟(二、三阶项)对坐标参考框架实现及测站坐标的影响,量化了不同地磁模型下的高阶项改正影响变化。结果表明,电离层延迟高阶项改正对参考框架原点有较大影响,犣方向的平移可达20mm,犡、犢方向的平移所受的影响相对较小,大部分维持在5mm以下;电离层高阶项延迟会引起测站坐标变化的区域性偏移现象;地磁模型的不同会导致参考框架原点犣方向有着约10mm的变化,在局部区域也会引起显著的测站坐标变化差异。最后对电离层高阶项改正的影响结果进行了分析与讨论。     

利用高精度GPS定位技术建立我国陆海垂直运动监测网

海平面变化是全球变化的重要监内容之一,但验潮站资料同的仅是海平面对于验潮站所在地块的相对变化。本文提出利用高精度ＧＰＳ定位技术建立陆海垂直运动监测网监测海平面绝对变化的方法和原理,并对监测基准物稳定性及所能达到的精度进行了讨论,最后提出了建立我国陆海频繁垂直运动监测的实验方案。     

区域性参考框架的实现和稳定性评估方法研究

以ITRF、IGS等全球参考框架为例,简单介绍全球大地参考框架目前的研究进展和所面临的问题,在此基础上展开区域性参考框架的研究,主要介绍目前区域性参考框架的研究现状和实现方法。同时,基于全球性坐标框架ITRF的稳定性主要评估方法,提出了一种基于区域性参考框架转换参数的方法来评估框架稳定性。     

伽利略地球参考框架对建立我国自主的地球参考框架的启示

On the summary of the realization and maintenance of GTRF, the deficiency of the reference used in China is analyzed. At the same time, the significance of establishing COMPASS terrestrial reference frame is presented. The realization mode and data processing strategy are also given in this paper.     

统一全球地壳垂直运动参考基准的方法研究

目的 提出一种以SLR作为统一全球地壳垂直运动参考基准的方法。利用SLR、GNSS和 VLBI国际分析中心提交给ITRF2008和ITRF2005的坐标速度场数据,选出精度较高的并置站,并经坐标转换计算出各自站心坐标系下的垂向速度场。基于系统差模型解算出 SLR与 GNSS、VLBI的垂向速度场之间的系统差,并利用此系统差将 GNSS、VLBI的垂向速度场改正到以 SLR为垂直运动参考基准上来。经一致性检验发现,改正后相关系数和斜率都趋近于1,这表明以SLR作为统一地壳垂直运动参考基准是可行的。