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基于2000国家大地坐标系的中国大陆速度场获取

2014-10-21谢方程传录王斌马新莹王文利丁黎

地球科学与环境学报 2014年3期
关键词:动态性点位高精度

谢方 程传录 王斌 马新莹 王文利 丁黎 刘璐 李春晓

摘要:2000国家大地坐标系(CGCS2000)不具备速度场信息,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,因此,有必要基于CGCS2000建立中国大陆速度场模型。介绍了基于CGCS2000中国大陆速度场获取的方法;利用2000~2010年国家GPS连续运行站及国际IGS站的大量重复观测数据,获得了高精度GPS连续运行站点位成果及速度场成果,发现点位水平方向的精度优于±2 mm,垂直方向的精度优于±3 mm;速度场南北方向精度优于每年±1.6 mm,东西方向精度优于每年±1.8 mm;研究了11年来国家GPS连续运行站的变化趋势及变化量,获得了各个站点的运动趋势,并与中国地壳运动观测网络重合点进行分析比较,发现其差异较小,证明了计算结果的可靠性和可行性,说明CGCS2000为速度场模型的建立可提供高精度数据。

关键词:2000国家大地坐标系;速度场;GPS连续运行站;基线解算;网平差;时间序列

中图分类号:P228文献标志码:A

0引言

2000国家大地坐标系(CGCS2000)于2008年7月1日正式启用,其参考框架为ITRF97,历元为2000.0[15]。已建成的2000国家GPS大地控制网是CGCS2000[6]的成果,不具备速度场信息,无法反映中国地壳水平运动年变化量,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,也不能满足广大用户高精度定位的需要[7]。中国高精度、实用性强的大陆速度场是维持CGCS2000稳定性、动态性和精确性的保障,为大地测量、地球动力学、地学研究等提供基础信息,是适应社会经济发展而亟待解决的一项重大课题。大量速度场数据的获取处理势在必行。国际IGS站在中国及周边地区已经建立了很多,可以作为实测数据的起算点。目前,GPS技术已经成为最为快捷的速度场数据获取方法。

笔者详细介绍了中国大陆速度场数据的获取与处理过程。其原则为:采用美国麻省理工学院研制的高精度GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK进行数据处理[8],并利用地学绘图软件GMT绘制速度场矢量图[9];考虑到数据处理工作量及计算空间,收集2000年年积日为001~060、2005年年积日为001~060、2010年年积日为001~060的国内GPS连续运行站及国际IGS站的相关数据;基于CGCS2000,需将起算点转换至与CGCS2000相一致的国际参考框架与历元[1012];利用GAMIT软件进行基线解算,分析基线质量;利用GLOBK软件进行三维约束平差,获取点位坐标及速度场值;进行点位成果质量评定,绘制时间序列图与速度场矢量图,获取点位11年变化趋势。获取的高精度速度场成果可用于建立中国大陆速度场模型[1322]。

1GPS连续运行站数据的收集

为了进行试算分析,收集用于起算的GPS连续运行站点21个和待解算GPS连续运行站点28个(表1、2)。这些站点是由国际IGS站及国内GPS连续运行站所组成的(图1)。

2数据处理

2.1数据处理流程

数据处理流程为:(1)数据整理;(2)数据预处

摘要:2000国家大地坐标系(CGCS2000)不具备速度场信息,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,因此,有必要基于CGCS2000建立中国大陆速度场模型。介绍了基于CGCS2000中国大陆速度场获取的方法;利用2000~2010年国家GPS连续运行站及国际IGS站的大量重复观测数据,获得了高精度GPS连续运行站点位成果及速度场成果,发现点位水平方向的精度优于±2 mm,垂直方向的精度优于±3 mm;速度场南北方向精度优于每年±1.6 mm,东西方向精度优于每年±1.8 mm;研究了11年来国家GPS连续运行站的变化趋势及变化量,获得了各个站点的运动趋势,并与中国地壳运动观测网络重合点进行分析比较,发现其差异较小,证明了计算结果的可靠性和可行性,说明CGCS2000为速度场模型的建立可提供高精度数据。

关键词:2000国家大地坐标系;速度场;GPS连续运行站;基线解算;网平差;时间序列

中图分类号:P228文献标志码:A

0引言

2000国家大地坐标系(CGCS2000)于2008年7月1日正式启用,其参考框架为ITRF97,历元为2000.0[15]。已建成的2000国家GPS大地控制网是CGCS2000[6]的成果,不具备速度场信息,无法反映中国地壳水平运动年变化量,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,也不能满足广大用户高精度定位的需要[7]。中国高精度、实用性强的大陆速度场是维持CGCS2000稳定性、动态性和精确性的保障,为大地测量、地球动力学、地学研究等提供基础信息,是适应社会经济发展而亟待解决的一项重大课题。大量速度场数据的获取处理势在必行。国际IGS站在中国及周边地区已经建立了很多,可以作为实测数据的起算点。目前,GPS技术已经成为最为快捷的速度场数据获取方法。

笔者详细介绍了中国大陆速度场数据的获取与处理过程。其原则为:采用美国麻省理工学院研制的高精度GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK进行数据处理[8],并利用地学绘图软件GMT绘制速度场矢量图[9];考虑到数据处理工作量及计算空间,收集2000年年积日为001~060、2005年年积日为001~060、2010年年积日为001~060的国内GPS连续运行站及国际IGS站的相关数据;基于CGCS2000,需将起算点转换至与CGCS2000相一致的国际参考框架与历元[1012];利用GAMIT软件进行基线解算,分析基线质量;利用GLOBK软件进行三维约束平差,获取点位坐标及速度场值;进行点位成果质量评定,绘制时间序列图与速度场矢量图,获取点位11年变化趋势。获取的高精度速度场成果可用于建立中国大陆速度场模型[1322]。

1GPS连续运行站数据的收集

为了进行试算分析,收集用于起算的GPS连续运行站点21个和待解算GPS连续运行站点28个(表1、2)。这些站点是由国际IGS站及国内GPS连续运行站所组成的(图1)。

2数据处理

2.1数据处理流程

数据处理流程为:(1)数据整理;(2)数据预处

摘要:2000国家大地坐标系(CGCS2000)不具备速度场信息,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,因此,有必要基于CGCS2000建立中国大陆速度场模型。介绍了基于CGCS2000中国大陆速度场获取的方法;利用2000~2010年国家GPS连续运行站及国际IGS站的大量重复观测数据,获得了高精度GPS连续运行站点位成果及速度场成果,发现点位水平方向的精度优于±2 mm,垂直方向的精度优于±3 mm;速度场南北方向精度优于每年±1.6 mm,东西方向精度优于每年±1.8 mm;研究了11年来国家GPS连续运行站的变化趋势及变化量,获得了各个站点的运动趋势,并与中国地壳运动观测网络重合点进行分析比较,发现其差异较小,证明了计算结果的可靠性和可行性,说明CGCS2000为速度场模型的建立可提供高精度数据。

关键词:2000国家大地坐标系;速度场;GPS连续运行站;基线解算;网平差;时间序列

中图分类号:P228文献标志码:A

0引言

2000国家大地坐标系(CGCS2000)于2008年7月1日正式启用,其参考框架为ITRF97,历元为2000.0[15]。已建成的2000国家GPS大地控制网是CGCS2000[6]的成果,不具备速度场信息,无法反映中国地壳水平运动年变化量,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,也不能满足广大用户高精度定位的需要[7]。中国高精度、实用性强的大陆速度场是维持CGCS2000稳定性、动态性和精确性的保障,为大地测量、地球动力学、地学研究等提供基础信息,是适应社会经济发展而亟待解决的一项重大课题。大量速度场数据的获取处理势在必行。国际IGS站在中国及周边地区已经建立了很多,可以作为实测数据的起算点。目前,GPS技术已经成为最为快捷的速度场数据获取方法。

笔者详细介绍了中国大陆速度场数据的获取与处理过程。其原则为:采用美国麻省理工学院研制的高精度GPS数据处理软件GAMIT/GLOBK进行数据处理[8],并利用地学绘图软件GMT绘制速度场矢量图[9];考虑到数据处理工作量及计算空间,收集2000年年积日为001~060、2005年年积日为001~060、2010年年积日为001~060的国内GPS连续运行站及国际IGS站的相关数据;基于CGCS2000,需将起算点转换至与CGCS2000相一致的国际参考框架与历元[1012];利用GAMIT软件进行基线解算,分析基线质量;利用GLOBK软件进行三维约束平差,获取点位坐标及速度场值;进行点位成果质量评定,绘制时间序列图与速度场矢量图,获取点位11年变化趋势。获取的高精度速度场成果可用于建立中国大陆速度场模型[1322]。

1GPS连续运行站数据的收集

为了进行试算分析,收集用于起算的GPS连续运行站点21个和待解算GPS连续运行站点28个(表1、2)。这些站点是由国际IGS站及国内GPS连续运行站所组成的(图1)。

2数据处理

2.1数据处理流程

数据处理流程为:(1)数据整理;(2)数据预处

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