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。

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ITRF2020的定义和实现

国际地球参考框架(ITRF)是目前理论背景最完善、构建方法最全面、实现精度最高的全球地心基准,也是世界各国在建立区域地心基准时的重要参考。给出了国际地球自转与参考系统服务组织(IERS)最新发布的ITRF2020的理论定义,重点讨论了各专业技术组织提供的数据资源和计算模型,以及IERS在数据整合时的处理策略,并对基于震后形变(PSD)模型的位置计算进行了讨论,给出了相对于ITRF2014的改进和转换参数。ITRF2020首次区分了地球的质量中心和形状中心,并考虑了PSD模型的季节性信号,提高了坐标框架精度,为地球科学研究和应用提供了统一基准,对精化和维持我国地心参考框架具有重要参考意义。

国际地球参考框架ITRF2014评析

国际地球自转服务组织IERS于2016年1月22日发布了最新的国际地球参考框架ITRF2014。相对于ITRF2008,ITRF2014在测站坐标运动学模型中增加了两个非线性项,即季节项和震后形变。由于更加精确地描述了测站的位移,ITRF2014的精度要优于ITRF2008。然而,ITRF2014的函数模型增加了新的季节项参数,且季节项参数与转换参数线性相关。因此,框架实现时必须对新增加参数施加对应的约束条件。不同的约束方式会导致不同的ITRF实现。本文详细介绍了国际地球参考框架建立中的基本理论概念,回顾了建立框架时可能用到的各种约束方式,对ITRF2014所用的坐标运动模型进行了分析,并对其季节性信号存在的问题进行了评述。

国际地球参考框架数据管理的瓶颈与研究策略

分析了ITRF数据管理的瓶颈——甚大规模对称矩阵的数据管理问题。提出将对称矩阵从半结构化形式转换成全结构化且具有固定字段数的关系型表,再用扩展关系模型原理,建立基于对称-关系模型的数据库。这种对称-关系数据模型理论既能用于管理关系型的数据表又能管理对称矩阵。若用于附甚大规模对称矩阵的ITRF成果数据集,可提高ITRF成果的数据存储、管理和网上发布的效率。

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。

地球参考框架ITRF2014结果分析

ITRF2014是地球参考系的最新实现。该框架利用正弦函数估计负荷对台站位置的季节性效应,与ITRF2008相比,可以得到更稳定、精确的速度场;另外,ITRF2014引入了震后形变模型,可以更好地分析测站的非线性运动。本文通过分析发现:ITRF2014其原点相较于ITRF2008,其符合精度为3.5 mm;两种技术(VLBI和SLR)在2010.0历元确定的尺度因子不符值为1.18 ppb;同时,局部测量解与空间大地测量解解算的本地连接向量仍存在较大不符。

国际地球参考框架的原点

随着近年来空间大地测量学的不断发展,地球的质量中心(CM)与几何中心(CF)再也不是不可辨别的了。现在,国际地球参考框架(ITRF)原点被确定为CM,显示出相对真实的CM有从几毫米到1cm范围内的季节性变化。由于科学家们研究地球的季节性及短时间尺度的动态形变,并开始把观测的地心运动与地球物理学模型的预测结果进行比较,参考框架显现出了因未考虑地心运动带来的明显误差。本文讨论了ITRF原点的性质,探讨了GPS测量对于地心运动的敏感性。我们发现地心运动的非线性值并没有包含在ITRF中,当前国际地球参考框架原点的特性在长趋势上反映地球的质量中心,但在季节性上反映几何中心。ITRF原点的本质取决于所采纳的运动学模型和无模型的网络运动。现有ITRF的原点应该定义新的术语来精确地反映CM的本质。这样,原点将保持其现有的长期稳定性,从而把季节性时间尺度的原点精度提高到亚毫米级水平。通过1度形变方法,GPS在测定季节和更短时间尺度的地心变化方面具有提供有价值信息的潜能。

高精度国际地球参考框架的研究进展

针对地球动力学等对毫米级国际地球参考框架的需求,介绍了国际地球参考框架的最新研究进展,探讨了现今顾及测站非线性运动的国际地球参考框架的局限性,并在毫米级国际地球参考框架建立的方法和技术改进方面提出了一些见解,对高精度国际地球参考框架的实现具有一定的参考价值。

地球参考框架的实现和维持

以ITRF、WGS84等参考框架为例,介绍参考框架的实现和维持方法;在此基础上,归纳总结这些框架间的联系、区别和组合原理,以及最新版本ITRF2005的实现方法。

论地球参考框架的维持

地球参考框架的维持,是指给出随时间变化的框架点坐标。一般有两种形式,即给出速度模型或坐标时间序列。全球参考框架(主要指ITRF)的维持不断趋于完善,区域参考框架一般是指对ITRF的加密。由于区域参考框架的维持主要是通过GPS技术建立CORS网来实现的,因而对IGS实现和维持的参考框架作简要介绍。讨论区域参考框架维持的两种技术途径,并对我国地球参考框架的维持提出几点看法。

地球参考框架的发展现状和未来展望

地球参考框架是国家重要的空间基础设施,是地球上人类所有活动的空间参考基准。本文首先阐述了国际地球参考框架(International Terrestrial Reference Frame,ITRF)的发展现状,重点评述了ITRF的建立与维持,针对ITRF的发展现状提出了存在的问题;其次,以ITRF与2000国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000)的关系及现状为切入点,探讨了我国建立北斗坐标系的必要性,介绍了建立北斗坐标系的基本思路以及初始实现;最后,对地球参考框架的未来发展进行了展望。

地球参考框架的建立和维持

详细总结了ITRF等参考框架的原理,分析了其优缺点和特性并分析了不同地球参考框架的区别。本文在协议研究的基础上,结合我国实际,提出了建立我国新一代地球参考系统的若干建议。

地球参考框架建立的进展与非线性维持的思考

为实现毫米级地球参考框架,必须逐步完善高精度非线性维持技术。本文首先详细介绍了地球参考框架的建立进展,包括国际地球参考框架和历元参考框架的建立历程;然后对非线性维持技术的研究现状进行阐述,指出对地球参考框架非线性维持的两种思路,包括基准站非线性变化建模和历元参考框架建立。最后对构建毫米级地球参考框架提出展望,建议适当增加和完善地面监测网,特别是南半球欠发达地区,利用更长、更大范围的原始数据积累,完善现有框架;增加坐标非线性运动和地心运动的数据积累,并进行深入分析,从而建立精确的改正模型;尽可能准确识别坐标时间序列中的噪声,建立格网噪声模型,从而更加精准地分离真实信号和噪声。

IERS地球参考系统、大地测量常数及其实现

介绍了国际地球自转服务局(IERS,International Earth Rotation Service)所定义的地球参考系统、大地测量常数及其实现,IERS规范(2003)中一些新的内容,特别是IERS采用国际地球参考系统2000(ITRS2000)后的一些新进展。对ITRS2000的实现,即国际地球参考框架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各个ITRFyy的不同、特色及其联系。

山东基准站网实现区域参考框架维持的方法

为了实现山东省级区域大地坐标参考框架动态维持,通过SDCORS速度场模型改正板块运行,在此基础上通过ITRF框架间Helmert转换的方法转换到CGCS2000,试验证明山东区域的坐标参考框架维持精度优于2cm,考虑到SDCORS高精度服务精度指标需要每年更新坐标。

高精度卫星定位中ITRF框架的可用性

针对国际全球导航卫星服务组织(IGS)跟踪站坐标和速率的多源选择问题,收集了4个国际组织提供的中国境内4个IGS跟踪站的坐标和速率,将其转换到相同的参考框架和归算历元下进行对比分析.结果表明,在ITRF2005框架下,不同国际组织提供的站点坐标和速率具有良好的一致性;而在ITRF2000框架下,不同国际组织提供的部分站点坐标和速率存在显著差异.因此,为减小这种差异对高精度卫星定位结果的影响,平差计算前应对比不同国际组织提供的坐标和速率,并用最新数据.

ITRF框架基准在高精度GPS测量中的统一

介绍了ITRF(国际地球参考框架)的建立及不同ITRF框架基准的转换关系,讨论了高精度GPS测量中地面点基准的转换。

基于ITRFyy框架下坐标之间的转换

对国际地球参考框架的实现,ITRF2000的定义、主要参数及其满足的条件进行了介绍。并通过实例重点指出了ITRF2000和各个ITRFyy的联系和区别,给出了它们之间相互转换的参数。