基于IERS 2003规范的坐标系转换实现及其方案应用

主要介绍了IERS2003规范中国际地球参考系(ITRS)到地球质心天球参考系(GCRS)的转换过程,以及与IAU2000决议一致的常规转换公式,并详细分析了以IERS计算程序为工具、“基于CEO”[注]和“基于春分点”的ITRS向GCRS转换的两种等价方案和相应的三种应用方法,最后对新坐标系转换模型的应用进行了探讨。

IERS 1996规范在参考系方面的改进

对IERS1996规范中有关参考系方面作了简单而系统的介绍，重点叙述了与IERS1992标准相比IERS1996规范在参考系方面的主要改进：天球参考架中的基本源从57颗增加到236颗；动力学参考架采用JPLDE403／LE403历表代替DE200／LE200历表；采用NUVELNNR-1A板块运动模型代替NUVELNNR－1模型；变更了9个基本常数值；给出了天极坐标的观测和理论间差的经验模型，即IERS1996岁差／章动理论；更改了VLBI时间延迟公式中总的引力势表达式，从而与SI秒的规定相一致。IERS1996规范还存在一定缺陷，需要进一步改进和提高。

IERS 1996规范中地球引力势模型和测量模型的改进

简要而系统地介绍IERS1996规范采用的地球引力势模型和各种测量模型，着重叙述了其与IERS1992标准相比所作的改进．规范用JGM—3地球引力势模型取代GEM—T3模型，在计算地球潮汐形变产生的附加势时展开到3阶，并考虑了地幔的滞弹效应。在测站位移的计算中，规范引入了3阶洛夫数，计及地幔的滞弹性，引入了计算冰后期回弹的ICE－4G模型，列出了改正VLBI观测中天线形变改正的公式。关于地球自转和极移中的潮汐变化，规范列出了周日和半日潮的带形部分。关于对流层折射和延迟，规范引入了3个新的映射函数模型。关于太阳的反射辐射压，规范增加了T3模型。这些模型能适合于精度为1mm的计算要求。但其中某些模型还有待进一步优化。

基于IERS 2003规范的固体潮对位移的影响研究

根据固体潮理论,利用IERS 2003规范,计算中国部分IGS站的固体潮位移改正,分别对加入和不加入固体潮位移改正,对测站坐标的影响进行计算和比较分析。结果表明,固体潮改正对测站坐标径向影响明显,其他方向不太明显。

IERS数据动态提取与更新系统的设计与实现

在高精度的位置计算中需要获取计算时刻所在日期的闰秒,以及UT1-UTC等关键数据,但长期以来这一类数据的维护均是手工进行,出错率高。针对新一代中国太阳射电日像仪观测与数据处理过程中的位置计算需要,实现了一个自动提取国际地球自转服务(IERS)参数的数据更新自维护子系统。系统可以根据需要自动运行、自动下载并分拆IERS网站数据,采用正则表达式从文本中自动获取所需要的实测值与预报值,自动在本地构建一个2004年12月31日以来的IERS数据库,并根据每周所获得的数据维护整个IERS的数据,将最新的实测值与预报值存入数据文件,实现了数据的滚动更新。系统彻底解决了手工维护数据的问题,为中国太阳射电日像仪的自动数据处理流水线打下了较好的基础。同时,本文提出的方法是一种通用的方法,可以方便地集成应用到国内其它天文位置计算领域。

1988-1992年国际地球自转服务(IERS)的快速服务与预报结果的精度估计

本文将1988－1992年期间国际地球自传服务（IERS）的地球定向参数快速服务和预报值与IERS终值作了比较，得到快速值与终值偏离的平均值分别为－0．8mas（X）、－0．9mas（Y）和＋0．11ms（UT），均方差分别为±1．4mas（X、Y）和±0．32ms（UT）。分别按5、10、…、90天的预报长度得到预报值与终值偏离的均值和均方差。在各种预报长度下均值的变化范围不大，只有约1mas（X）、3mas（Y）和3ms（UT）量级，而当预报长度为30天时均方差分别为±11．2mas（X）、±8．6mas（Y）和±6．0ms（UT），当预报长度为90天时均方差达到±20．8mas（X）、±19．2mas（Y）和±14．7ms（UT）。

新的国际地球自转服务(IERS)

国际地球自转服务(IERS)于1988年1月1日开始运转,代替国际极移服务(IPMS)和国际时间局(BIH)的地球自转部分(BIH时间方面的活动由国际计量局(BIPM)继续)。IERS的职责:(1)在若干高精度空间大地测量的基础上定义和保持协议大地参考系;(2)在河外射电源及相关的其它天球参考系的基础上定义和保持协议天球参考系;(3)订定地球定位参数(大地和天球极坐标以及世界时),连接这些系统;(4)组织观测、数据分析、搜集资料和结果归档等,并为急需用户发送计算结果。IERS由甚长基线干涉仪(VLBI)协调中心、激光测卫(SLR)协调中心和激光测月(LLR)协调中心以及中央局(CB)组成。中央局下设快速服务分局和大气角动量分局。IERS服务中采用VLBI、SLR、LLR3种新技术的观测结果。

固体潮模型在GPS/BDS PPP中的影响分析

针对固体潮改正模型对GPS/BDS精密单点定位(PPP)的影响问题,借助IERS2003固体潮改正模型分别对GPS、BDS-2、BDS-3、BDS-2+BDS-3、GPS+BDS-2+BDS-3定位结果进行定量分析。结果表明,固体潮改正模型使GPS、BDS-2、BDS-3、BDS-2+BDS-3、GPS+BDS-2+BDS-3的PPP结果在N、E和U方向的平均改正量分别为1.06 cm、1.01 cm、3.77 cm,0.87 cm、1.09 cm、3.48 cm,1.30 cm、1.32 cm、5.29 cm,1.45 cm、1.85 cm、6.37 cm以及1.71 cm、1.83 cm、6.41 cm。

采用TVFEMD和瞬时能量比的轧辊磨床颤振在线监测方法

在磨削过程中,颤振是轧辊表面产生振纹的一个最重要的原因,严重影响了工件表面质量。为避免颤振带来的不利影响,提出了一种基于时变滤波经验模态分解(TVFEMD)和瞬时能量比的(IER)的颤振在线监测方法。该方法采用可靠的指标提前监测出颤振的发生,解决了轧辊磨床早期颤振特征微弱,在背景噪声下难以快速识别的问题。首先对实时采集的振动信号进行实时分段处理。其次对每个砂轮转动周期内的信号进行时变滤波经验模态分解,提高信噪比。然后运用瞬时频率和瞬时能量比选取颤振敏感频带,将颤振敏感频带的瞬时能量比作为颤振特征。最后基于瞬时能量比上升量确定颤振监测阈值,判断当前加工状态。试验结果表明,在不同的轧辊磨床加工条件下,所提方法均能在颤振过渡阶段将其检测出来,更快地实现颤振早期预警;与EMD等传统时频分析方法相比,在早期颤振监测中具有明显的优势。

ITRF96参考架中的全球板块运动

本文利用独立于地壳构造模型的 ITRF96提供的最新速度场 ,对 ITRF96中各测站所属的板块进行仔细的检核 ,建立了一个完全基于空间大地测量技术的新的现代全球板块运动模型 ,该模型可作为由地质和地球物理资料所建立的各板块运动模型的检核 ,也可用来提供ITRF96框架下研究区域性地壳形变的较好背景场。结果表明基于空间技术的实测资料建立的板块运动模型和 NNR NUVEL1 A存在不小的差异 ,这个差异已不能被当前高精度地壳运动的监测与研究所忽略。

固体潮模型对GPS时间序列的影响研究

结合山东地壳运动GPS连续观测网与周边IGS观测站2007年的数据,分析了IERS2003和IERS1992模型对GPS基线长度和径向坐标以及天顶延迟的影响。结果显示：与IERS1992标准相比,IERS2003规范中的固体潮模型对基线的影响为亚毫米级,测站径向上的差值与测站纬度成正比,两种模型所得天顶延迟差值波幅与固体潮差值波幅呈反向对应关系,其波幅为0.6～1.0mm,约占固体潮差值波幅的6%～8%。