馬下平

西安科技大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710054

“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”并址站歸心基線精密解算及GNSS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)處理

馬下平

西安科技大學(xué)測繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710054

國際地球參考框架ITRF的解算需要全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS、甚長基線干涉測量VLBI、人衛(wèi)激光測距SLR和多普勒衛(wèi)星定軌和無線電綜合定位DORIS技術(shù)的觀測數(shù)據(jù)，以及各種技術(shù)的并址站歸心基線。為了精確確定并址站的空間歸心基線及其協(xié)方差信息，本文研究了GNSS/VLBI/SLR并址站的解算理論與方法，解算出中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)CMONOC(“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”)7個并址站的空間歸心基線，分析了這些歸心基線對改善參考框架的作用，并處理了“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”260個GNSS基準(zhǔn)站的觀測數(shù)據(jù)，分析了中國大陸最新地殼形變速度場的變化。論文的主要研究內(nèi)容如下：

(1) 擴(kuò)展了附有約束條件的間接平差模型。附有約束條件間接平差中約束方程的未知參數(shù)都會出現(xiàn)在誤差方程中，當(dāng)在約束方程中引入新的未知參數(shù)時，需要對附有約束條件的間接平差的傳統(tǒng)模型進(jìn)行擴(kuò)展。論文采用兩種方法詳細(xì)推導(dǎo)了這種擴(kuò)展模型的參數(shù)估計和精度評定公式，并證實了兩種方法的一致性。

(2) 提出了GNSS/VLBI/SLR并址站歸心基線的整體解法，處理了“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”7個并址站的數(shù)據(jù)。整體解法是以IGS站為起算點，利用GNSS基線網(wǎng)、地面控制網(wǎng)，以及VLBI與SLR天線的交會測量數(shù)據(jù)，建立平面、球面等多種約束條件，并將VLBI與SLR天線旋轉(zhuǎn)中心和垂線偏差作為未知參數(shù)來求解歸心基線。利用整體解法解算出“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”7個歸心基線及其方差協(xié)方差矩陣。與分步解法的成果相比，絕大多數(shù)并址站的基線分量差值在1 mm左右；與ITRF2008的結(jié)果相比，基線分量相差最大為-118.7 mm；與不考慮垂線偏差時的成果相比，基線分量相差最大為6.8 mm；求得的垂線偏差分量最大為30.3″，消除了垂線偏差對觀測數(shù)據(jù)的影響。

(3) 討論了ITRF的綜合解算方法，分析了“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”歸心基線對ITRF的影響。討論了ITRF中各觀測技術(shù)的獨立解與綜合解之間的組合解算方法，引入新的歸心基線時推導(dǎo)了ITRF組合解算公式。在ITRF2008中引入“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”中長春、烏魯木齊和昆明3個并址站的空間歸心基線，重新解算了ITRF2008。結(jié)果顯示：與ITRF2008相比，絕大多數(shù)站點的坐標(biāo)差值都小于10 mm，坐標(biāo)速度差值都小于1 mm/a；絕大多數(shù)站點的水平速度場和垂直速度場與ITRF2008速度場保持一致。其中坐標(biāo)分量差值最大為-243.4 mm，速度分量差值最大為25.7 mm/a。差值較大的站主要集中在與ITRF2008歸心基線差值較大的站點和坐標(biāo)分量中誤差較大的站。

(4) 處理了“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”260個GNSS基準(zhǔn)站3年多的觀測數(shù)據(jù)，獲取了中國大陸速度場的最新變化。應(yīng)用Bernese軟件處理了“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”260個GNSS基準(zhǔn)站從2010年1月至2013年8月共3年多的觀測數(shù)據(jù)，獲取各基準(zhǔn)站的坐標(biāo)時間序列。利用擬合模型求得各基準(zhǔn)站的水平方向精度優(yōu)于1 mm/a，垂直方向的精度優(yōu)于2 mm/a，水平方向的速度值大于垂直方向的速度值，且均存在年和半年周期變化。各基準(zhǔn)站的速度表明：中國大陸水平速度場明顯有著向東運動的趨勢，而且自西向東依次是東北向、正東向、再到東南向漸變的順時針旋轉(zhuǎn)趨勢。且西藏塊體的速度值最大，最大速度達(dá)到50.1 mm/a，最小為34.5 mm/a；中國大陸垂直運動速度場中，大部分地區(qū)的垂直運動速率較低，且存在較低速率的隆升，少部分測站存在較低速率的下降。少部分的區(qū)域存在大的隆起和下降現(xiàn)象，隆起速度最大為91.7 mm/a，下降速度最大為45.5 mm/a。

Precise Co-located Baseline Solution and GNSS Data Processing for the Base Stations of CMONOC

MA Xiaping

Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China

his doctoral degree from Tongji University on June 2015，majors in geodetic data processing.

馬下平.“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”并址站歸心基線精密解算及GNSS基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)處理[J].測繪學(xué)報，2017,46(12)：2043.

10.11947/j.AGCS.2017.20170179.

MA Xiaping.Precise Co-located Baseline Solution and GNSS Data Processing for the Base Stations of CMONOC[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2017,46(12):2043. DOI:10.11947/j.AGCS.2017.20170179.

P228

D

1001-1595(2017)12-2043-01

西安科技大學(xué)博士啟動金(2016QDJ005);西安科技大學(xué)培育基金(201714)

2017-04-11

馬下平(1984—)，男，2015年6月畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位(指導(dǎo)教師：沈云中教授)，研究方向為大地測量數(shù)據(jù)處理。

E-mail：celiang0321@163.com