城市CORS站转换到CGCS2000的技术研究

刘敏

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

城市CORS站转换到CGCS2000的技术研究

刘敏∗

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

随着CGCS2000国家大地坐标系的推广应用，城市CORS系统在基于现有框架和历元向CGCS2000转换问题具有现实意义。目前很多转换方法都需要联测已有的CGCS2000坐标起算点，如果缺少起算点，则很难解决。本文提出了通过联测已有IGS站，测定CORS站速度场，基于特定历元下不同框架间已知的转换系数，实现CORS站与CGCS2000坐标转换关系建立。本文基于GZCORS实例，进行验证，讨论了技术可行性。

CGCS2000；CORS；GZCORS

1 引 言

CORS站是实现和维持城市动态坐标框架最先进、最实用的技术。目前中国城市建立CORS站坐标大多不是基于CGCS2000(基于ITRF97框架，2000.0历元)。如果不实施转换，则会对实际点位坐标影响较大，同时随时间的推移，差异会逐渐增大。

城市CORS向CGCS2000转换的技术路线一般有以下几种:①城市CORS与省级CORS站或国内IGS站联测，前提是联测的站点有CGCS2000坐标；②与国家级GPSA级或B级网联测，前提是A级或B级网有CGCS2000坐标；

为解决城市CORS站坐标转换的实际需要，本文提出了一种在上级控制站点没有CGCS2000坐标情况下将城市CORS向CGCS2000转换的方法，并以广州CORS为实例论证。

2 GZCORS概况及速度场确定

广州市连续运行卫星定位城市测量综合服务系统(GZCORS)有8个连续运行基准站、1个监测站和1个数据处理中心，将整个广州市全市域约8 000 km2范围全部覆盖在连续运行的CORS网络之中。

在计算站点坐标中引入WUHN、LHAS、KUNM、POL2、PIMO、GUAM等6个全球IGS站的同期观测数据，采用精密星历进行基线解算和整网平差。获得的坐标成果是基于ITRF1993框架、1996.365历元下的坐标。

将现有的ITRF93框架1996.365历元下的成果转换到ITRF97框架2000.0历元下，采用这种方式进行

图1 GZCORS系统连续运行基准站位置分布图

转换必须要知道网中所用各重合点的速度场。本文采用GZCORS站点2011年4月17日～2012年6月17日观测数据(采样率15 s)采用BERNESE GPS软件进行单天PPP定位解，精密星历采用IGS发布的最终星历进行计算，获得各站在ITRF2008框架下的坐标序列；获得坐标序列后进行时间序列分析，进行粗差剔除等工作，再利用各站的坐标序列进行各站的三维速度参数估计。GZCORS某站点在ITRF2008框架下速度场如表1所示。

GZCORS基准站ITRF2008框架下三维速度场 表1

测定站点的速度场模型后，可以对在同一ITRF框架内不同历元之间进行坐标转换。将1996.365历元转换至2000.0历元下坐标，计算公式如下:

X2=X1+(Epoch2-Epoch1)×Vk(1)

式(1)中，X1，X2代表Epoch1，Epoch2历元下测站三维坐标，Vk为测站速度。因为测定的速度场是基于ITRF2008，该数据直接用于下一节第(3)次转换中。

完成历元的统一后，就可以进入基准框架关系的转换环节。

3 基准转换关系的确定

各框架的转换关系是基于特定历元的，表2所示为ITRF2008转换至以往旧框架的转换参数与速率，本文仅截取了相关的数据，完整的转换参数文件可以从IERS公布的网站下载:Transfo-ITRF2008_ITRFs.txt。

ITRF转换需要使用到14个转换参数，即7个转换参数及7个转换参数的速率来建立不同ITRF框架的转换关系。

ITRF2008转换至以往旧框架的转换参数与速率 表2

要实现ITRF93，1996.365历元坐标到ITRF97，2000(CGCS2000)坐标的转换，需要采用如下步骤:

第一步:采用以上第二行(ITRF2008 TO IRRF93，历元2000.0)，获得(ITRF93，1996.365)到(ITRF2008，1996.365)的转换参数(EPOCH=2000.0)。

P(1996.365)=P(EPOCH)+P×(1996.365 -EPOCH)(2)

设所得的转换参数为Tx，Ty，Tz，D，Rx，Ry，Rz。

第二步:根据第一步获得的转换参数，获得ITRF93，1996.365(X)到ITRF2008，1996.365(XS)的转换参数。由于该过程为ITRF2008，1996.365到ITRF93，1996.365转换过程的逆过程，故其转换公式为:

第三步:先将ITRF2008，1996.365历元的坐标，采用测站速度场(在ITRF2008下)信息，将其转换到ITRF2008，2000.0(t=2000.0，t0=1996.365)；

(4)

通过速度场数据带入计算，可以实现在同一ITRF框架内不同历元之间进行坐标转换。将各坐标转入统

第四步:将获得的

，转换参数直接采用表2第一行参数

(ITRF2008 TO IRRF97，历元2000.0)，转换公式如下所示:

第五步:通过以上转换过程，得到GZCORS在CGCS2000(ITRF97，2000.0)下的空间直角坐标坐标。转换后8个GZCORS坐标与原坐标的差值如图2所示，可知X方向偏移是Y，Z两个方向偏移量的3倍。

图2 GZCORS基准站CGCS2000坐标与原坐标的差值

4 结 语

城市建立CORS站坐标转入CGS2000(基于ITRF97框架，2000.0历元)的关键环节在于确定测站的速度场信息。本文采用了PPP估算ITRF2008框架下速度场来统一历元坐标。

在精度要求不高的情况下，又缺乏CORS历史数据，且测站与IGS测站在同一板块，该板块为严格的板块，可以用附近IGS站速度场代替转换。如果IGS测站为ITRF框架点，可以直接从ITRF网站提供的坐标文件中下载获取。

如果要求精度更高，可以采用理论上更加严密的相对定位方法，该方法需要联测IGS站。采用相对定位模式，联测IGS站，虽可以直接得到GZCORS在CGCS2000中任意历元的坐标，但工作量太大，而实质上CORS站的维护也是可以达到以上目标。

采用本文方法可以无需与IGS站联测，独立获得CGCS2000。但本文提出方法需要城市CORS有较完整的数据，同时需要采用PPP估算速度场，计算速度场的工作量比较大。

[1] 成英燕，程鹏飞，秘金钟等.基于现框架下的省市级CORS站到CGCS2000的转换[J].测绘通报，2011(7)：1～4.

[2] 林晓静，张小红，郭斐.ITRF2005与CGCS2000坐标转换方法与精度分析[J].大地测量与地球动力学，2010(4)：118～120.

[3] 朱华统.常用大地坐标系及其变换[M].北京：解放军出版社，1990.

[4] 孔祥元，梅是义.控制测量学(上册)[M].武汉：武汉大学出版社，2001.

[5] 程鹏飞，成英燕.2000国家大地坐标系实用宝典[M].北京：测绘出版社，2008.

The Research of City CORS Conversion to CGCS2000

Liu Min
(Guangzhou Urban Planning Design＆Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

With the popularization and application of CGCS2000 national geodetic coordinate system，it has practical significance to solve the conversion of city CORS to CGCS2000 in the existing framework.The existing conversion methods requires the joint coordinates of CGCS2000 starting point.If lack of starting point，the problem is difficult to solve.It presents a jointmeasurement existing IGS stations to the determination of the velocity field of the CORSstations to determine the CORS site speed field in this paper.Conversion factor based on particular epoch different framework known CORS station the existing coordinates transferred CGCS2000.Based on GZCORS instance，discusses how to transform urban CORS to CGCS2000.

CGCS2000；CORS；GZCORS

1672-8262(2013)02-113-03

P228

A

2012—08—13

刘敏(1978—)，男，高级工程师，注册测绘师，主要从事城市测绘技术管理及相关课题的研究应用。