基于2000国家大地坐标系的中国大陆速度场获取

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