GPS监测网数据处理方案研究

测会学报

ACTA GEODAETICA et

ACRTOGRAPHICA SINICA

1999年第28卷第1期 vol.28

No.11999

GPS监测网数据处理方案研究*

李延兴胡新康赵承坤

摘要处理大尺度GPS监测网多期复测成果的时候，数据处理方案是一个重要问题。作者在处理首都圈GPS地形变监测网数据的过程中，经过长期探索和大量试算，提出了制定数据处理方案的基本原则：要采用一个自洽的地球参考框架和常数系统；要采用精度最高的同一种精密星历和相应的地球自转参数；要采用最先进的同一种数据处理软件以及采用同一的参考基准和约束条件。由于地壳处于运动之中，大尺度GPS监测网的参考基准应是动态基准。研究表明，选择3个以上观测历史长，具有精确地心坐标和稳定精确位移速率的GPS跟踪站组成的参考基准可能是一个最佳选择。首都圈GPS地形变监测网在数据处理中采用了最佳的技术方案，获得了高精度的定位结果。

关键词GPS监测网处理方案参考基准

分类号P228.41

Study on data processing program

for GPS monitoring network

Li Yanxing， Hu Xinkang， Zhao Chengkun

(First Crustal Deformation Monitoring Center State Seismological Bureau

of China,Tianjin,300180)

Abstract Data processing program is of very importance in processing multiperiod remeasurement data of large-scale GPS monitoring network. In processing the data from Capital-circle GPS crustal deformation monitoring network, the authors have proposed basic principles for making data processing program through long-term explorations and large amounts of calculations. The principles are: Using the selfconsistent earth reference frame and the constant system using the same kind of precise ephemeris with the highest precision and the corresponding parameters of earth rotation, using the most advanced same kind of data processing software and using the same reference datum and constraint conditions. Since the crust is in the state of movement, the reference datum for large-scale GPS monitoring network should be a dynamic datum. Our study has indicated that a reference datum consists of more than 3 GPS tracing stations with long observation

history, accurate geocentric coordinate, stable and accurate displacement rate might be the best selection. In data processing for Capital-circle GPS crustal deformation monitoring network, the best technical program has been used and high-precision positioning results have been obtained. Keywords GPS monitoring network, Processing program, Reference datum

1 前言

众所周知，在GPS监测网的数据处理中，采用不同的技术方案，将得到不同精度的处理结果。在大尺度GPS监测网多期观测数据的处理中，这个问题尤其突出。为了得到高精度的处理结果，研究科学的数据处理方案特别重要。

2 GPS数据处理应遵循的一般原则

在制定GPS监测网数据处理方案时，要考虑的问题很多，其中主要的有参考框架、星历、软件、参考基准、约束条件的确定、精度分析方法等，而最重要的是参考基准的选择和约束条件的确定。对于大尺度已有多期观测成果的GPS监测网，在制定数据处理方案时，一般应遵循以下原则：

2.1 采用一个自洽的地球参考框架和常数系统

参考框架是GPS数据处理的基础，在进行数据处理之前首先要确定采用什么参考框架。由于地球的岩石圈处在运动、变化之中，GPS监测网中各点的位置时刻都在变化。因此，采用的坐标框架必须是全球统一的、连续自洽的、不断精化的框架。具有这些条件的参考框架目前只有国际地球参考系，即ITRF参考框架［1］。ITRF参考系根据全球VLBI、SLR、GPS监测网的最新观测成果不断精化形成一个连续自洽的系列：ITRF0～ITRF95，目前ITRF96已开始使用［1］。在处理GPS数据时，要尽量采用最新的ITRF参考系，并把过去处理的结果及时转换成最新的ITRF参考系中的成果。

2.2 采用精度最高的同一种精密星历和相应的地球自转参数

采用不同的精密星历，得到的处理结果会产生一定的差异。为了便于分析研究，对于不同期的GPS观测成果在处理时应采用同一种精密星历和相应的地球自转参数。

2.3 采用先进的同一种处理软件系统

为了得到最好的处理结果，采用最先进的GPS处理软件自不待言。为了保持处理成果的统一，对于不同期的GPS观测成果，在处理时应采用同一种处理软件系统。

2.4 采用同一的参考基准和约束条件

在处理GPS地形变监测网的观测数据时，有多种处理方案，不同的处理方案之间不可避免地存在系统差。为了求各期观测成果所反映的地壳运动，必须采用“同一的”方案。

我们研究的GPS监测网是大尺度、高精度、具有多期复测成果的GPS网。对于这样的GPS网，在进行数据处理时，不可能找到静止不动的基准点作为参考基准。这个基准应有3个以上的基准点组成。每个基准点在任一时刻的地心坐标必须是已知的、精确的。换言之，它必须具有某一时刻精确的地心坐标和精确稳定的位移速率。同一个GPS网各期成果在处理时应采用同一的参考基准的约束条件。