基于IGS的2000国家大地坐标系控制测量研究

基于IGS的2000国家大地坐标系控制测量研究

目前2000国家大地坐标系（CGCS2000）多利用连续运行基准站进行单点定位解算求得。介绍基于IGS连续运行基准站的单点定位方式求取控制点CGCS2000坐标的方法。利用GAMIT解算基线，在平差软件中强约束IGS连续运行基准站进行约束平差，得到控制点的CGCS2000坐标。经过检核，该方法可以满足D级GPS控制网起算点精度要求。

标签：CGCS2000 连续运行基准站控制测量GAMIT

1引言

我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。CGCS2000与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8-10年。由于CGCS2000的控制成果较少，给测绘工作带来了极大的不便。随着IGS运行基准站在全球的不断完善、数据源的丰富以及一些科研机构GPS免费在线处理的功能的开通，利用具有CGCS2000坐标的IGS连续运行基准站进行单点定位解算求得CGCS2000坐标成为可能。

2方法

将GPS控制网中部分点与IGS连运行基准站联测，通过解算长基线获得控制网中几个具有精确CGCS2000坐标的已知点，将这几个点作为约束点对GPS 控制网进行三维约束平差，进而获取整个GPS控制网所有点的CGCS2000坐标。

2.1GAMIT软件功能简介

GAMIT是美国麻省理工学院与斯克里普斯海洋研究所研制的数据后处理与分析软件。其特点是运算速度快、版本更新周期短以及在精度许可范围内自动化处理程度高等，且其具有开源性，用户可以根据需要对源程序修改，便于科研工作，因此在国内外应用相当广泛。GAMIT软件主要由以下几个模块组成：ARC （轨道积分）、MODEL（组成观测方程）、SINCLN（单差自动修复周跳）、DBLCLN （双差自动修复周跳）、CVIEW（人工交互式修复周跳）、CFMRG （用于创建SOLVE所需的M文件）、SOLVE（利用双差观测按最小二乘法求解参数）。GAMIT 软件处理双差观测量，采用最小二乘算法进行参数估计，可以消除卫星钟差和接收机钟差的影响，明显减弱诸如轨道误差、大气折射误差等系统性误差的影响。

2.2基于GAMIT软件的长基线解算

正确安装Unix或Linux操作系统和GAMIT/GLOBK后，进行文件准备，包括autcln.cmd（周跳自动探测和修改命令表），Process.defaults（sh_gamit命令控制文件），sites.defaults（测站选择控制文件），（测站信息文件），sestbl.（测段信息控制文件），sittbl.（测站信息控制文件）五个文件。

同时更新相应的表文件：dcb.dat（差分码偏差表），rcvan.dat（接收机及其天线型号对照表），guess_rcvan.dat（用户自定义接收机及天线型号对照表），hi.dat （仪器高参数表），antmod.dat（天线相位中心改正表），gdetic.dat（地球形状参数表），leap.sec（跳秒表），luntab.（月亮表），nutabl.（章动表），soltab.（太阳表），svnav.dat（星号对照表），pole.（极移表），ut1.（TAI-UT1 国际时间系统表），svs_exclude.dat（坏卫星信息文件）。可以在SOPAC 网站上更新上述表文件，准备好文件后，执行批处理命令程序sh_gamit，即可得到基线处理结果（q-文件和o-文件）。

2.3网平差

GAMIT解算后强约束或者弱约束IGS连续运行基准站，通过网平差求取控制点CGCS2000坐标。网平差可以用GLOBK进行，准备必要的文件（包括GAMIT 进行解算后得到的h文件，测站近似坐标文件apr文件和pmu.bull_b文件），执行批处理命令globk.cmd，即可得到GLOBK网平差成果。

网平差也可以使用随机软件或者专用的平差软件，将GAMIT进行解算后得到的基线解o文件进行信息提取（包括基线解、基线方差-协方差信息），导入到随机软件或者专用平差软件按照常规方法进行无约束平差、约束平差即可。

3算例

采用双频GPS接收机与IGS连续运行基准站进行24h联测。采用GAMIT 软件进行了长基线相对定位解算，强约束IGS连续运行基准站，平差得到控制点的CGCS2000坐标。

IGS连续运行基准站的CGCS2000坐标是相对于ITRF97框架2000.0历元的定值坐标，而用GAMIT解算出来的是ITRF2005框架瞬时历元的基线网解，由于地球板块运动以及地壳局部变形的影响，各个IGS连续运行基准站有不同的运动速度和运动方向，因此IGS连续运行基准站CGCS2000坐标与基线网解会出现不兼容的现象，在约束平差过程中要对已知点的兼容性进行检验，常采用多种方案比较法和剔点法。

采用剔点法去掉残差较大的点后，选择使点位中误差和单位权中误差最小的组合，选取IRKT、POL2、SHAO三个IGS连续运行基准站作为约束平差的起算点。得到控制点的CGCS2000坐标，点位较差及中误差统计见表1。

4结论

建立GPS控制网时，为获取精确的CGCS2000坐标，可以与附近的IGS连续运行基准站联测，利用精密GPS解算软件如GAMIT/GLOBK进行长基线相对定位得到联测点精确的ITRF坐标，利用一般的商用GPS静态解算软件或平差软件进行三维约束平差，得到精确的CGCS2000坐标，能满足D级GPS控制网起

算点精度要求。

参考文献

[1]王晓明，成英燕，蒋志浩等.联合IGS站进行区域GPS大地网数据处理的两种方法讨论[J].武汉大学学报·信息科学版，2013，38（4）：416-420.

[2]薛慧艳，独知行，李胜春等.基于GAMIT的IGS跟踪站网基线解算[J].全球定位系统，2012，37（1）：32-34.