2000国家大地坐标系资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
利用具有精确ITRF框架精确坐标的IGS站作 为基准站 采用GPS相对定位技术, 在某一地区进行 GPS同步观测,并进行数据处理 获得该地区的高精度的测站坐标, 即在当 地建立了基于GPS技术的地心参考系
10
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
29
框架转换关系
从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率（历元1998. 0）
转换参数 ITRF97 转换参数 速率 转换 参数 ITRF2000 转换参数 速率
T1(cm)
T2(cm) 0.56 (cm/y) -0.08
T3(cm) -2.01 (cm/y) -0.15
S ppb 1.40 ppb 0.012
17
ITRF 和IGS 的关系
使用的IGS产品 框架 ITRF92 ITRF93 ITRF94 ITRF96 ITRF97 IGS97 IGS00 IGS00b IGS05 GPS周 0730-0781 0782-0859 0860-0947 0948-1020 1021-1064 1065-1142 1143-1252 1253-1399 1400日期 1994年1月-1994年12月 1995年1月-1996年6月 1996年6月-1998年3月 1998年3月-1999年7月 1999年8月-2000年6月 2000年6月-2001年12月 2001年12月-2004年1月 2004年1月-2006年10月 2006年11月至今
28
ITRF2005当前历元下坐标
由SOPAC得到IGS站在ITRF2005历元2009 05 11时 的瞬时坐标见下表，各测站的速度为这些测站 ITRF2005框架中的速度。
站名 SHAO WUHN KUNM URUM BJFS X(m） -2831733.64206 -2267749.56887 -1281255.86195 193030.49645 -2148744.22290 Y(m) 4675665.90369 5009154.26634 5640746.09679 4606851.30366 4426641.25268 Z(m) 3275369.37514 3221290.66445 2682879.90911 4393311.49031 4044655.90137 VX -0.0297 -0.0298 -0.0317 -0.0301 -0.0318 VY -0.0114 -0.0104 0.0035 -0.0012 -0.0033 VZ -0.0120 -0.0112 -0.0147 0.0074 -0.0053
20
按ITRF框架间转换关系进行转换
21
历元
（1）星表历元：由于岁差和章动以及自行的影响，
各种天体的天球坐标都随时变化。因此，星表所 列的各种天体的天球坐标，都只能是对应于某一 特定时刻的。 （2）观测历元：为了比较不同时刻的观测结果，需 要注明观测资料所对应的观测时刻，这种时刻称 为观测历元。 现在ITRF框架中使用的标准历元是J2000.0。前 缀“J”代表这是一个儒略历元。在使用J2000.0前 的标准历元是B1950.0，前缀“B” 代表这是一个 贝塞耳历元。贝塞耳历元在1984年前使用，现在 使用的是儒略历元。
22
历元及框架的确定
观测数据历元的确定 单点定位 连续观测数天历元的确定 框架的确定 单点定位:如果采用GPS广播星历（WGS84）则测 站坐标同任一ITRFyy的一致性在1米以内, 利用 精化了的WGS84(G1150)星历, 则两者的一致性在 1厘米以内。 如果使用IGS精密星历，测站坐标与IGS生成精密 星历所采用的ITRFyy一致。
18
自ITRF97框架后, IGS 开始使用自己的ITRF 实现，以保持一致 性，IGS所实现的框架 与ITRF在1cm精度内。
框架间的转换
19
GPS 网转换到CGCS2000 坐标系
基于参考框架为ITRFXX，指定历元的观测数据 转换到CGCS2000参考框架为ITRF97，历元为 2000.0。 三种方式转换 (1)按已公布的ITRF框架之间的转换关系进行转 换 (2)通过公共点求解转换参数进行坐标转换 (3)通过平差的方法将GPS网纳入到2000国家大 地坐标系
若这些观测点是全球分布的,则所建立的坐 标系应为全球参考系。 EUREF(欧洲参考框架) 和南美洲SIRGAS参 考框架等。 ITRF和IGS在这些坐标系的建立和维持中起 了很重要的作用。
11
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
虽然地区性地心坐标系在建立时均采用 ITRF站点作为基准站, 但站点的选择及方 案不同。
2000国家大地坐标框架 转换方法
成英燕
中国测绘科学研究院 2009年10月
国际地球参考系及 参考框架
2
地球参考系的建立
协议地球参考系CTRS从定义到实现： （1）给出理论定义和协议约定。 （2）建立地面观测台站，并用空间大地测量技术进 行观测。 （3）根据协议地球参考系的一些约定，采用国际上 推荐的一组模型和常数，对观测数据进行数据处 理，解算出各观测台站在某一历元的站坐标。即 建立一个协议地球参考框架（CTRF）。 （4）对于影响地面台站稳定的各种形变因素进行分 析处理，建立相应的时变模型，以维持该协议地 球参考架的稳定。
& s (t = 2000.0) = s (1998.0) + s ⋅ (2000.0 − 1998.0)
基于当前历元、ITRF2005框架下站 坐标转换到CGCS2000示例
确定基准变化引起的站点位移
& Tx (t = 2000.0) = Tx (1998.0) + Tx ⋅ (2000.0 − 1998.0) & T (t = 2000.0) = T (1998.0) + T ⋅ (2000.0 − 1998.0)
13
框架间的关系
14
WGS84与ITRF框架的关系
15
WGS84与ITRF框架的关系
如果采用GPS广播星历（WGS84）, 则测站坐 标同任一ITRFyy的一致性在1米以内, 利用 精化了的WGS84(G1150)星历, 则两者的一 致性在1厘米以内。
16
ITRF 和IGS 的关系
—ITRF91 1992年至1993年底; —ITRF92 1994年期间; —ITRF93 1995年初至1996年中期; —ITRF94 1996年中期至1998年3 月; —ITRF96 1998年3月至1999年8月; —ITRF97 1999年8月至2000年10月； —ITRF2000 2003年10月至2006年10月； —ITRF2005 2006年10月至今。
4
国际地球参考框架
国际地球参考框架（ITRF）是ITRS的实现具体实 现，即它是通过一组固定于地球表面而且只作线 性运动的大地点的坐标及坐标变化速率组成，这 些站点装备有不同的空间大地测量系统 由IERS中心局的地球参考框架部负责建立和维 护。 框架原点位于地球质量中心，其中心误差小于 10cm，Z轴为北天极，尺度为国际单位米
R1
R2
R3
.001" 0.04 .001"/y -0.004
.001" -0.001 .001"/y 0.001
.001" 0.043 .001"/y 0.03
0.60 (cm/y) -0.04
从ITRF2005到 ITRF2000的转换参数及它们的速率（历元 2000.0）
T1 (mm) 0.1 (cm/y) -0.2 T2 (mm) -0.8 (cm/y) 0.1 T3 (mm) -5.8 (cm/y) -1.8 S ppb 0.40 ppb/y 0.08 R1 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 R2 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 R3 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 30
24
影响瞬时点位的因素
固体地球表面的一点的瞬时位置包含： 各种短期或短周期时变影响； 长周期因素的影响 各种短期或短周期时变影响： 固体潮位移(包括长期位移) 海洋负载位移 大气负载位移
25
影响瞬时点位的因素
长周期因素： 板块运动引起的点位变化速度，主要沿水平方 向； 冰期后地壳均衡回弹引起的点位变化速度，主要 沿垂直方向； 地壳构造形变引起的点位变化速度。 实际顾及的改正 基准的运动 板块的运动
3
国际wk.baidu.com球参考系
国际地球参考系(ITRS)是由国际地球自转服务局 （IERS)定义的一种协议地球参考系统。 定 义： 原点位于地球质心，地球质心是包括海洋和大气 的整个地球的质量中心； 长度单位为m(SI)，是在广义相对论框架下的定 义； 坐标轴初始定向与国际时间局BIH1984.0历元定义 一致； 定向的时间演化相对于地壳不产生残余的全球性 旋转，即要满足无净旋转(No-Net-Rotation，NNR) 条件。
23
历元及框架的确定
连续观测数据： IGS精密星历，若对测站加很小的约束 时，则在历元Tc的测站的坐标在IGS卫星所 在的框架。 如果zz>yy，需通过历元Tc的转换参数将 IGS星历从ITRFyy或IGSyy转换至ITRFzz; 在ITRFzz 中加测站约束; 如果zz= yy在参考框架ITRFyy中可以直接 使用约束。
7
Current Space Geodesy Networks
8
站的分布及精度
ITRF88至ITRF2005，ITRF随时间以及在全球分 布站的数量及并置站的增加不断得到精化。 ITRF88大致有100站和22个（VLBI/SLR/LLR）并 置站，而ITRF2000包含500站和101并置站。而 且台站分布更广，台站数目从500增加到850 个，并置站从325增加到500多个。 ITRF坐标和速度解由于各IERS分析中心分析方 法的不断精化、观测和数据处理精度的不断提 高，后来建立的ITRF框架之间的差别越来越 小，目前达到的精度为毫米级。
26
框架转换步骤
框架转换关系建立 进行板块运动改正 进行框架点坐标计算
27
基于当前历元、ITRF2005框架下站 坐标转换到CGCS2000示例
以IGS站转换为例 例如在2009年5月11日观测，首先得到 IGS站在ITRF2005历元2009 05 11时 的瞬时坐标。
指定框架当前历元的IGS站坐标的获取 采用两种方法： 速度场推算，由ITRFxx框架文件 从SOPAC网站上获取IGS站坐标
一种是将该地区内和其周围ITRF点给以强约 束, 如南美洲参考框架SIRGAS; 一种是选择全球稳定的部分ITRF点给以强约 束, 如EUREF
12
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
参考基准选择的不同, 所建立的参考系也 就有所不同, 而且这些差异常常是系统性 的。 全球网解与区域网解的坐标绝对位置有1～ 3个cm的差值，其中在N方向的最大差值为 0.8cm，E方向的最大差值为1.1cm，U方向 的最大差值为2.2cm。
5
CTRS
STRF VTRF LTRF
BTSxx
ITRFxx
6
国际地球参考框架维护
通过具有高精度且满足下列条件的站点来实现 ITRF网的建立。 连续观测至少3年； 远离板块边缘及变形区域； 速度精度优于3mm/a； 至少3个不同解的速度残差小于3mm/a。 目前的ITRF已有ITRF88，ITRF89， ITRF90， ITRF91， ITRF92， ITRF93， ITRF94， ITRF96， ITRF97， ITRF2000，ITRF2005。常用 的有ITRF94， ITRF96， ITRF97， ITRF2000， ITRF2005。
y y y
P ( t ) = P ( t0 ) + P × ( t − t0 )
& Tz (t = 2000.0) = Tz (1998.0) + Tz ⋅ (2000.0 − 1998.0)
& s (t = 2000.0) = s (1998.0) + s ⋅ (2000.0 − 1998.0)
& ε x (t = 2000.0) = [ε x (1998.0) + ε x ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr & ε y (t = 2000.0) = [ε y (1998.0) + ε y ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr & ε z (t = 2000.0) = [ε z (1998.0) + ε z ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
利用具有精确ITRF框架精确坐标的IGS站作 为基准站 采用GPS相对定位技术, 在某一地区进行 GPS同步观测,并进行数据处理 获得该地区的高精度的测站坐标, 即在当 地建立了基于GPS技术的地心参考系
10
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
29
框架转换关系
从ITRF2000转换到以前框架的转换参数与速率（历元1998. 0）
转换参数 ITRF97 转换参数 速率 转换 参数 ITRF2000 转换参数 速率
T1(cm)
T2(cm) 0.56 (cm/y) -0.08
T3(cm) -2.01 (cm/y) -0.15
S ppb 1.40 ppb 0.012
17
ITRF 和IGS 的关系
使用的IGS产品 框架 ITRF92 ITRF93 ITRF94 ITRF96 ITRF97 IGS97 IGS00 IGS00b IGS05 GPS周 0730-0781 0782-0859 0860-0947 0948-1020 1021-1064 1065-1142 1143-1252 1253-1399 1400日期 1994年1月-1994年12月 1995年1月-1996年6月 1996年6月-1998年3月 1998年3月-1999年7月 1999年8月-2000年6月 2000年6月-2001年12月 2001年12月-2004年1月 2004年1月-2006年10月 2006年11月至今
28
ITRF2005当前历元下坐标
由SOPAC得到IGS站在ITRF2005历元2009 05 11时 的瞬时坐标见下表，各测站的速度为这些测站 ITRF2005框架中的速度。
站名 SHAO WUHN KUNM URUM BJFS X(m） -2831733.64206 -2267749.56887 -1281255.86195 193030.49645 -2148744.22290 Y(m) 4675665.90369 5009154.26634 5640746.09679 4606851.30366 4426641.25268 Z(m) 3275369.37514 3221290.66445 2682879.90911 4393311.49031 4044655.90137 VX -0.0297 -0.0298 -0.0317 -0.0301 -0.0318 VY -0.0114 -0.0104 0.0035 -0.0012 -0.0033 VZ -0.0120 -0.0112 -0.0147 0.0074 -0.0053
20
按ITRF框架间转换关系进行转换
21
历元
（1）星表历元：由于岁差和章动以及自行的影响，
各种天体的天球坐标都随时变化。因此，星表所 列的各种天体的天球坐标，都只能是对应于某一 特定时刻的。 （2）观测历元：为了比较不同时刻的观测结果，需 要注明观测资料所对应的观测时刻，这种时刻称 为观测历元。 现在ITRF框架中使用的标准历元是J2000.0。前 缀“J”代表这是一个儒略历元。在使用J2000.0前 的标准历元是B1950.0，前缀“B” 代表这是一个 贝塞耳历元。贝塞耳历元在1984年前使用，现在 使用的是儒略历元。
22
历元及框架的确定
观测数据历元的确定 单点定位 连续观测数天历元的确定 框架的确定 单点定位:如果采用GPS广播星历（WGS84）则测 站坐标同任一ITRFyy的一致性在1米以内, 利用 精化了的WGS84(G1150)星历, 则两者的一致性在 1厘米以内。 如果使用IGS精密星历，测站坐标与IGS生成精密 星历所采用的ITRFyy一致。
18
自ITRF97框架后, IGS 开始使用自己的ITRF 实现，以保持一致 性，IGS所实现的框架 与ITRF在1cm精度内。
框架间的转换
19
GPS 网转换到CGCS2000 坐标系
基于参考框架为ITRFXX，指定历元的观测数据 转换到CGCS2000参考框架为ITRF97，历元为 2000.0。 三种方式转换 (1)按已公布的ITRF框架之间的转换关系进行转 换 (2)通过公共点求解转换参数进行坐标转换 (3)通过平差的方法将GPS网纳入到2000国家大 地坐标系
若这些观测点是全球分布的,则所建立的坐 标系应为全球参考系。 EUREF(欧洲参考框架) 和南美洲SIRGAS参 考框架等。 ITRF和IGS在这些坐标系的建立和维持中起 了很重要的作用。
11
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
虽然地区性地心坐标系在建立时均采用 ITRF站点作为基准站, 但站点的选择及方 案不同。
2000国家大地坐标框架 转换方法
成英燕
中国测绘科学研究院 2009年10月
国际地球参考系及 参考框架
2
地球参考系的建立
协议地球参考系CTRS从定义到实现： （1）给出理论定义和协议约定。 （2）建立地面观测台站，并用空间大地测量技术进 行观测。 （3）根据协议地球参考系的一些约定，采用国际上 推荐的一组模型和常数，对观测数据进行数据处 理，解算出各观测台站在某一历元的站坐标。即 建立一个协议地球参考框架（CTRF）。 （4）对于影响地面台站稳定的各种形变因素进行分 析处理，建立相应的时变模型，以维持该协议地 球参考架的稳定。
& s (t = 2000.0) = s (1998.0) + s ⋅ (2000.0 − 1998.0)
基于当前历元、ITRF2005框架下站 坐标转换到CGCS2000示例
确定基准变化引起的站点位移
& Tx (t = 2000.0) = Tx (1998.0) + Tx ⋅ (2000.0 − 1998.0) & T (t = 2000.0) = T (1998.0) + T ⋅ (2000.0 − 1998.0)
13
框架间的关系
14
WGS84与ITRF框架的关系
15
WGS84与ITRF框架的关系
如果采用GPS广播星历（WGS84）, 则测站坐 标同任一ITRFyy的一致性在1米以内, 利用 精化了的WGS84(G1150)星历, 则两者的一 致性在1厘米以内。
16
ITRF 和IGS 的关系
—ITRF91 1992年至1993年底; —ITRF92 1994年期间; —ITRF93 1995年初至1996年中期; —ITRF94 1996年中期至1998年3 月; —ITRF96 1998年3月至1999年8月; —ITRF97 1999年8月至2000年10月； —ITRF2000 2003年10月至2006年10月； —ITRF2005 2006年10月至今。
4
国际地球参考框架
国际地球参考框架（ITRF）是ITRS的实现具体实 现，即它是通过一组固定于地球表面而且只作线 性运动的大地点的坐标及坐标变化速率组成，这 些站点装备有不同的空间大地测量系统 由IERS中心局的地球参考框架部负责建立和维 护。 框架原点位于地球质量中心，其中心误差小于 10cm，Z轴为北天极，尺度为国际单位米
R1
R2
R3
.001" 0.04 .001"/y -0.004
.001" -0.001 .001"/y 0.001
.001" 0.043 .001"/y 0.03
0.60 (cm/y) -0.04
从ITRF2005到 ITRF2000的转换参数及它们的速率（历元 2000.0）
T1 (mm) 0.1 (cm/y) -0.2 T2 (mm) -0.8 (cm/y) 0.1 T3 (mm) -5.8 (cm/y) -1.8 S ppb 0.40 ppb/y 0.08 R1 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 R2 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 R3 (mas) 0.000 .001"/y 0.000 30
24
影响瞬时点位的因素
固体地球表面的一点的瞬时位置包含： 各种短期或短周期时变影响； 长周期因素的影响 各种短期或短周期时变影响： 固体潮位移(包括长期位移) 海洋负载位移 大气负载位移
25
影响瞬时点位的因素
长周期因素： 板块运动引起的点位变化速度，主要沿水平方 向； 冰期后地壳均衡回弹引起的点位变化速度，主要 沿垂直方向； 地壳构造形变引起的点位变化速度。 实际顾及的改正 基准的运动 板块的运动
3
国际wk.baidu.com球参考系
国际地球参考系(ITRS)是由国际地球自转服务局 （IERS)定义的一种协议地球参考系统。 定 义： 原点位于地球质心，地球质心是包括海洋和大气 的整个地球的质量中心； 长度单位为m(SI)，是在广义相对论框架下的定 义； 坐标轴初始定向与国际时间局BIH1984.0历元定义 一致； 定向的时间演化相对于地壳不产生残余的全球性 旋转，即要满足无净旋转(No-Net-Rotation，NNR) 条件。
23
历元及框架的确定
连续观测数据： IGS精密星历，若对测站加很小的约束 时，则在历元Tc的测站的坐标在IGS卫星所 在的框架。 如果zz>yy，需通过历元Tc的转换参数将 IGS星历从ITRFyy或IGSyy转换至ITRFzz; 在ITRFzz 中加测站约束; 如果zz= yy在参考框架ITRFyy中可以直接 使用约束。
7
Current Space Geodesy Networks
8
站的分布及精度
ITRF88至ITRF2005，ITRF随时间以及在全球分 布站的数量及并置站的增加不断得到精化。 ITRF88大致有100站和22个（VLBI/SLR/LLR）并 置站，而ITRF2000包含500站和101并置站。而 且台站分布更广，台站数目从500增加到850 个，并置站从325增加到500多个。 ITRF坐标和速度解由于各IERS分析中心分析方 法的不断精化、观测和数据处理精度的不断提 高，后来建立的ITRF框架之间的差别越来越 小，目前达到的精度为毫米级。
26
框架转换步骤
框架转换关系建立 进行板块运动改正 进行框架点坐标计算
27
基于当前历元、ITRF2005框架下站 坐标转换到CGCS2000示例
以IGS站转换为例 例如在2009年5月11日观测，首先得到 IGS站在ITRF2005历元2009 05 11时 的瞬时坐标。
指定框架当前历元的IGS站坐标的获取 采用两种方法： 速度场推算，由ITRFxx框架文件 从SOPAC网站上获取IGS站坐标
一种是将该地区内和其周围ITRF点给以强约 束, 如南美洲参考框架SIRGAS; 一种是选择全球稳定的部分ITRF点给以强约 束, 如EUREF
12
ITRF在建立和维持地区性大地坐标 系中的作用
参考基准选择的不同, 所建立的参考系也 就有所不同, 而且这些差异常常是系统性 的。 全球网解与区域网解的坐标绝对位置有1～ 3个cm的差值，其中在N方向的最大差值为 0.8cm，E方向的最大差值为1.1cm，U方向 的最大差值为2.2cm。
5
CTRS
STRF VTRF LTRF
BTSxx
ITRFxx
6
国际地球参考框架维护
通过具有高精度且满足下列条件的站点来实现 ITRF网的建立。 连续观测至少3年； 远离板块边缘及变形区域； 速度精度优于3mm/a； 至少3个不同解的速度残差小于3mm/a。 目前的ITRF已有ITRF88，ITRF89， ITRF90， ITRF91， ITRF92， ITRF93， ITRF94， ITRF96， ITRF97， ITRF2000，ITRF2005。常用 的有ITRF94， ITRF96， ITRF97， ITRF2000， ITRF2005。
y y y
P ( t ) = P ( t0 ) + P × ( t − t0 )
& Tz (t = 2000.0) = Tz (1998.0) + Tz ⋅ (2000.0 − 1998.0)
& s (t = 2000.0) = s (1998.0) + s ⋅ (2000.0 − 1998.0)
& ε x (t = 2000.0) = [ε x (1998.0) + ε x ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr & ε y (t = 2000.0) = [ε y (1998.0) + ε y ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr & ε z (t = 2000.0) = [ε z (1998.0) + ε z ⋅ (2000.0 − 1998.0)] ⋅ mr