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高精度GPS網(wǎng)的統(tǒng)一與數(shù)據(jù)處理若干問題研究
我國自20世紀(jì)90年代初開始,由不同部門先后建成了全國GPS一級網(wǎng)和二級網(wǎng)、國家GPS A級網(wǎng)和B級網(wǎng)、中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)、以及全國GPS地殼運(yùn)動監(jiān)測網(wǎng)和區(qū)域地殼形變監(jiān)測網(wǎng)等.分布全國除臺灣省以外的陸地和島嶼,總計2 400多點(diǎn). 對于我國早期布測的各個GPS網(wǎng),由于觀測時刻衛(wèi)星星座和星歷的不完善,接收機(jī)的精度偏低,且由于財力不足,同步觀測儀器少,各單位不得不分期觀測、分級觀測、分區(qū)觀測.由于上述因素的影響,致使各個GPS網(wǎng)的兼容性很差;在標(biāo)定基準(zhǔn)方面,并不具備全球背景,各個子網(wǎng)存在著明顯的系統(tǒng)差和基準(zhǔn)定義差;資料零亂,信息不能共享,使用效率低,造成極大的資源浪費(fèi).為了能充分利用現(xiàn)有各個GPS網(wǎng),使其發(fā)揮整體效益,特別是利用網(wǎng)絡(luò)工程基準(zhǔn)站和基本站的高精度觀測信息提高現(xiàn)有GPS網(wǎng)的精度,維持大地測量動態(tài)坐標(biāo)框架,更好地為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù),對這些高精度GPS網(wǎng)的聯(lián)測和觀測資料的聯(lián)合處理進(jìn)行研究非常必要.本文的主要研究內(nèi)容如下: 1.提出了全國GPS網(wǎng)與中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)聯(lián)測的設(shè)計思想.完成了全國GPS一、二級網(wǎng)與中國地殼運(yùn)動觀測網(wǎng)絡(luò)聯(lián)測的技術(shù)設(shè)計方案,并用于實(shí)際聯(lián)測. 2.系統(tǒng)地討論了高精度GPS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的平差方法及其對應(yīng)基準(zhǔn)的意義,提出了基于Bayes理論的GPS數(shù)據(jù)處理方法,推導(dǎo)了相應(yīng)的參數(shù)估值公式及其驗后協(xié)方差估值公式,推導(dǎo)了基于不同基準(zhǔn)、不同歷元平差結(jié)果的轉(zhuǎn)換公式. 3.詳細(xì)研究了GPS數(shù)據(jù)處理中基準(zhǔn)站的選取、基準(zhǔn)站坐標(biāo)的約束等問題,首次系統(tǒng)地討論了基準(zhǔn)站選取的幾何意義、統(tǒng)計意義與物理意義,提出了基準(zhǔn)站選取的一般原則. 4.建立了同時顧及坐標(biāo)框架系統(tǒng)參數(shù)和地殼運(yùn)動參數(shù)的GPS網(wǎng)聯(lián)合平差模型.使用該模型可使塊體的運(yùn)動參數(shù)與全網(wǎng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)相分離,從而提高所求坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度和可靠性,并用多組GPS實(shí)測數(shù)據(jù)驗證了所建模型的正確性和可靠性. 5.利用國內(nèi)多個GPS網(wǎng)的聯(lián)測數(shù)據(jù)分析了中國大陸現(xiàn)今構(gòu)造塊體的相對運(yùn)動特征,討論了相應(yīng)的應(yīng)變場,為研究我國的大地構(gòu)造及地球動力學(xué)提供了重要的約束. 6.將抗差估計理論用于地殼運(yùn)動應(yīng)變場的分析,推證了應(yīng)變參數(shù)的抗差估計解式,以及觀測誤差對各類解的誤差影響函數(shù)和解差函數(shù),分析了觀測異常對應(yīng)變參數(shù)解的影響.
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