高精度GPS网的统一与数据处理若干问题研究
我国自20世纪90年代初开始,由不同部门先后建成了全国GPS一级网和二级网、国家GPS A级网和B级网、中国地壳运动观测网络、以及全国GPS地壳运动监测网和区域地壳形变监测网等.分布全国除台湾省以外的陆地和岛屿,总计2 400多点. 对于我国早期布测的各个GPS网,由于观测时刻卫星星座和星历的不完善,接收机的精度偏低,且由于财力不足,同步观测仪器少,各单位不得不分期观测、分级观测、分区观测.由于上述因素的影响,致使各个GPS网的兼容性很差;在标定基准方面,并不具备全球背景,各个子网存在着明显的系统差和基准定义差;资料零乱,信息不能共享,使用效率低,造成极大的资源浪费.为了能充分利用现有各个GPS网,使其发挥整体效益,特别是利用网络工程基准站和基本站的高精度观测信息提高现有GPS网的精度,维持大地测量动态坐标框架,更好地为国家的经济建设和国防建设服务,对这些高精度GPS网的联测和观测资料的联合处理进行研究非常必要.本文的主要研究内容如下: 1.提出了全国GPS网与中国地壳运动观测网络联测的设计思想.完成了全国GPS一、二级网与中国地壳运动观测网络联测的技术设计方案,并用于实际联测. 2.系统地讨论了高精度GPS网数据处理的平差方法及其对应基准的意义,提出了基于Bayes理论的GPS数据处理方法,推导了相应的参数估值公式及其验后协方差估值公式,推导了基于不同基准、不同历元平差结果的转换公式. 3.详细研究了GPS数据处理中基准站的选取、基准站坐标的约束等问题,首次系统地讨论了基准站选取的几何意义、统计意义与物理意义,提出了基准站选取的一般原则. 4.建立了同时顾及坐标框架系统参数和地壳运动参数的GPS网联合平差模型.使用该模型可使块体的运动参数与全网的坐标转换参数相分离,从而提高所求坐标转换参数的精度和可靠性,并用多组GPS实测数据验证了所建模型的正确性和可靠性. 5.利用国内多个GPS网的联测数据分析了中国大陆现今构造块体的相对运动特征,讨论了相应的应变场,为研究我国的大地构造及地球动力学提供了重要的约束. 6.将抗差估计理论用于地壳运动应变场的分析,推证了应变参数的抗差估计解式,以及观测误差对各类解的误差影响函数和解差函数,分析了观测异常对应变参数解的影响.
