基准站坐标时间序列获取

1、吉林省地方标准DBDB/T 2016吉林省卫星导航定位基准站数据处理规范Specifications of data processing for GNSS reference stations（征求意见稿）- 发布- - 实施吉林省质量技术监督局吉林省测绘地理信息局联合发布目 次1范围和意义 .12规范性引用文件.13术语和定义 .13.1国际卫星导航定位服务INTERNATIONALGNSSSERVICE;IGS .13.2国际地球自转和参考框架维持服务组织INTERNATIONAL EARTH ROTATION SERVICE;IERS 13.3测绘基准SURVEYING AND MAP

2、PING DATUM.13.4国际天球参考系INTERNATIONAL CELESTIAL REFERENCE SYSTEM;ICRS.23.5国际地球参考系INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM;ITRS .23.6国际地球参考框架INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE FRAME;ITRF .23.7岁差AXIAL PRECESSION.23.8章动NUTATION.23.9极移POLAR MOTION .33.10日长变化VARIATIONS OF LENGTH OF DAY.33.11世界时; UT .3UN

3、IVERSAL TIME3.12地球旋转参数EARTH ROTATION PARAMETERS;ERP.33.13地球定向参数EARTH ORIENTATION PARAMETERS;EOP.33.14与接收机无关的交换格式; RINEX.3RECEIVER INDEPENDENT EXCHANGE FORMAT3.15与解无关的交换格式SOLUTION INDEPENDENT EXCHANGE FORMAT;SINEX .33.16连续运行基准站CONTINUOUSLY OPERATING REFERENCE STATIONS;CORS .33.17观测时段OBSERVATION SESSI

4、ON.43.18平均相位中心AVERAGE PHASE CENTER.43.19天线参考点ANTENNA REFERENCE POINT;ARP.43.20天线相位中心偏差; PCO .4PHASE CENTER OFFSET3.21天线相位中心变化PHASE CENTER VARIATION;PCV.43.22单天解DAILY SOLUTION.43.23基线解BASELINE SOLUTION.43.24测站坐标时间序列COORDINATE TIME SERIES OF STATIONS.43.25测站速度场VELOCITY FIELD OF STATIONS.44坐标参考框架.44.1I

5、TRF2008.44.2CGCS2000.4I4.31980 西安坐标系 .54.41954 年北京坐标系 .55原始观测数据整理与数据预处理 .65.1数据格式 .65.2观测值类型 .65.3数据整理 .65.4质量检查 .66单天解.66.1数据处理软件 .66.2一般原则 .76.3解算设置及质量评定 .86.4单天解结果文件格式 .117多天解综合及其基准定义 .117.1数据处理软件 .127.2松弛解 .127.3多天解综合 .127.4基准定义 .127.5成果文件格式 .138基准站坐标时间序列获取 .138.1基准站坐标时间序列生成 .138.2基准站时间序列预处理 .13

6、8.3基准站时间序列分析 .139基准站运动速度场 .149.1预处理 .149.2速度场计算 .1410参考框架间转换关系的确定 .1410.1 GCGS2000框架与 ITRF系列框架的转换 .1410.2GCGS2000框架与二维坐标系的转换 .1511提交的成果 .1712附录 A .1913附录 B.20II前言卫星导航定位基准站不仅是支撑全球和国家坐标参考框架的基础设施，也是提供导航位置服务应用的系统平台，还是揭示和认知固体地球物理变化等地球科学研究的一种重要观测手段。 为了统一吉林省地理空间信息的参考基准，推动导航位置产业的发展， 规范基准站数据处理流程于成果，由吉林省测绘地理信

7、息局组织专家，经过调查研究，广泛征求意见，制定本标准。I吉林省卫星导航定位基准站数据处理规范范围和意义主要指明本规范适用的范围和基准站数据处理规范的意义。 初步定为本规范主要适用于卫星导航定位基准站数据处理， 包括国家、省市和行业等不同级别的基准站网。规范性引用文件本节主要标明本规范中引用的标准情况。本规范出版时， 所引用版本均为有效。引用基准主要包括：GB/T 285882012全球导航卫星系统连续运行基准站网技术规范GB/T 183142009全球定位系统 (GPS)测量规范GB/T 243562009测绘成果质量检查与验收GH/T 20082005全球卫星导航定位系统连续运行参考站网建设

8、规范术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 国际卫星导航定位服务international GNSS service; IGS提供全球卫星导航系统， 包括 GPS、GLONASS 、Galileo、BDS 等卫星星历，卫星钟差以及相应卫星系统的地面基准站坐标等方面信息的国际组织。3.2 国际地球 自转和 参考框 架 维持服务组 织international earth rotationservice; IERSIERS 于 1988 年由国际大地测量学和地球物理学联合会（International Unionof Geodesy and Geophysics，简称IUGG ）与国际天文学

9、联合会（InternationalAstronomical Union ，简称 IAU ）共同建立，用以取代国际时间局（BIH ）的地球自转部分和原有的国际极移服务。 综合全球各个新技术观测处理中心的结果开展地球定向参数服务，建立协议天球和地球参考系的国际机构，设于巴黎。3.3 测绘基准surveying and mapping datum测绘基准是指一个国家的整个测绘的起算依据和各种测绘系统的基础， 测绘基准包括所选用的各种大地测量参数、 统一的起算面、 起算基准点、 起算方位以1及有关的地点、 设施和名称等。 我国目前采用的测绘基准主要包括大地基准、高程基准、深度基准和重力基准。3.4 国

10、际天球参考系international celestial reference system; ICRS采用 J1950.0(JD2433282.5)时的平北天极作为协议天球坐标系的基点，以该历元的平天球赤道作为基圈， 以 J1950.0 时的平春分点作为该天球坐标系的主点，以过该历元的平天极和平春分点的子午圈作为主圈，所建立的 J1950.0平天球坐标系作为协议天球坐标系，又称国际天球参考系。3.5 国际地球参考系international terrestrial reference system; ITRSITRS 是一种协议地球参考系统，它的定位为：（ 1）原点为地心，并且是指包括海洋和

11、大气在内的整个地球的质心； （2）长度单位为米， 并且是在广义相对论框架下的定义；（3）Z 轴从地心指向 BIH1984.0 定义的协议地球极 （ CTP）；（4） X 轴从地心指向格林尼治平均子午面与 CTP 赤道的交点；（5）Y 轴与 XOZ 平面垂直而构成右手坐标系；（6）时间演变基准是使用满足无整体旋转条件的板块运动模型，用于描述地球各块体随时间的变化。ITRS 的建立和维持是由IERS 全球观测网，以及观测数据经综合分析后得到的站坐标和速度场来具体实现的，即国际地球参考框架ITRF 。3.6 国际地球参考框架international terrestrial reference fr

12、ame; ITRFITRF 是 IERS 的具体实现， 是通过 IERS 分布于全球的跟踪站的坐标和速度场来维持并提供用户使用的。 该框架是目前国际上公认度最高、 被广泛采用的地球参考框架。 IERS 每年将全球各站的多种观测数据 （VLBI 、SLR、GNSS、DORIS等）进行综合处理分析， 得到一个 ITRF 框架，并以 IERS 年报和 IERS 技术备忘录的形式发布。现已发布的 ITRF 系列有： ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、ITRF92、ITRF93 、ITRF94、ITRF96、ITRF97、ITRF2000、ITRF2005、ITRF2008、ITR

13、F2014。3.7 岁差axial precession地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体， 其锥角等于黄赤交角 23.5o，旋转周期为26000 年，这种运动成为岁差，是地轴方向相对于空间的长期移动。3.8 章动nutation月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对于黄道有约5o的倾斜，这使2得月球引力产生的转矩的大小和方向不断变化， 从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加 18.6 年的短周期圆周运动，振幅为 9.21，这种现象称为章动。3.9 极移polar motion地球自转轴与地面的交点称为地级，地级的移动称为极移。3.10日长变化variations of

14、length of day地球自转是不均匀的， 存在着多种短周期变化和长期变化， 短周期变化是由于地球周期性的潮汐影响， 长期变化表现为地球自转速度缓慢变小。 地球自转速度的变化，导致日长的视扰动并缓慢变长， 从而使以地球自转为基准的时间尺度发生变化。3.11世界时universal time; UT以格林尼治子夜起算的平太阳时称为世界时， 未经任何改正的世界时表示为UT0，经过极移改正的世界时表示为 UT1 ，进一步经过地球自转速度的季节性改正后的世界时表示为 UT2 。3.12地球旋转参数 earth rotation parameters; ERP描述地球自转速度变化的参数和描述极移的参

15、数称为地球自转参数，EOP即为 ERP 加上岁差和章动。3.13地球定向参数 earth orientation parameters; EOP描述地球自转运动规律的参数（岁差、章动、极移、地球自转速度变化）称为地球定向参数。3.14与接收机无关的交换格式receiver independent exchange format;RINEXRINEX 是一种在 GPS 测量应用中普遍采用的标准数据格式，该格式采用文本文件形式存储数据，数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。3.15与解无关的交换格式solution independent exchange format; SINEX为了便

16、于对不同观测数据进行联合处理，IGS 提出了与数据解类型无关的交换格式 SINEX ， SINEX 文件包含 GNSS、VLBI 、 SLR 等所提供的基线解算或者是网平差后的点位坐标、点位协方差、点位先验坐标、点位先验方差信息等。3.16连续运行基准站continuously operating reference stations; CORS由 GNSS 设备，气象设备，电源设备，通信设备，计算机等设备以及观测墩、观测室、工作室等基础设施构成， 具备长期连续跟踪观测和记录卫星信号的能力，3并通过数据通信网络定时或实时将观测数据传输到数据中心。3.17观测时段 observation ses

17、sion测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔，简称时段。3.18平均相位中心 average phase center天线的瞬时相位中心是随着卫星信号的方位角和天顶距的变化而变化，而天线瞬时相位中心的平均值称为平均相位中心。3.19天线参考点 antenna reference point; ARP天线相位中心变化模型的参考点，一般定义为天线基座底部。3.20天线相位中心偏差 phase center offset; PCO天线相位中心偏差指的是天线的平均相位中心与天线参考点之间的偏差。3.21天线相位中心变化 phase center variation; PCV天线相位中心

18、变化指的是天线的瞬时相位中心与平均相位中心的差值。3.22单天解 daily solution利用观测时段为一天的数据解算得到的结果为单天解。3.23基线解 baseline solution利用由 2 台或 2 台以上的 GNSS 接收机所采集的同步观测数据形成的差分观测值，通过参数估计的方法所计算出的两两接收机间的三维坐标差， 称为基线解。 3.24 测站坐标时间序列 coordinate time series of stationsGNSS 测站坐标时间序列是指对复测或连续观测的GNSS数据经过高精度处理后得到的按时间顺序排列的测站位置信息序列。3.25测站速度场velocity fi

19、eld of stationsGNSS 速度场是指描述一组GNSS 测站在空间中作线性运动的矢量场.坐标参考框架本节主要给出国际上和我国当前使用的坐标参考框架， 主要包括 ITRF2008、CGCS2000、 1980 西安坐标系、 1954 年北京坐标系、地方独立坐标系等。4.1 ITRF2008ITRF2008 由 IERS 提供，基于 4 种空间大地测量技术VLBI ，SLR， GPS 和DORIS 的长期观测数据综合处理后得到，是国际地球参考框架的一种新的实现。4.2 CGCS20004原点在地心的右手地固直角坐标系，Z 轴为 IERS 定义的参考极方向， X 轴为 IERS 定义的参

20、考子午面与垂直于 Z 轴的赤道面的交线， Y 轴与 Z 轴和 X 轴构成右手正交坐标系，参考历元为 2000.0。其地球正常椭球长半径为 6378137m，地心引力常数为 3.986004418 1014 m3 s 2 ，扁率为 1/298.257222101，地球自转角速度为 7.29211510 5 rads 1 。4.3 1980 西安坐标系1978 年 4 月在西安召开全国天文大地网平差会议，确定重新定位，建立我国新的坐标系， 1980 国家大地坐标系。西安80 是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立西安80 坐标系时有以下先决条件：（1）大地原点在我

21、国中部，具体地点是陕西省泾阳县永乐镇； （ 2）西安 80 坐标系是参心坐标系，椭球短轴 Z 轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面； X 轴在大地起始子午面内与 Z 轴垂直指向经度 0 方向； Y 轴与 Z、 X 轴成右手坐标系；（ 3）椭球参数采用IUGG1975 年大会推荐的参数，因而可得西安80 椭球最常用的几何参数为：长半轴a=6378140m，地 心引 力常数 GM3.98600510141014 m3 / s2 ， 扁率 =1/298.257，地球重力场二阶带球谐系数J21.08263 10 3 ，地球自转角速度7.292115 10 5

22、rad / s。椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数；（4）多点定位；（5）大地高程基准采用 1956 年黄海高程系。4.4 1954 年北京坐标系1954 年北京坐标系实质上是由原苏联普尔科沃为原点的 1942 年坐标系的延伸，采用苏联克拉索夫斯基椭球， 在 1954 年完成测定工作的， 所以叫 1954 年北京坐标系。地方独立坐标系：在城市测量和工程测量中， 若直接在国家坐标系中建立控制网， 有时会使地面长度的投影变形较大， 难以满足实际或工程上的需要。 因此，需要建立地方独立坐标系。地方独立坐标系一般只是一种高斯平面坐标系， 是一种不同于国家坐标系的参心坐标系，建立地

23、方独立坐标系，需要确立坐标系的一些有关的元素，例如中央子午线， 投影面正常高等， 并根据这些元素和地面观测值求定各点在该坐标系中的坐标值。5原始观测数据整理与数据预处理本节主要对原始数据的类型和格式等以及初步质量检查给出相应的规范，包括原始数据保存的格式， 数据应包含的观测值类型、 观测值的截止高度角、 能观测到的卫星数、多路径效应等。5.1 数据格式原始数据应包括GNSS 观测数据和气象数据。数据文件名称应按照标准RINEX 格式输出。其他格式必须先转换成 RINEX 格式。文件名命名格式为 xxxxdoyn.yyo ，其中 xxxx 为 4 个字符的测站名， doy 为年积日， n 为时段

24、编号，若为 0 则表示全天的数据， yy 为两位数字的年， o 代表文件类型为 RINEX 格式。也可以为 RINEX 文件格式的压缩文件格式 xxxxdoyn.yyd 文件来保存。5.2 观测值类型观测数据应包括至少两个频率的相位和伪距观测值。5.3 数据整理数据处理之前，要对搜集到的数据进行整理，主要包括（ 1）RINEX 文件中的测站名应与文件名中测站名保持一致； （2）天线、天线罩、接收机类型名称要与 IGS 标准的命名保持一致；（ 3）天线偏差信息定义为天线参考点相对于标石中心的偏差。另外，外业观测单位要提供测站环视图、外业观测记录、测量手薄及天线更换记录，以便于内业的数据处理和问题

25、排查。5.4 质量检查检查的内容应包括数据的观测时间长度、截止高度角、多路径效应强弱等。 GPS 观测每天应有不少于 12 小时的数据记录，接收机的采样率、卫星观测截止角、最少卫星数的设置应符合要求。利用TEQC 软件对数据进行初步检查，观测数据多路径效应MP1、MP2 小于 1m，且数据可用率应大于90%。单天解本节将针对单天解（包括基线模式和坐标模式）用到的软件、处理策略、结果分析等方面给出详细的规范。6.1 数据处理软件数据处理应采用目前国际同行公认的高精度数据处理软件，本规范推荐的软件为： GAMIT 、BERNESE、GIPSY、EPOS、 PANDA 。小范围内少数基准站数据处理也

26、可选用商业随机软件。66.2 一般原则参考框架在 GNSS 精密数据处理中，将ITRF 作为计算过程的坐标参考框架。星历采用精密星历，推荐使用IGS 提供的精密星历，可根据不同目的选用事后精密星历、快速精密星历或预报精密星历。联测的基准站国家级基准站网需联测全球站，省级、城市级和行业级基准站网需联测全球站或国家级站，一般联测的全球站为IGS 站。对于国家级、省级、城市级的基准站网数据处理联测的数据有不一样的要求，本节将对不同基准站网联测的基准点给出标准。国家基准站网国家级基准站网覆盖我国领土及领海，全国范围内均匀分布，站间距100km200km，满足国家地心坐标参考框架建设和维持的需要，并兼顾

27、社会发展、经济建设、自然条件和定位服务需求等因素。对于国家级基准站网， 必须联测中国区域及周边均匀分布的不少于 10 个全球 IGS 站，建议联测的全球 IGS 基准站包括：BJFS、SHAO、CHAN 、WUHN 、URUM 、LHAZ 、KUNM 、USUD、SUWN 、 TWTF 、POL2、 KIT3 、 ULAB 等。省级基准站网省级基准站网应满足区域地心坐标参考框架建设的需要， 均匀覆盖省、自治区、直辖市等行政区域， 并兼顾地方经济发展现状、 自然条件和定位服务需求等因素。对于省级基准站网，必须联测周边均匀分布约 10 个国家级基准站或全球 IGS 站（其中至少含有 3 个国家级基

28、准站），建议联测的全球 IGS 基准站参考，可根据地域范围适当选择。城市基准站网省级基准站网应满足区域地心坐标参考框架建设的需要， 在该市范围内均匀覆盖，站间距 3050km，并兼顾地方经济发展现状、 自然条件和定位服务需求等因素。对于省级基准站网， 必须联测周边均匀分布的约 10 个国家级 /省级基准站或全球 IGS 站（其中至少含有 3 个国家级 /省级基准站），建议联测的全球 IGS 基准7站参考，可根据地域范围适当选择。行业基准站网行业基准站网的布设应根据行业服务目标进行设计，参照国家级、省级和城市级基准站网。一般解算策略每个单天解求解时，根据需要，可主要考虑如下因素：（1） 卫星和接

29、收机天线相位中心改正:接收机天线L1、L2 相位中心偏差采用 IGS 的绝对天线相位中心改正模型；（2） 测站位置的潮汐改正：考虑海潮、固体潮、极潮等潮汐改正；（3） 卫星轨道：对于国际级基准站网应顾及卫星轨道误差，求解卫星轨道初值和光压参数；对于省级、城市级和行业级基准站不考虑轨道误差，即固定轨道；（4） 地球定向参数：国家级、省级基准站网需考虑地球自转参数。即估计轨道时，需同时估计地球自转参数。城市级和行业级可根据情况确定，一般固定地球自转参数。（5） 截止高度角： 10 度或 15 度；（6） 历元间隔； 15 秒或 30 秒；（7） 观测值定权策略：根据卫星高度角来定权。6.3 解算设

30、置及质量评定本节主要针对双差模式和非差模式的相关特殊设置及其结果精度评定给出相应的规范。双差模式双差模式主要指采用GAMIT 、BERNESE 及一些商用软件等进行基线解算。数据处理策略本节的数据处理策略是基于的一般解算策略的。对于站间距小于一定距离（例如 5Km ）的观测网，双差模式可以仅采用一个频率或者同时采用多个频率的原始观测值形成双差观测值。 此时一般不估计对流层延迟参数。 若站间距大于一定距离 （如 15km），则需要采用无电离层组合观测值形成双差观测值。 此时一般要估计对流层延迟参数 （建议 2 小时或 4 小时估计一个对流层延迟参数） 。本节将对这两种情况下的设置给出详细的处理规

31、范。8双差观测值对于短基线（ 5km 以内），如果是单频接收机，可采用L1 观测值，如果是双频接收机可采用L1 或者 L1 和 L2 观测值；对于中长基线（大于5km），建议采用 LC 组合观测值。在实际应用中，可根据实际情况而定。对流层估计策略对于短基线（ 5km 以内），对流层延迟可以直接通过双差消除；对于中长基线（大于 5km），可采用随机游走模型或分段线性函数方法，每隔2 小时或 4 小时附加一个天顶对流层延迟参数。在实际应用中，可根据实际情况而定。模糊度固定模糊度固定可采用Decsicion Function 的方法来固定宽窄巷模糊度。质量评定质量评定分为内符合和外符合两种。质量评定

32、服从先检查内符合， 再检查外符合的原则。内符合主要检查模糊度固定成功率、残差、单位权中误差、同步环闭合差等，外符合主要检查不同时段间的重复基线较差、异步环闭合差等。 本节主要针对内、外符合给出相应的计算方法和指标等。（1）内符合(a)模糊度固定成功率对于国家、省级基准站网，宽、窄巷模糊度固定成功率一般应分别在85%、80%以上，对于城市、行业级基准站网，宽、窄巷模糊度固定成功率一般应分别在 90%、 85%以上。(b)残差模糊度固定后，残差的rms 值应小于 1.5cm。(c)同步环闭合差采用 GAMIT ，Bernese等网解模式的高精度数据处理软件时，同步环闭合差为 0，不需要同步环闭合差

33、检验。但对于单基线解模式的商业软件，需要检验其同步环闭合差，模糊度固定后同步环闭合差应满足：9Wx35Wy35Wy35式中：基线测量中误差， 单位为 mm，采用外业测量时使用GPS 接收机的标称精度。（2）外符合(a)重复基线较差各时段解向量的重复性反映了基线解的内部精度， 是衡量基线解质量的一个重要指标，复测基线长度较差应满足：ds2 2式中：基线测量中误差， 单位为 mm，采用外业测量时使用GPS 接收机的标称精度。(b)异步环闭合差基线处理结果，异步环闭合差应满足：Wx3 nWy3 nWy3 nWS3 3n式中：闭合环边数；基线测量中误差， 单位为 mm，采用外业测量时使用GPS 接收机

34、的标称精度。非差模式非差模式主要指采用GIPSY、EPOS、 PANDA 等软件进行非差解算的情况。其处理时与双差模式有不同之处，应该单独给出相应的标准。10数据处理策略本节的数据处理策略是基于的一般解算策略的。观测值类型无电离层 (LC) 组合观测值 ;钟差基准估计接收机钟差和卫星钟差；对流层参数估计设置采用随机游走模型或分段线性函数方法，每隔 2 小时或 4 小时附加一个天顶对流层延迟参数；模糊度固定策略模糊度固定可采用Decsicion Function 或 LAMBDA的方法来固定宽窄巷模糊度。质量评定同样质量评定从内外符合的角度来进行。非差模式下内符合主要包括模糊度固定成功率、 残差

35、值、单位权中误差等。 外符合主要包括不同单天解之间消去系统偏差后的坐标较差等。本节将正对这些给出相应的计算方法和标准。（1）内符合(a)模糊度固定成功率参考双差模式下的模糊度固定成功率。(b)残差模糊度固定后，残差的rms 值应小于 1.5cm。（2）外符合解算结果的天与天之间的坐标重复性，在平面分量小于3mm，高程分量小于 6mm。6.4 单天解结果文件格式单天解结果以SINEX 格式保存或者可以与SINEX 格式转换的软件格式保存。多天解综合及其基准定义本节主要针将多天解进行综合， 并为最终的综合解给定某一基准的整个过程给出相应的标准规范。117.1 数据处理软件推荐采用 GLOBK 、P

36、owerNetwork 等软件。7.2 松弛解为了将多个单天解合并， 首先需要将含有一定基准或弱基准的单天解中的基准去掉或者弱化。没有先验约束或先验坐标约束大于 10m 时，可认为这将不影响结果的合并，并称这种解为松弛解。7.3 多天解综合将单天解的 SINEX 结果去除约束后，采用法方程叠加合并或 Kalman 滤波的方法将多个单天解进行合并， 合并时，坐标、地球自转参数等需要进行不同的处理，如地球自转参数天与天之间是否连续等。本节将给出相应的规范。坐标约束一般测站建议给予10m 的先验坐标约束。根据需要，对于部分具有高精度已知坐标的基准站，可以给予毫米级的强约束，甚至固定。地球自转参数的约

37、束各地球自转参数（极移参数和UT1）及其变化率的约束量一般设为100mas和 10mas/day。7.4 基准定义由于松弛解是弱基准或者无基准的状态， 其仅保证了测站间相对位置关系正确，但整体可能存在系统偏差。 因此需要选择一组全球或区域的基准站用于基准定义。通过估计综合解与坐标参考框架（ ITRF ）点间的相似变换参数（包括平移参数、旋转参数和尺度参数），将松弛的综合解转换至相应的坐标参考框架下。本节将针对基准点的选取、 异常基准点的排除、 结果质量评定等给出相应的规范。质量评定主要需要将一些已知的基准点作为检核点进行评定。基准点的选取根据测区范围， 要求在测区范围内选取至少 4 个测站作为

38、基准站， 而且基准站最好要均匀分布在测区范围内。异常基准点的排除根据基准转换残差， 可以排除异常基准点， 并再次进行基准转换， 直至满足设定的要求。质量评定可根据最终参与基准转换的测站数量以及转换后验残差的RMS 值来评定基12准定义结果的质量。 在实际应用中， 应根据作为起算的基准站精度的实际情况而定。7.5 成果文件格式成果以 SINEX 的格式或者可以与SINEX 格式转换的软件格式保存。基准站坐标时间序列获取坐标时间序列是 GNSS 连续运行基准站数据处理的一种重要产品， 能反映测站的线性和非线性运动。 分析坐标时间序列， 不仅能够评估基准站的稳定性， 而且有助于坐标参考框架建立和维持

39、、地球动力学等研究。本节主要针对时间序列的生成、预处理、分析等过程给出相应的要求。8.1 基准站坐标时间序列生成为了在全球（国家）统一框架下形成坐标时间序列， 需要先将基准站数据与全球的 IGS 站一起处理或者将松弛解结果与全球松弛解合并，然后将其约束到统一的全球（国家）基准下。合并单日松弛解将各单天解松弛解与国际 IGS 分析中心（如 MIT 或 SOPAC）等机构提供的全球松弛解合并。 合并仅针对同一天内的松弛解。 本节将给出合并时一些参数设置和结果质量的评定。基准定义选取合适的全球稳定基准站作为基准点，进行基准定义，参考7.4 节。8.2 基准站时间序列预处理基准站坐标时间序列中常存在粗

40、差， 需要在时间序列分析前予以剔除。 粗差识别常用的统计指标包括时间序列残差的中误差和四分位距等。8.3 基准站时间序列分析除了线性变化外， 基准站坐标时间序列还包含非线性变化。 非线性变化包括周年、半周年周期变化、阶跃、震后弛豫等。基准站周期性运动分析可以采用傅里叶谱分析、 周期图或小波分析等方法， 分析基准站坐标时间序列的周期性运动特征。基准站最优噪声模型基准站时间序列的噪声包括白噪声和有色噪声。可通过极大似然估计等方法确定基准站坐标时间序列的最优噪声模型。13基准站运动速度场当时间序列有一定跨度（一般大于 3 年）时，可计算基准站的速度场。速度场是建立动态坐标参考框架和研究地球动力学等基

41、础。 本节将针对速度场的计算相关过程给出相应的要求。9.1 预处理分析基准站坐标时间序列， 剔除异常值，标记因设备更换或地震等原因导致的阶跃发生的历元。9.2 速度场计算综合多单天解，通过估计综合解与坐标参考框架（ ITRF ）点间的相似变换参数（包括平移参数、旋转参数和尺度参数）及其随时间的变化率，将松弛的综合解转换至相应的动态坐标参考框架下。基准站速度场一般可以用两种形式来表示。 一种是相对于某一个全球 （或国家）参考框架（如 ITRF2008、CGCS2000）的运动量；另一种是相对于某一个板块或者某一个基准站的运动量。参考框架间转换关系的确定10.1GCGS2000 框架与 ITRF

42、系列框架的转换获得了基准站在ITRF 框架下的坐标和速度场后，通过归算，可得到其在CGCS2000 框架下的坐标。10.1.1 赫尔默特 7 参数变换赫尔默特 7 参数变换包括3 个平移参数，3 个旋转参数和一个尺度变化参数，共计 7 个参数，相应的坐标变换公式为：X21ZYX2X 0Y21 mZ1XY2Y0Z2YX1Z2Z0式中：X 0 、Y0 、Z0 为 3 个平移参数，X 、 Y 、 Z 为 3 个旋转参数， m 为尺度变化参数。异常点的排除为保证成果的精度， 需要对转换后的控制点成果进行残差排除，控制点成果的残差剔除采用了两种方法： 剔点法和加点法 （以 CGCS2000与 ITRF

43、转换为例）：14剔点法的基本思路是：利用所有控制点的ITRF 成果和 CGCS2000成果，采用七参数模型，求 ITRF坐标系到 CGCS2000坐标系的转换参数；利用所求得的转换参数将参与求转换参数点的ITRF 坐标转换到CGCS2000坐标；求转换所得的 CGCS2000坐标与已知的CGCS2000坐标的残差；剔除残差最大的点， 重新执行 - ，直到所有参与求转换参数点的点位残小于 3cm，此时剩下的点为满足要求的起算点。加点法的基本思路是：找出可靠性最好 （或是目前常用的） 两个点，利用七参数模型求ITRF 坐标系到 CGCS2000坐标系的转换参数；利用 所求 得的 转 换参数 将所有

44、 控制点的ITRF 坐标转 换到CGCS2000坐标系下；求转换所得的 CGCS2000坐标与已知的 CGCS2000坐标的残差；找出残差最小的点，加入求转换参数的点中，重新执行- ，直到所有参与求转换参数点的点位残差小于3cm，此时剩下的点为满足要求的起算点10.2GCGS2000 框架与二维坐标系的转换包括 GCGS2000 框架与 1980 西安坐标系、 1954 年北京坐标系、（城市）独立坐标系等二维坐标系之间的转换相似变换坐标系统（基准）的相似转换原理是利用两种不同坐标系坐标 （或同一坐标系统的新老两套不同成果） 的重合点，根据数学模型进行拟合转换， 得出转换函数，然后，计算出待定点

45、坐标。对于区域较小的坐标系统转换，可采用平面四参数转换模型，该方法具有一定的代表性，比较常用，精度也较高。由于 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系是一个平面和高程相对分离的系统，而且其主要维持的是一套平面的坐标体系。 CGCS2000 坐标是一套空间坐标体系，投影到平面上的 CGCS2000坐标可以与 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系进行转换。平面坐标系统之间的相互转换实际上是一种二维转换。 一般而言，两平面坐标系统之间包含四个原始转换因子， 即两个平移因子、 一个旋转因子和一个尺度15因子。四参数转换模型为、 “ 4 参数”法（参心平移量：x 、y ；尺度比： m

46、；旋转量：）Ty CGCS2000 为某点在 CGCS2000 系下投影后的平面坐标；Txy 54/80 为该点在 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系下的平面坐标；Ty 为 CGCS2000 坐标系转换到 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系的平移参数；为 CGCS2000坐标系转换到 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系的尺度参数。由 CGCS2000 坐标系转换到 1954 年北京坐标系、 1980 西安坐标系的转换关系为：xcossinxx(1 m)()y 54/80sincosy CQCS2000y异常点的排除为保证成果的精度， 需要对转换后的控制点成果

47、进行残差排除， 控制点成果的残差剔除采用了两种方法：剔点法和加点法 ( 以 CGCS2000和 1980 西安坐标转换为例)。剔点法的基本思路是： 利用所有控制点的CGCS2000 坐标系成果和1980 西安坐标系成果，采用四参数模型，求CGCS2000坐标系到 1980 西安坐标系的转换参数； 利用所求得的转换参数将参与求转换参数点的CGCS2000 坐标转换到1980 西安坐标系下的坐标； 求转换所得的 1980 西安坐标系坐标与已知1980西安坐标系坐标的残差； 剔除残差最大的点，重新执行 -，直到所有参与求转换参数点的点位残小于 5cm，此时剩下的点为满足要求的起算点。加点法的基本思路

48、是：找出可靠性最好（或是目前常用的）两个点，利用四参数模型求 CGCS2000 坐标系到 1980 西安坐标系的转换参数；利用所求得的转换参数将所有控制点的 CGCS2000 坐标转换到 1980 西安坐标系下的坐标；16求转换所得的 1980 西安坐标坐标与已知的1980 西安坐标系坐标的残差；找出残差最小的点，加入求转换参数的点中，重新执行-，直到所有参与求转换参数点的点位残差小于5cm，此时剩下的点为满足要求的起算点。移动坐标转换坐标移动转换法的基本思路是 :以流动点为中心，采用一定的距离为半径画圆形成一个搜索范围， 选取该范围内的已知点坐标， 求取坐标转换参数， 然后利用这套参数对流动

49、点坐标进行转换。 对于一个区域， 不需求取统一的区域转换参数，只需对每个点按上述思路进行坐标转换即可。 由于在求转换参数时， 并不是一个区域的所有已知点都参与计算，而是根据需要将离中心点 (待转换点 )一定距离范围内的点筛选出来参与求解， 距离范围的设定根据实际情况而定。 这样确定的转换参数不但转换精度高，而且也能统一到所需要的基准上。转换参数既可以是四参数，也可以是七参数。流程图如下图所示：坐标移动转换流程图提交的成果外业观测及内业数据处理完成后，应进行成果检查并上交有关资料，如果数据处理工作也是由外业观测单位自己来完成的，那么成果检查和上交资料可在数据处理工作结束后进行。 如果外业观测工作

50、结束后， 数据处理工作交由专门机构来进行，则上交外业观测资料时也应对外业观测资料进行检查验收。成果检查的重点为：实施方案是否符合规范和技术设计要求；补测、重测和数据剔除是否合理；数据处理软件是否符合要求，处理项目是否齐全，起算数据是否准17确；各项技术指标是否符合要求。完成成果检查后，应对成果进行上交，上交资料包括：测量任务书或测量合同书、技术设计书；点之记、测站环视图、测量标志委托保管书、选点资料和埋石资料。接收机、气象仪器及其它仪器的检验资料；外业观测记录、测量手簿及其它记录；数据处理中生成的文件、资料和成果表；GPS 网展点图；技术总结和成果验收报告。注意：若数据处理工作由专门机构来进行

51、，则外业作业单位在上交观测数据时，除不含第（ 5）项外，第（ 7）项也仅含外业观测工作。18附录 A（规范性附录）GPS观测记录手簿点号点名图幅编号观测记录员日期段号观测日期接收机名天线类型及其称及编号编号存储介质编备份存储介质号及文件名编号近似纬度近似经度近似高程H：米采样间隔开始时间：结束时间：天线高测定天线高测定方法及略图测前 e：m测中 e：m测后 e：m平均值：m天线常数值 d：m天线高 e+d：m记事19附录 B（资料性附录）ITRF 框架转换参数及其速率B.1 转换参数符号表示及单位表 B.1转换参数符号表示及单位转换参数平移参数尺度参数旋转参数参考历元符号表示TxTyTzDRx

52、RyRzt0计量单位毫米（ mm）10-9 (ppb)毫角秒（ mas，0.001 ）速率符号TxTyTzDRxRyRz计量单位毫米/ 年10-9 / 年毫角秒/ 年（mm/y）(ppb/y)(0.001/y)B.2 从 ITRF2000 转换到 ITRFyy 的转换参数与速率表 B.2 从 ITRF2000 转换到 ITRFyy 的转换参数与速率ITRFyyTxTyTzDRxRyRz速率TxTyTzDRxRyRzt 0(rates)ITRF976.76.1-18.51.550.000.000.001997.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF966.76

53、.1-18.51.550.000.000.001997.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF946.76.1-18.51.550.000.000.001997.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF9312.76.5-20.91.95-0.390.80-1.141988.0rates-2.9-0.2-0.60.01-0.11-0.190.07ITRF9214.713.5-13.90.750.000.00-0.181988.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF9126.727.5-19

54、.92.150.000.00-0.181988.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF9024.723.5-35.92.450.000.00-0.181988.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF8929.747.5-73.95.850.000.00-0.181988.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.02ITRF8824.711.5-97.98.950.100.00-0.181988.0rates0.0-0.6-1.40.010.000.000.0220B.3 ITRF2005 到 ITRF2000 的转换参数及其速率表 B.3 ITRF2005 到 ITRF2000 的转换参数及其速率转换参数TTyTDRRyRxzxz速率t0TxT