本文關(guān)鍵詞：國家大地參考框架動(dòng)態(tài)維持理論與方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國家大地坐標(biāo)系的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)發(fā)展息息相關(guān),先前建立在參考橢球面上的國家大地坐標(biāo)系大都屬于二維參心坐標(biāo)系。隨著科技進(jìn)步,尤其是以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)為代表的現(xiàn)代空間技術(shù)的迅猛發(fā)展,這些參心坐標(biāo)系已不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,迫切需要建立與GNSS相適應(yīng)的地心坐標(biāo)系。因此,各個(gè)國家為陸續(xù)建立和采用了以地心坐標(biāo)系作為新一代的國家大地坐標(biāo)系的坐標(biāo)系更新?lián)Q代工作,隨著國家大地坐標(biāo)系的更新,作為國家大地坐標(biāo)系具體實(shí)現(xiàn),以GNSS技術(shù)為觀測(cè)手段的國家大地參考框架的高精度動(dòng)態(tài)維持也需要納入常態(tài)化。地心坐標(biāo)系作為國家大地坐標(biāo)系,原點(diǎn)是位于包括海洋和大氣的整個(gè)地球質(zhì)量中心,是最符合描述地球運(yùn)動(dòng)規(guī)律的大地坐標(biāo)系。國家大地坐標(biāo)系從建立到在國民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用,不僅需要確定坐標(biāo)系的定義、參考框架的建設(shè)、坐標(biāo)系的啟用,參考框架的持續(xù)精化與動(dòng)態(tài)維持更是坐標(biāo)系高精度的必不可少的保證。因?yàn)?作為國家大地坐標(biāo)系的具體實(shí)現(xiàn),國家大地參考框架的精度和穩(wěn)定性直接決定著利用國家大地坐標(biāo)系所表示的空間信息的精度和可靠性。因此,本文針對(duì)國家大地參考框架的動(dòng)態(tài)維持基本理論與方法開展相關(guān)研究。論文的主要研究工作與貢獻(xiàn)如下：(1)論文對(duì)國內(nèi)外參考框架的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概述,介紹了ITRF2008、 WGS84、IGS08、NAD83等全球的以及區(qū)域(國家)大地參考框架的最新進(jìn)展。同時(shí),作為比較,分析了我國國家大地坐標(biāo)系的參考框架的基本構(gòu)成。進(jìn)而給出一個(gè)完整的國家大地參考框架的組成部分,以及國家大地參考框架建立維持的基本理論與方法。(2)大規(guī)模GNSS網(wǎng)分區(qū)精密數(shù)據(jù)處理方法。精確的坐標(biāo)是國家大地參考框架體系基本要素。以GNSS技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)觀測(cè)的國家大地參考框架點(diǎn)大都屬于大規(guī)模GNSS網(wǎng)型架構(gòu),因此,在國家大地參考框架維持過程中,面對(duì)如此大規(guī)模GNSS網(wǎng),在為框架精化而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),所采用的數(shù)據(jù)處理策略和分區(qū)策略都會(huì)是影響到框架的精度重要因素。因此,本論文對(duì)構(gòu)成國家大地參考框架的大規(guī)模GNSS網(wǎng)精密數(shù)據(jù)處理方法開展研究,通過選取適用的框架基準(zhǔn)站點(diǎn)以及適用的數(shù)據(jù)處理策略,對(duì)國家大地參考框架網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行平差計(jì)算,獲得高精度的國家大地參考框架點(diǎn)坐標(biāo)及速度場(chǎng)。(3)區(qū)域板塊運(yùn)功模型構(gòu)建方法。板塊運(yùn)動(dòng)模型是國家大地參考框架體系的重要組成部分。利用板塊模型,可以實(shí)現(xiàn)框架點(diǎn)當(dāng)前歷元到參考?xì)v元的歸算。考慮到大范圍的地殼板塊數(shù)量多、運(yùn)動(dòng)不一致的特點(diǎn),以我國大陸地區(qū)為例,對(duì)區(qū)域板塊建模方法進(jìn)行了分析研究,將我國板塊劃分為七個(gè)一級(jí)板塊、二十個(gè)二級(jí)板塊,利用歐拉矢量分別對(duì)一、二級(jí)板塊建模,并利用2000國家大地坐標(biāo)系對(duì)建立的區(qū)域板塊模型CPM-CGCS2000進(jìn)行了評(píng)估驗(yàn)證,給出了現(xiàn)框架歷元坐標(biāo)歸算到2000國家大地坐標(biāo)系下的方法,同時(shí)為證明CPM-CGCS200板塊模型與CGCS2000最為匹配,通過坐標(biāo)歸算對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。(4)格網(wǎng)水平速度場(chǎng)模型構(gòu)建。格網(wǎng)速度場(chǎng)模型也是國家大地參考框架體系的必不可少的組成要素之一。針對(duì)像我國2000國家大地坐標(biāo)系的參考框架中連續(xù)運(yùn)行參考站(CORS)分布密度不夠,無法全面反映參考框架的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)的這種情況,對(duì)建立適用于稀疏CORS站的國家大地參考框架的速度場(chǎng)模型進(jìn)行了研究,利用十年的2000國家GPS大地控制網(wǎng)數(shù)據(jù),采用反距離加權(quán)插值法、歐拉矢量法、有限元插值法、最小二乘配置等四種方法,建立了適用于稀疏CORS站的國家大地參考框架的格網(wǎng)速度場(chǎng)模型,通過格網(wǎng)細(xì)化內(nèi)插,可以得到任意一框架點(diǎn)的速度值和坐標(biāo)值,實(shí)現(xiàn)框架的動(dòng)態(tài)維持。(5)顧及非線性變化的國家大地參考框架維持。參考框架點(diǎn)不僅受到線性運(yùn)動(dòng)的影響,同時(shí),非線性運(yùn)動(dòng)也是影響框架點(diǎn)位精度不可忽略的因素之一。本文研究了顧及非線性變化的國家大地參考框架維持方法,通過基于自適應(yīng)的奇異譜分析的國家大地參考框架點(diǎn)非線性運(yùn)動(dòng)建模和預(yù)報(bào),得出了有益的結(jié)論。進(jìn)行非線性運(yùn)動(dòng)建模和預(yù)報(bào),不僅可以提高參考框架的維持精度,也可以為CGCS2000參考框架的動(dòng)態(tài)維持提供依據(jù)。(6)總結(jié)與展望。在論文的最后,通過對(duì)國家大地參考框架維持理論與方法的研究的總結(jié),給出國家大地參考框架需適時(shí)更新的建議。
【關(guān)鍵詞】：國家大地坐標(biāo)系 國家大地參考框架 動(dòng)態(tài)維持 板塊模型 格網(wǎng)速度場(chǎng) 非線性建模
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P226.3
【目錄】：

• 博士生自認(rèn)為的論文創(chuàng)新點(diǎn)6-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-19
• 縮略語19-22
• 第一章 緒論22-32
• 1.1 引言22-23
• 1.2 研究背景及意義23-24
• 1.2.1 研究背景23
• 1.2.2 研究意義23-24
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀24-29
• 1.3.1 國際大地坐標(biāo)系及其參考框架24-28
• 1.3.2 國家大地坐標(biāo)系及其參考框架28-29
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容29-32
• 第二章 國家大地參考框架建立維持的基本理論與方法32-56
• 2.1 全球大地參考框架32-50
• 2.1.1 ITRF33-43
• 2.1.2 WGS 8443-48
• 2.1.3 IGS48-50
• 2.2 國家大地參考框架50-53
• 2.2.1 NAD8350-52
• 2.2.2 CGCS200052-53
• 2.3 小結(jié)53-56
• 第三章 大規(guī)模GNSS網(wǎng)分區(qū)精密數(shù)據(jù)處理方法56-76
• 3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)57-59
• 3.1.1 國家連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)(國家級(jí)CORS)57-58
• 3.1.2 2000國家GPS大地控制網(wǎng)(部分)58-59
• 3.2 基準(zhǔn)站點(diǎn)選取原則59-67
• 3.2.1 七參數(shù)-監(jiān)督分類法60-63
• 3.2.2 站點(diǎn)分布均勻化63-67
• 3.3 超大規(guī)模GNSS網(wǎng)的分區(qū)67-68
• 3.3.1 分區(qū)策略67-68
• 3.3.2 單日數(shù)據(jù)處理68
• 3.4 平差解算68-71
• 3.4.1 國家連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站網(wǎng)平差69-70
• 3.4.2 大規(guī)模GNSS網(wǎng)平差70-71
• 3.5 精度分析71-73
• 3.6 小結(jié)73-76
• 第四章 區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建方法76-94
• 4.1 板塊運(yùn)動(dòng)模型建立方法77-79
• 4.1.1 基本原理77-78
• 4.1.2 研究方法78
• 4.1.3 歐拉矢量計(jì)算方法78-79
• 4.2 國內(nèi)外已有模型79-80
• 4.3 中國地區(qū)板塊運(yùn)動(dòng)特性及劃分80-85
• 4.3.1 中國板塊運(yùn)動(dòng)特征80-81
• 4.3.2 中國及鄰區(qū)板塊劃分81-83
• 4.3.3 中國大陸板塊運(yùn)動(dòng)模型83-85
• 4.4 區(qū)域板塊模型CPM-CGCS2000建立85-88
• 4.4.1 絕對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)模型85
• 4.4.2 站點(diǎn)篩選85-86
• 4.4.3 一級(jí)板塊站點(diǎn)分布及建模86-87
• 4.4.4 二級(jí)板塊站點(diǎn)分布與建模87-88
• 4.5 模型比較與驗(yàn)證88-93
• 4.5.1 評(píng)估原則88-89
• 4.5.2 模型比較89-90
• 4.5.3 坐標(biāo)歸算90-91
• 4.5.4 結(jié)果驗(yàn)證91-93
• 4.6 小結(jié)93-94
• 第五章 格網(wǎng)速度場(chǎng)模型構(gòu)建94-112
• 5.1 建模方法94-99
• 5.1.1 歐拉矢量法94-95
• 5.1.2 有限元插值法95
• 5.1.3 距離加權(quán)反比插值法95-96
• 5.1.4 最小二乘配置法96-99
• 5.2 精度評(píng)估99-104
• 5.3 適用范圍及比較104-108
• 5.3.1 適用范圍104-105
• 5.3.2 模型比較105-108
• 5.4 我國大陸格網(wǎng)水平速度場(chǎng)108-109
• 5.5 小結(jié)109-112
• 第六章 顧及非線性變化的國家大地參考框架維持112-126
• 6.1 框架點(diǎn)非線性運(yùn)動(dòng)影響因素112-116
• 6.1.1 板塊運(yùn)動(dòng)和局部形變112-113
• 6.1.2 流體負(fù)荷與冰川均衡調(diào)整113
• 6.1.3 地心運(yùn)動(dòng)113-114
• 6.1.4 已有處理方法114-116
• 6.2 框架點(diǎn)非線性運(yùn)動(dòng)分析116-121
• 6.2.1 基本原理116-119
• 6.2.2 實(shí)例分析119-121
• 6.3 框架點(diǎn)非線性預(yù)測(cè)121-124
• 6.3.1 建模方法121-123
• 6.3.2 實(shí)例分析123-124
• 6.4 小結(jié)124-126
• 第七章 總結(jié)與展望126-130
• 7.1 總結(jié)126-128
• 7.1.1 精密數(shù)據(jù)處理126-127
• 7.1.2 區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)模型及格網(wǎng)速度場(chǎng)127
• 7.1.3 框架點(diǎn)非線性運(yùn)動(dòng)建模127-128
• 7.2 展望128-130
• 參考文獻(xiàn)130-142
• 攻讀學(xué)位期間的科研成果142-144
• 致謝144

【相似文獻(xiàn)】

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