National 2000’ GPS control network of China

An accurately unified national GPS network with more than 2500 stations,named"National 2000' GPS Control Net- work",signed the epoch 2000.0,has been established by integrating the existing six nationwide GPS networks of China set up by differ- ent departments with different objectives.This paper presents the characteristics of the existing GPS networks,summarizes the strategies in the integrated adjustment of the GPS network,including functional model,stochastic model as well as the adjustment principle modifi- cation.By modifying the adjustment strategies according to the characteristics of the existing GPS networks and under the support of the IGS stations,the accuracy of the integrated national GPS network is greatly improved.The datum differences among the sub networks disappear,the systematic error influences are weakened,and the effects of the outliers on the estimated coordinates and their variances are controlled.It is shown that the average standard deviation for the horizontal component is smaller than 1.0 cm,the vertical component is smaller than 2.0 cm,and the three-dimensional (3-D) position of geocenter coordinates is smaller than 3.0 cm.The exterior checking ac- curacy for the 3-D position is averagely better than 1.0 cm.     

Chinese geodetic coordinate system 2000

The basic strategies in establishing the Chinese geodetic coordinate system 2000 have been summarized, including the definition of the coordinate system, the structure of the terrestrial reference frame, the functional and stochastic models involved in the realization of the reference frame as well as the improvements of the adjustment procedures. First, the fundamental frame of the coordinate system is composed of the permanent GPS tracking network in China which is integrated into the international GPS service stations by combined adjustment, in order to guarantee the consistence between the international terrestrial reference system and the Chinese geodetic coordinate system. Second, the extended frame of the coordinate system is composed of the unified 2000＇ national GPS network which is integrated by 6 nationwide GPS networks with more than 2500 stations under the controlling of the fundamental frame. Third, the densified frame is composed of national astronomical geodetic network with nearly 50 thousand stations which was updated by the combined adjustment with the 2000＇ national GPS network, thus the datum of the national astronomical geodetic network has been unified and the precision greatly improved. By the optimal data fusion method the influences of the datum errors, systematic errors and the outliers in the separated geodetic networks are weakened in the unified Chinese geodetic coordinate frame. The significance in application of the new geodetic coordinate system and the existing problems in the reference frame are described and analyzed.     

应用常规技术和GPS技术建立城市独立坐标系的讨论

介绍了应用常规技术建立的以高程面为边长归算参考面的城市坐标系和国家大地坐标系在数据处理方面的异同;以及GPS技术建立城市现代坐标系时区域性椭球的选取和GPS控制网归算到城市坐标系地面网的方法。     

某城区D级GPS静态控制网设计与实施

讨论了某城区D级GPS控制网的建立以及数据后处理的相关问题,采用TEQC软件对GPS观测数据进行预处理,以HD2003软件包进行基线处理及网平差,对基于坐标模式的联合网平差作了一些探讨。     

区域GPS空间基准网的建立

随着GPS的广泛应用，如何提高GPS的定位效率，实现实时定位，已经成为有待解决迫切的问题，目前RTK技术(实时动态全球定位系统)不需要数据的后处理即可快速定位，但在定位之前，需要在足够的已知点上进行观测，计算获得所需区域的坐标系统的转换参数，这在很大程度上影响了RTK的定位效率和点位的相关与一致性，此外，目前许多城市的地方坐标系统与国家坐标系统之间缺乏精确严格的换算关系，结合区域GPS空间基准网的建立项目，阐述了GPS空间基准网的布设与施测、投影与坐标系统转换等相关的数学模型和解算方法，探讨了多套参数的差异与应用，观测分量的误差对于拟合参数精度的影响等问题，并给出了相应的分析数据．基于上述方法可以获得区域统一的、精确的多套坐标系统之间的转换参数，将WGS84的大地坐标与现行实用的坐标系统如1954年北京坐标系统、80西安坐标系统以及地方坐标系统紧密联系起来，从而实现坐标系统之间实时精确的转换，为RTK实时定位奠定基础。     

GPS网与地面网约束条件的序贯平差

采用简洁的方式,导出了固定参数序贯平差的计算公式,并对ＧＰＳ网与地面网中存在的固定边长和固定坐标方位角等约束条件进行序贯平差。结合矿区实例,讨论了约束条件的精度对ＧＰＳ网精度的影响问题。     

GPS地面控制网对横向贯通误差影响的分析

横向误差在贯通测量中至关重要。当地面控制采用GPS网时,其二维平差一般是先将WGS—84椭球(E_0)上的三维向量,经高斯投影公式转换成地方椭球(E_1)上的二维向量后再进行平差,得各GPS点的高斯平面坐标,最后由坐标平移和旋转公式得施工平面坐标。同时也分析了这一数据处理过程对贯通横向误差的影响。图1,表2,参10。     

支持向量机方法在GPS高程转换中的应用

结合GPS测量和水准测量资料，利用支持向量机（SVM）方法对GPS高程进行了转换，并与神经网络和多项式拟合等拟合的结果进行了比较，得出了一些有益的结论．     

GPS高程水准拟合模型与精度分析

为了实现GPS观测时能同时获得实用的三维坐标,必须把GPS测量得到的高程信息,即大地高转换成我国常用的是正常高系统.从几何模型解析逼近的角度出发,结合具体实例研究了解析内插法和数学曲面拟合法,对不同拟合模型进行了精度评价,证明在平原地区GPS高程水准拟合方法能够达到四等水准的要求.     

基于数学曲面法的GPS水准拟合的研究与实现

GPS在测量领域的应用给传统测量带来了历史性变革，但GPS三维坐标中的Z坐标，即大地高未能在生产实际中发挥应有的作用，使得GPS测量在确定平面坐标之后还要在测站上进行几何水准测量。如何能有效利GPS的高程信息，把大地高转换成正常高，直接为测绘生产服务，实观GPS观测时能同时获得实用的三维坐标，值得研究。针对目前GPS水准高程研究的现状，本文引入数学曲面拟合法，并结合实例分析，总结了该拟合模型的优缺点，并给出了一些合理建议。     

Static slip model of the M w 9.0 Tohoku (Japan) earthquake: Results from joint inversion of terrestrial GPS data and seafloor GPS/acoustic data

Based on co-seismic displacements recorded by terrestrial GPS stations and seafloor GPS/acoustic stations, the static slip model of the 2011 Mw 9.0 Tohoku earthquake was determined by inverting the data using a layered earth model. According to a priori information, the rupture surface was modeled with a geometry that is close to the actual rupture, in which the fault dip angle increases with depth and the fault strike varies with the trend of the trench. As shown by the results inferred from the joint inversion, the "geodetic" moment is 3.68 × 10 22 Nm, corresponding to Mw 9.01, and the maximum slip is positioned at a depth of 13.5 km with a slip magnitude of 45.8 m. Rupture asperities with slip exceeding 10 m are mainly distributed from 39.6 to 36.97°N, over a length of almost 240 km along the trench. The slip was mostly concentrated at depths shallower than 40 km, up-dip of the hypocenter. "Checkerboard" tests reveal that a joint inversion of multiple datasets can resolve the slip distribution better than an inversion with terrestrial GPS data only-especially when aiming to resolve slip at shallow depths. Thus, the joint inversion results obtained by this work may provide a more reliable slip model than the results of other studies that are only derived from terrestrial GPS data or seismic waveform data.     

利用VB实现青海海东城市群网络RTK坐标转换

本文根据大地坐标正算模型和似大地水准面模型,针对网络RTK观测的数据,利用Visual Basic 6.0程序语言工具编写了一个坐标转换程序,可以快速、精确地实现2000国家大地坐标系下平面坐标和正常高的计算.文中介绍了大地坐标到平面坐标的高斯投影正算和利用似大地水准面模型计算正常高的原理,分析了程序设计的主要流程,最后用实际算例对程序的转换效果进行了定性分析.     

GAMIT在似大地水准面精化中的应用

为了对在似大地水准面精化中的应用,利用TGO软件解算基线和网平差与GAMIT软件结合TFORM工具两种不同的方法分别处理GPS观测数据,获取大地高,同时利用三等水准数据获取正常高,再利用大地高和正常高的关系,在不考虑重力场模型和重力数据等影响的前提下,用二次曲面方法来拟合高程异常,在某市作了验证,两者的内符合精度相当,均能满足四等水准的精度要求.     

手持GPS坐标系统转换参数的求解方法

不同的测量成果均对应于不同的坐标系。GPS定位结果属于协议地心坐标系,即WGS-84坐标系。而实用的常规测量成果属于国家参心坐标系(北京54坐标系、西安80坐标系)或地方坐标系,因此必须实现GPS测量成果的转换。本文介绍的就是我们在实际工作中求解该参数的方法。     

多参考站网络的虚拟观测值生成算法

讨论了GPS观测值误差改正方法,提出了一种基于多参考站的GPS观测值向流动站用户发布虚拟观测值的算法.该算法通过参考站的已知精确坐标和已经解算的模糊度计算参考站间双差空间相关误差,然后内插局域网内任意一点空间相关误差作为改正数.当只使用3个参考站时使用线性内插法,多于3个参考站时使用曲面拟合或最小二乘平差方法等内插方法.用内插获得的改正数改正离流动站最近的参考站(主参考站)的观测值,形成虚拟观测值,然后发送给流动站用户,流动站用户仍然应用已有的单参考站GPS定位算法进行定位.通过对江苏局域参考站网络收集的实测数据计算分析证明了本文算法的有效性,达到厘米级定位精度.     

基于GPS定位原理的轨道外部几何参数测量系统

 利用GPS 定位全天候、高效率、低成本的特性,设计出一种新型的轨道外部几何参数测量系统.该系统由卫星系统、加载接收机的轨检仪、控制网和GPRS 发射站组成.测量前,先构建边连式同步图形扩展式带状轨道监测控制网,并在现有的轨检仪上加载GPS 接收机.测量过程中,轨检仪沿轨道运动:GPS 控制网中4 个GPS 基站与轨检仪上GPS 流动站实时采集定位信息;定位信息经双差处理和整周模糊度解算后,得到RTK(real-time kinematic)观测量,确立轨道中心线;结合轨检小车测出的轨道内部几何参数和轨道中心线,解算出轨道高程.静态实验与外场试验结果表明:该测量系统自动化程度较高,静态观测误差在0.5 mm 以内,动态误差在15 mm 以内,完全能够满足轨道外部几何参数高精度测量的要求.     

GPS控制网的优化设计研究

GPS观测网在布网方案和平差模型方面都与经典网有许多不同之处,因此,经典网的优化设计不再完全适用于GPS控制网的优化设计。在总结了GPS控制网优化设计内容的基础上,从GPS控制网联测国家高级平面和高程控制点所遇到的实际问题出发,讨论了觇标下、障碍物附近等困难条件下,根据预报星历来设计GPS控制网的网形和观测方案的技术。     

矿区地表变形GPS监测网的动态平差

应用GPS取代传统的地表变形监测网可以提高外业观测的效率。而GPS观测值是三维基线向量,平差结果是地心坐标系的三维坐标。通过多次重复观测数据的动态平差。可获得各监测站的三维移动、三维移动速率,并可求出加速率。本文研究了三维监测网的分期动态平差方位、平差基准的选取和平差成果的利用。     

三维体元拓扑数据模型中空间剖面的定义及坐标转换研究

三维地质建模是当前研究的一个热点和难点课题。在各种三维地质建模的数据模型、建模系统开发及可视化过程中,空间数据在不同坐标系统之间的转换研究意义重大。本文在简要介绍三维体元拓扑数据模型基本建模思路的基础上,着重研究了该模型中空间剖面的定义方法、空间剖面局部坐标与大地坐标及屏幕象素坐标三者之间的换算方法和相应的转换公式。最后,就各坐标系统之间的坐标换算进行了编程验证。     

GPS网与地面网的连接

针对ＧＰＳ定位网与地面网重合点坐标不统一的问题,提出将重合点坐标作为相关观测会值进行平差,求出重合点坐标。应用求出的转换参数进行ＧＰＳ网非线连接点的坐标转换,根据最小二乘推估理论导出推估理论导出推估地面网非连接点坐标改正值的数学模型。达到两网统一坐标系统、相互连接的目的。