《CGCS2000板块运动模型的建立（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CGCS2000板块运动模型的建立（学位论文-工学）（119页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分 类 号 : P228.1 密 级： 公 开U D C： 单位代码： 10424学位论文CGCS2000 板块运动模型的建立高 乐申 请 学位级别 ：工学硕士 专 业 名称： 大地测量学与测量工程指 导 教师姓名 ： 成英燕 职 称： 研究员山 东 科 技 大 学二零一一年五月论文题目：CGCS2000 板块运动模型的建立作者姓名： 高乐 入学时间：2008 年 9 月专业名称： 大 地 测 量 学 研究方向：GNSS 数 据 处 理与 测量工 程 与 导航定 位指导教师： 成英燕 职 称： 研究员郑作亚 副教授论文提交日期：2011 年 4 月论文答辩日期：2011 年 6 月授予学位日期
2、：THE CREATION OF CGCS2000 PLATE MOTIONMODELSA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF PHILOSOPHYFromShandong University of Science and TechnologyByGao leSupervisor: Professor Cheng yingyanGeomatics CollegeApril 2011声 明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外
3、，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：高乐日 期：2011-06-12AFFIRMATIONI declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements forthe award of Master of Science in Shandong University of Science andTechnology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. Thedocum
4、ent has not been submitted for qualification at any other academicinstitute.Signature:Date:摘 要全球卫星导航定位技术和地球观测系统在 21 世纪的蓬勃发展，将会使人类对地球的认识达到前所未有的高度，这样就迫切需要以最符合地球运动规律的方一式规定地球参考系统，并建立可供使用的地球参考框架。20 世纪 90 年代以来，以 全球 导航卫星系统(GNSS)为主的现代空间定位技术迅猛发展，地面为主测量技术也发生了根本性变革，迫切需要一种高精度、地心、动态、统一的大地坐标系统作为位置测量的参考系。在此期间，国际大地
5、测量协会(IAG)所属的国际 GNSS 服务中心(IGS) 适时向全球提供了全球地心参考框架 ITRF，并在建立国家地球参考框架和区域性地球参考框架方面作了大量卓有成效的工作。为适应全球地心坐标系统的发展趋势，我国与 2008 年正式 启动了地心坐 标系统2000 国家大地坐标系统(CGCS2000)。本文基于 CGCS2000，初步探 讨了建立和维持我国自主地球参考框架所需关键技术和方法，并利用 28 个国家级 CORS 站数据建立了 CGCS2000 板块运动模型。主要的贡献和研究成果如下：(1)系统介绍了协议地心参考框架的有关内容。参考框架问题实质上是一个坐标系问题。包括 国际地球参考系
6、统及参考框架，尤其是最新的国际地球参考框架 ITRF2008，2000 国家大地坐标系等坐标系统，并详细介绍及解释了它们之间的关系，特别是 ITRF、CGCS2000 以及它们之间的转换方法。(2)对于地球参考框架基准统一，提出了一种将局部区域数据纳入 ITRF 的 新 方 法 。基于新旧两个坐标参考框架下不同历元的台站坐标与速度，以及新旧框架之间的 7个转换参数和转换参数变率的偏导关系 ，旧框架下的坐标与速度的协方差阵可以严密转换到新框架下。以此为基础，在相同历元下，忽略速度和转换参数变率的影响，对上述过程进行适当简化，实现了基于相同历元的坐标协方差阵的严密框架转换。通过这种方法，能够使局部
7、区域数据不必重新处理就能纳入 ITRF 框架，方便利用国际上已有的数据成果。实例表明，使用该种方法，转换后的坐标偏差优于 0.1mm，完全能够满足框架之间转换的要求。对于不同框架间的数据统一，具有一定的借鉴意义。(3)介绍了板块运动模型基本原理， 总结了国内外对中国地区的板块运动研究。在此基础上，对中国大陆及周边进行了板块的重新划分。板块构造运动有两个基本假设：板块具有刚性 ，其内部并不发生明显的塑形形变。板块构造学说主张，地球表面积（或地球半径）并未发生过显著的增加或减小。基于这两个假设，可以引入欧拉定律来描述板块运动。板块运动的研究方法可分为地质与地球物理方法和空间大地测量方法两类。使用
8、这两种方法国内外的研究学者建立了多个不同了运动模型，国际上比较成熟的有 NUVEL1A 、PB2002、APKIM2005 等全球板块运动模型，我国学者也基于 ITRF 建立了 ITRF97VEL、ITRF2000VEL 等模型；同时对中国大陆细化，建立了我国一、二级板块运动模型。在建立模型的过程中，板块边界的确定直接关系到所建模型的精度，本文在国内外对我国地壳运动研究的成果上，对我国及周边进行了重新板块划分，确定了 7 个一级块体。(4)参考框架点的方法研究。目前，使用现代空间大地测量技术，选取国际地球参考架( ITRF ) 和板块运动模型台站的标准具有随意性,直接影响地球参考架和板块运动模
9、型的精度和可信度。本文在前人研究的基础上，总结了一种确定刚体板块内稳定台站选取的系统方法，即首先分析各台站的数据质量，然后利用 7 参数法进行精选，并对精选台站进行监督分类，最后使台站空间分布均匀化，以此选择 GNSS 数据处理中的 IGS 框架点。(5) CGCS2000 板块运动模型的建立及结果分析维持 CGCS2000 主要考虑因素是板块的构造运动，本文利用 28 个国家级 CORS 站水平方向的站坐标与速度建立了基于 CGCS2000 的板块运动模型，其模型精度 达到厘米量级，与国内外的其他模型(ITRF、NUVEL1A 、PB2002、APKIM2005、我国学者符养对中国大陆地区等
10、建立的运动模型)相比也显示了较高的精度。关键词：地心坐标系统；ITRF；CGCS2000 ；国家级 CORS 站；速度场；块体划分；板块运动模型；模型比较ABSTRACTT he tec h nolog y of globa l sate llites navig ation and pos ition ing and earth obs e rvationhas bee n rapid ly de ve lop ing, whic h will he lp people more dee ply unde rst and earth, so it surge nt to def ine th
11、e Terrest rial Ref ere n ce Sys te m a ccord ing to the bes t dis cipline of theearths mot ion and es t ablis h Terrest rial Ref ere nce Frame to prov ide servic e .From 1990s , mode rn ae ros pac e tec h nolog y mainly inc lude d the globa l navig ationsate llite sys te m (G NSS) has bee n de ve lo
12、p ing rapid ly , and the obs e rvation tec h nolog ymainly obs e rve d the earths surf ace has als o a fund ame ntal change ,so its urge nt to need ahig h -prec is ion, geoc e ntric , dynamic , unif or m coord inate sys te m as a ref ere nc e sys te m forpos ition me as ure me nt . In the me antime
13、, Internation a l GNSS Servic e (IGS) prov idesinte rnation a l te rres trial ref ere nc e frame (IT R F). IGS be long s to Inte rnation al Assoc ia tionof Geodes y (IAG) and does a gre at amou nt of wor k for the es t ablis h me nt of nation alref ere nc e frame and loc a l ref ere nc e frame . In
14、orde r to fit the tre nd of de ve lopme nt ofgeoc e ntric coord inate sys te m, ou r cou ntry start formally using geoc e ntric coord inatesys te m-Ch ina Geode tic Coord inate Sys te m(CGCS2000).This pa pe r initially atte mpt s to disc uss how to es t ablis h and maintain ou r cou ntryste rres tri
15、al ref ere nc e frame , and appl ies 28 nation al-le ve l CORS stations to es t ablis h platemot ion mode ls bas ed onCGCS2000. M ain contribu tion and res e arc h res u lts are as follow s :(1)sy stem atica lly introduce the aca dem ic con tents of consu ltative geocen tricref eren ce frame.Ref ere
16、 nce frame is a subs t antially coord inate sys te m. This pa pe r sys te matic a llyintrod uc e s the con te nts abou t ITRS/IT RF, es pec ially new terres trial ref ere nc e frameITR F2008, CGCS2000 and the ir relation betwee n the m, es pec ially the rig id transf or mationbetwee n ITR F and CGCS2000.(2)I n order to rea lize unifying pr inci pl e of terres t rial ref eren ce frame , this pa pe rpu ts for ward a ne w m
