城市CORS站轉換到CGCS2000的技術研究

劉敏

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

城市CORS站轉換到CGCS2000的技術研究

劉敏?

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

隨著CGCS2000國家大地坐標系的推廣應用，城市CORS系統在基于現有框架和歷元向CGCS2000轉換問題具有現實意義。目前很多轉換方法都需要聯測已有的CGCS2000坐標起算點，如果缺少起算點，則很難解決。本文提出了通過聯測已有IGS站，測定CORS站速度場，基于特定歷元下不同框架間已知的轉換系數，實現CORS站與CGCS2000坐標轉換關系建立。本文基于GZCORS實例，進行驗證，討論了技術可行性。

CGCS2000；CORS；GZCORS

1 引 言

CORS站是實現和維持城市動態坐標框架最先進、最實用的技術。目前中國城市建立CORS站坐標大多不是基于CGCS2000(基于ITRF97框架，2000.0歷元)。如果不實施轉換，則會對實際點位坐標影響較大，同時隨時間的推移，差異會逐漸增大。

城市CORS向CGCS2000轉換的技術路線一般有以下幾種:①城市CORS與省級CORS站或國內IGS站聯測，前提是聯測的站點有CGCS2000坐標；②與國家級GPSA級或B級網聯測，前提是A級或B級網有CGCS2000坐標；

為解決城市CORS站坐標轉換的實際需要，本文提出了一種在上級控制站點沒有CGCS2000坐標情況下將城市CORS向CGCS2000轉換的方法，并以廣州CORS為實例論證。

2 GZCORS概況及速度場確定

廣州市連續運行衛星定位城市測量綜合服務系統(GZCORS)有8個連續運行基準站、1個監測站和1個數據處理中心，將整個廣州市全市域約8 000 km2范圍全部覆蓋在連續運行的CORS網絡之中。

在計算站點坐標中引入WUHN、LHAS、KUNM、POL2、PIMO、GUAM等6個全球IGS站的同期觀測數據，采用精密星歷進行基線解算和整網平差。獲得的坐標成果是基于ITRF1993框架、1996.365歷元下的坐標。

將現有的ITRF93框架1996.365歷元下的成果轉換到ITRF97框架2000.0歷元下，采用這種方式進行

圖1 GZCORS系統連續運行基準站位置分布圖

轉換必須要知道網中所用各重合點的速度場。本文采用GZCORS站點2011年4月17日～2012年6月17日觀測數據(采樣率15 s)采用BERNESE GPS軟件進行單天PPP定位解，精密星歷采用IGS發布的最終星歷進行計算，獲得各站在ITRF2008框架下的坐標序列；獲得坐標序列后進行時間序列分析，進行粗差剔除等工作，再利用各站的坐標序列進行各站的三維速度參數估計。GZCORS某站點在ITRF2008框架下速度場如表1所示。

GZCORS基準站ITRF2008框架下三維速度場 表1

測定站點的速度場模型后，可以對在同一ITRF框架內不同歷元之間進行坐標轉換。將1996.365歷元轉換至2000.0歷元下坐標，計算公式如下:

X2=X1+(Epoch2-Epoch1)×Vk(1)

式(1)中，X1，X2代表Epoch1，Epoch2歷元下測站三維坐標，Vk為測站速度。因為測定的速度場是基于ITRF2008，該數據直接用于下一節第(3)次轉換中。

完成歷元的統一后，就可以進入基準框架關系的轉換環節。

3 基準轉換關系的確定

各框架的轉換關系是基于特定歷元的，表2所示為ITRF2008轉換至以往舊框架的轉換參數與速率，本文僅截取了相關的數據，完整的轉換參數文件可以從IERS公布的網站下載:Transfo-ITRF2008_ITRFs.txt。

ITRF轉換需要使用到14個轉換參數，即7個轉換參數及7個轉換參數的速率來建立不同ITRF框架的轉換關系。

ITRF2008轉換至以往舊框架的轉換參數與速率 表2

要實現ITRF93，1996.365歷元坐標到ITRF97，2000(CGCS2000)坐標的轉換，需要采用如下步驟:

第一步:采用以上第二行(ITRF2008 TO IRRF93，歷元2000.0)，獲得(ITRF93，1996.365)到(ITRF2008，1996.365)的轉換參數(EPOCH=2000.0)。

P(1996.365)=P(EPOCH)+P×(1996.365 -EPOCH)(2)

設所得的轉換參數為Tx，Ty，Tz，D，Rx，Ry，Rz。

第二步:根據第一步獲得的轉換參數，獲得ITRF93，1996.365(X)到ITRF2008，1996.365(XS)的轉換參數。由于該過程為ITRF2008，1996.365到ITRF93，1996.365轉換過程的逆過程，故其轉換公式為:

第三步:先將ITRF2008，1996.365歷元的坐標，采用測站速度場(在ITRF2008下)信息，將其轉換到ITRF2008，2000.0(t=2000.0，t0=1996.365)；

(4)

通過速度場數據帶入計算，可以實現在同一ITRF框架內不同歷元之間進行坐標轉換。將各坐標轉入統

第四步:將獲得的

，轉換參數直接采用表2第一行參數

(ITRF2008 TO IRRF97，歷元2000.0)，轉換公式如下所示:

第五步:通過以上轉換過程，得到GZCORS在CGCS2000(ITRF97，2000.0)下的空間直角坐標坐標。轉換后8個GZCORS坐標與原坐標的差值如圖2所示，可知X方向偏移是Y，Z兩個方向偏移量的3倍。

圖2 GZCORS基準站CGCS2000坐標與原坐標的差值

4 結 語

城市建立CORS站坐標轉入CGS2000(基于ITRF97框架，2000.0歷元)的關鍵環節在于確定測站的速度場信息。本文采用了PPP估算ITRF2008框架下速度場來統一歷元坐標。

在精度要求不高的情況下，又缺乏CORS歷史數據，且測站與IGS測站在同一板塊，該板塊為嚴格的板塊，可以用附近IGS站速度場代替轉換。如果IGS測站為ITRF框架點，可以直接從ITRF網站提供的坐標文件中下載獲取。

如果要求精度更高，可以采用理論上更加嚴密的相對定位方法，該方法需要聯測IGS站。采用相對定位模式，聯測IGS站，雖可以直接得到GZCORS在CGCS2000中任意歷元的坐標，但工作量太大，而實質上CORS站的維護也是可以達到以上目標。

采用本文方法可以無需與IGS站聯測，獨立獲得CGCS2000。但本文提出方法需要城市CORS有較完整的數據，同時需要采用PPP估算速度場，計算速度場的工作量比較大。

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The Research of City CORS Conversion to CGCS2000

Liu Min
(Guangzhou Urban Planning Design＆Survey Research Institute，Guangzhou 510060，China)

With the popularization and application of CGCS2000 national geodetic coordinate system，it has practical significance to solve the conversion of city CORS to CGCS2000 in the existing framework.The existing conversion methods requires the joint coordinates of CGCS2000 starting point.If lack of starting point，the problem is difficult to solve.It presents a jointmeasurement existing IGS stations to the determination of the velocity field of the CORSstations to determine the CORS site speed field in this paper.Conversion factor based on particular epoch different framework known CORS station the existing coordinates transferred CGCS2000.Based on GZCORS instance，discusses how to transform urban CORS to CGCS2000.

CGCS2000；CORS；GZCORS

1672-8262(2013)02-113-03

P228

A

2012—08—13

劉敏(1978—)，男，高級工程師，注冊測繪師，主要從事城市測繪技術管理及相關課題的研究應用。