專利名稱：Cgcs2000板塊模型cpm-cgcs2000構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及國(guó)家高精度地心坐標(biāo)框架及大地基準(zhǔn)維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
CGCS2000 (2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的簡(jiǎn)寫(xiě))坐標(biāo)定義的框架實(shí)現(xiàn)后，涉及CGCS2000
框架高精度動(dòng)態(tài)維護(hù)。常用的方法是根據(jù)實(shí)際點(diǎn)位的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行由板塊運(yùn)動(dòng)引起的位移改正。這種方法只適合于有多年觀測(cè)的CORS站，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到站點(diǎn)的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息進(jìn)行改正，但對(duì)于新建站點(diǎn)則無(wú)法獲得框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì) 項(xiàng)信息。而且我國(guó)目前的高精度連續(xù)運(yùn)行站只有32個(gè)站，對(duì)于在全國(guó)范圍用內(nèi)插的方法很有限。國(guó)外不同ITRF框架實(shí)現(xiàn)時(shí)均有相應(yīng)的板塊運(yùn)動(dòng)模型，但由于我國(guó)大陸地質(zhì)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，所建立的板塊模型在我國(guó)的適應(yīng)性很差，精度較低。因此需根據(jù)我國(guó)實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造及我國(guó)多年的連續(xù)運(yùn)行站及定期復(fù)測(cè)的GPS站的數(shù)據(jù)構(gòu)建符合我國(guó)板塊運(yùn)動(dòng)的板塊運(yùn)動(dòng)模型。國(guó)際構(gòu)建的ITRF框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息及板塊運(yùn)動(dòng)模型總體可歸納為有ITRF05、APKIM2005, PB2002、NUVEL-IA等。所推薦的NUVEL-IA模型是基于地質(zhì)和地球物理數(shù)百萬(wàn)年的資料建立的平均模型。它的主要缺陷是它所代表的速度是3百萬(wàn)年的平均速度，無(wú)法識(shí)別當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)。自NUVEL-IA發(fā)布以來(lái)已經(jīng)過(guò)去了近15年，在狹長(zhǎng)的板塊邊界存在著擴(kuò)展的變形區(qū)域。板塊邊界劃分的不同，用不同的模型得到的各站點(diǎn)的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息差異較大。國(guó)內(nèi)的板塊模型在數(shù)據(jù)處理方法與板塊邊界劃分、站點(diǎn)篩選上及板塊模型的驗(yàn)證等過(guò)程都存在不足，沒(méi)有系統(tǒng)的理論和方法支撐，因此所構(gòu)建的模型有一定的局限性。CGCS2000框架維護(hù)及CPM-CGCS2000構(gòu)建主要應(yīng)解決幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題1)必須要有多年分布較密的框架點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的處理獲得高精度的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息，其中需考慮非剛性板塊或有局部變形的處理，斷點(diǎn)異常處理，分段速度值處理等。2)板塊劃分問(wèn)題。在不同時(shí)期對(duì)中國(guó)大地構(gòu)造單元已經(jīng)有過(guò)很多不同的劃分，中國(guó)地處歐亞大陸東南緣、印度板塊和太平洋(菲律賓)板塊交匯位置，是地質(zhì)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的地區(qū)。3)斷裂帶周邊、板塊分界線邊緣異常速度的剔除。4)模型檢驗(yàn)與評(píng)估方法。對(duì)于I)大多數(shù)數(shù)據(jù)處理計(jì)算速度值均未考慮時(shí)序分析不連續(xù)時(shí)速度的分段估計(jì)。因此每個(gè)站點(diǎn)得到的是一個(gè)連續(xù)的線性速度值，由此構(gòu)造的板塊歐拉矢量精度都較差。對(duì)于2)板塊劃分時(shí)對(duì)板塊邊緣處理都不細(xì)致。用剛性板塊篩選條件對(duì)每個(gè)板塊邊緣及內(nèi)部進(jìn)行框架點(diǎn)細(xì)篩選，保證板塊內(nèi)的點(diǎn)均位于剛性板塊內(nèi)。3)以往所建立的板塊模型大多是停留在理論探討。對(duì)所建板塊沒(méi)有可靠的檢核方法，模型本身不具有很好的模型可解釋性及模型的可預(yù)測(cè)性。本方法所建立的板塊模型具有很好的可預(yù)測(cè)性。從以上的描述可以看出，CPM-CGCS2000采用了框架基準(zhǔn)篩選、分段框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息估計(jì)、板塊精細(xì)劃分獲得的板塊模型精度高且具有可預(yù)測(cè)性，可以用來(lái)進(jìn)行CGCS2000高精度框架維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何構(gòu)建高精度CGCS2000板塊運(yùn)動(dòng)模型CPM-CGCS2000達(dá)到長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)框架厘米級(jí)維護(hù)和更新。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建 方法，包括以下步驟S1 :選擇全球核心框架點(diǎn)為初始基準(zhǔn)，采用ITRF框架點(diǎn)選取原則、7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則選取CGCS2000框架點(diǎn)，用解算方法處理CGCS2000框架網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息；S2 :劃分中國(guó)大陸地質(zhì)構(gòu)造單元，確定中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000 —、二級(jí)板塊分界線；S3 :根據(jù)CGCS2000框架網(wǎng)精確的站點(diǎn)坐標(biāo)，將框架點(diǎn)投影到其所在的CPM-CGCS2000一、二級(jí)塊體上，然后進(jìn)行篩選和擬合，計(jì)算塊體運(yùn)動(dòng)的歐拉矢量，構(gòu)建CPM-CGCS2000 —、二級(jí)塊體運(yùn)動(dòng)模型。更好地，步驟SI中所說(shuō)的ITRF框架點(diǎn)選取原則包括①連續(xù)性原則S卩，觀測(cè)站在近3年或3年以上進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)；②穩(wěn)定性原則即，遠(yuǎn)離板塊邊緣及變形區(qū)域高精度原則即，框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息精度高于3mm/a ;④多種解原則即，至少3個(gè)不同分析中心的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息殘差好于3mm/a ;所說(shuō)的7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則包括⑤精度一致性原則，即，站點(diǎn)的位置和速度的精度應(yīng)當(dāng)一致，速度矢量的方向一致；⑥平衡性原則即，站點(diǎn)盡量全球分布均衡。更好地，步驟S2中根據(jù)中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造特性劃分一二級(jí)板塊邊界。更好地，步驟S3中所說(shuō)的篩選是將板塊邊緣框架點(diǎn)及內(nèi)部區(qū)域變形框架點(diǎn)剔除；所說(shuō)的擬合采用最小二乘法進(jìn)行擬合。更好地，一級(jí)板塊有7個(gè)，二級(jí)板塊有20個(gè)。更好地，還包括S4 :對(duì)板塊模型的評(píng)估與檢驗(yàn)，根據(jù)不同框架間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將GNSS實(shí)時(shí)獲得的站點(diǎn)坐標(biāo)通過(guò)CPM-CGCS2000模型進(jìn)行板塊運(yùn)動(dòng)改正，同時(shí)對(duì)板塊模型改正后的點(diǎn)位與CGCS2000真值的檢驗(yàn)。(三)有益效果本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建中國(guó)大陸CPM-CGCS2000 —、二級(jí)地球塊體運(yùn)動(dòng)模型，可實(shí)現(xiàn)國(guó)家級(jí)CGCS2000框架點(diǎn)高精度維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)GNSS實(shí)測(cè)點(diǎn)位到CGCS2000的厘米級(jí)歸算。


圖I是本發(fā)明實(shí)施的一種CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
首先，選擇全球核心框架點(diǎn)為CGCS2000框架的初始基準(zhǔn)，綜合采用國(guó)際上ITRF框架點(diǎn)選取原則及本方法提出的7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)、站點(diǎn)均勻化選取原則對(duì)CGCS2000框架點(diǎn)進(jìn)行精選取，對(duì)構(gòu)成CGCS2000的連續(xù)觀測(cè)和定期復(fù)測(cè)的CGCS2000框架網(wǎng)累積多年的觀測(cè)數(shù)據(jù)用高精度嚴(yán)密解算方法進(jìn)行處理，獲得在國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息；需要說(shuō)明的是，全球核心框架點(diǎn)是由國(guó)際上的IGS分析中心經(jīng)過(guò)多年的數(shù)據(jù)處理后確定的；國(guó)際上ITRF框架點(diǎn)選取原則包括①連續(xù)性原則測(cè)站在近3年(或以上)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)；②穩(wěn)定性原則遠(yuǎn)離板塊邊緣及變形區(qū)域；③高精度原則框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息精度優(yōu)于3mm/a ;④多種解原則至少3個(gè)不同分析中心的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息殘差好于3mm/a ；7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)，是指在一個(gè)板塊(或塊體)上，各站的速度大小和方向應(yīng)當(dāng)基本一致，而且在空間上的變化是逐漸的。將板塊邊界作為觀測(cè)資料的約束，將各個(gè)測(cè)站按板塊劃分歸入不同板塊。每個(gè)板塊運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于繞著通過(guò)板塊中的某一個(gè)點(diǎn)的軸在運(yùn)動(dòng)，不同位置(離原點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近不同)運(yùn)動(dòng)的速度矢量的大小和方向不一樣，理論上由板塊模型可以計(jì)算得到位于板塊上的站點(diǎn)的速度，同時(shí)通過(guò)觀測(cè)資料經(jīng)過(guò)處理后也可以得到這個(gè)站的速度矢量。將實(shí)測(cè)運(yùn)動(dòng)速度與利用板塊模型得到的速度大小和方向進(jìn)行比較，用來(lái)判斷中間明顯與所定義的板塊，這里稱為“類(lèi)”有分群現(xiàn)象的點(diǎn)則作為粗差剔除。因ITRF框架點(diǎn)有不同的實(shí)現(xiàn)。如ITRF97及ITRF2005，那么在這里可用7參數(shù)(兩個(gè)坐標(biāo)系相對(duì)位置確定時(shí)有三個(gè)平移、三個(gè)旋轉(zhuǎn)、一個(gè)尺度)的方法將在ITRF97下的速度值轉(zhuǎn)換到ITRF2005下應(yīng)與它在ITRF2005的已知值在允許的限差之內(nèi)，若超出限差則也認(rèn)為不宜作為我國(guó)基準(zhǔn)框架點(diǎn)使用。站點(diǎn)均勻化分布是指，ITRF框架點(diǎn)在全球的分布是不均勻的。作為國(guó)家級(jí)框架解算，需要測(cè)站盡可能地均勻分布在整個(gè)的穩(wěn)定地區(qū)，從而使關(guān)系矩陣有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。以往數(shù)據(jù)處理時(shí)是不考慮這一因素，一般將滿足要求的ITRF框架點(diǎn)均作為框架的控制點(diǎn)。但根據(jù)我們的分析，在框架點(diǎn)比較密集的地區(qū)站點(diǎn)可通過(guò)一定的算法將一些精度不是很高的點(diǎn)進(jìn)行剔除后，能使全球ITRF框架盡量均勻。使整體框架控制能夠均衡。根據(jù)站點(diǎn)覆蓋面積最大，分布盡量均勻的原則，剔除位于密集地區(qū)且精度較低的站。關(guān)于7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則是指，⑤精度一致性原則，站點(diǎn)的位置和速度的精度應(yīng)當(dāng)一致，速度矢量的方向一致；⑥平衡性原則站點(diǎn)盡量全球分布均衡。關(guān)于對(duì)CGCS2000框架點(diǎn)進(jìn)行精選取，先是采用國(guó)際上通用的ITRF選取站點(diǎn)的原則對(duì)ITRF框架進(jìn)行選取。在此基礎(chǔ)上用上述介紹的方法對(duì)剩下的框架進(jìn)行精選取。使用高精度嚴(yán)密解算方法(高精度嚴(yán)密解算方法就是將接收到的衛(wèi)星信號(hào)，即觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)誤差改正計(jì)算得到接收機(jī)所在的位置。所述觀測(cè)數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星的位置信息、衛(wèi)星到地面接收機(jī)(本發(fā)明的框架點(diǎn))之間的距離、相位觀測(cè)值)處理觀測(cè)數(shù)據(jù)。具體地說(shuō)，在由GPS觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，建立觀測(cè)數(shù)據(jù)與框架點(diǎn)位置參數(shù)時(shí)考慮信號(hào)傳播中對(duì)信號(hào)有影響的所有誤差源，所述誤差源包括衛(wèi)星軌道不準(zhǔn)確、衛(wèi)星鐘的偏差；信號(hào)傳播時(shí)電離層對(duì)信號(hào)有發(fā)散的影響、對(duì)流層對(duì)信號(hào)有折射的影響等，根據(jù)對(duì)這些誤差所建立的改正模型，所述改正模型包括如對(duì)流層改正模型、固體潮改正模型、接收機(jī)接收信號(hào)的中心與地面上標(biāo)定中心之間差的改正模型等 到，這些模型都是國(guó)際上GNSS相關(guān)機(jī)構(gòu)采用實(shí)驗(yàn)的手段建立起來(lái)的，根據(jù)上述改正模型對(duì)誤差進(jìn)行改正，用改正后的觀測(cè)值對(duì)框架點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明的改正過(guò)程是通過(guò)各種措施及改正模型進(jìn)行改正如軌道誤差、衛(wèi)星鐘誤差是通過(guò)組成雙差進(jìn)行改正，因地面上的兩個(gè)接收機(jī)觀測(cè)到同一個(gè)衛(wèi)星，此衛(wèi)星的軌道誤差和衛(wèi)星鐘差對(duì)地面接收機(jī)的信號(hào)影響是相同的，可以將觀測(cè)到的兩個(gè)距離求差就消去了衛(wèi)星軌道誤差和鐘差的影響。對(duì)流層改正是通過(guò)將信號(hào)在對(duì)流層傳播時(shí)，對(duì)流層對(duì)信號(hào)的影響建立一個(gè)方程進(jìn)行改正等，也就是說(shuō)，將觀測(cè)到的距離去掉上面模型計(jì)算出來(lái)的各仲誤差得到正確的實(shí)際距離，然后通過(guò)方程計(jì)算得到框架點(diǎn)的位置)。形成每天的解矩陣，(由每天每個(gè)接收機(jī)、每30秒采樣得到觀測(cè)數(shù)據(jù)處理后得到的主要包括未知參數(shù)前的系數(shù)、未知參數(shù)，即所有站位置及理論距離與實(shí)際觀測(cè)距離的差組成的方程，聯(lián)立方程組形成的解矩陣)這些解矩陣包括了所有參數(shù)的嚴(yán)格方差(參數(shù)的精度)和協(xié)方差(各參數(shù)之間的聯(lián)系)信息，經(jīng)過(guò)由天到年，再由年到10年的連續(xù)處理可以得到各個(gè)測(cè)站的精確的站坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息。其次，對(duì)中國(guó)大陸區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，將大陸構(gòu)造單元根據(jù)塊體構(gòu)造特性及CGCS2000站點(diǎn)分布情況做合理的劃分，確定符合中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000 —、二級(jí)板塊；具體來(lái)說(shuō)，由地質(zhì)上已經(jīng)確定的板塊劃分的雛形，再根據(jù)我們實(shí)際得到的速度矢量的走向進(jìn)行判斷，若在同一個(gè)板塊中速度矢量還有再分群的現(xiàn)象，則進(jìn)行細(xì)劃分。再次，根據(jù)中國(guó)CGCS2000框架網(wǎng)精確的站點(diǎn)坐標(biāo)將框架點(diǎn)投影到所在的CPM-CGCS2000 —、二級(jí)板塊上，然后根據(jù)這些框架點(diǎn)的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息進(jìn)行擬合，剔除不符合剛性板塊特性及有內(nèi)部變形的站點(diǎn)，由其余點(diǎn)計(jì)算板塊運(yùn)動(dòng)的歐拉矢量，構(gòu)建CPM-CGCS2000 一、二級(jí)板塊運(yùn)動(dòng)模型。所說(shuō)的擬合，是在得到站點(diǎn)的速度矢量后，可以根據(jù)整個(gè)速度矢量的旋轉(zhuǎn)方向和大小確定板塊旋轉(zhuǎn)的原點(diǎn)和方向。所謂進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合就是所確定的方向和大小與整個(gè)框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息各個(gè)矢量整體走向匹配的最好。最后，對(duì)所得的CPM-CGCS2000模型計(jì)算中國(guó)區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息，實(shí)現(xiàn)不同國(guó)際上ITRF框架不同歷元下的框架點(diǎn)坐標(biāo)到CGCS2000的歸算，用以評(píng)估CPM-CGCS2000模型的精度并進(jìn)行外部檢核。由于本發(fā)明旨在建立高精度的板塊運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)框架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的一致性確定非常重要。本方法提出的7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)即保證了所選取的國(guó)際框架點(diǎn)的高精度又保證所選框架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的一致性。使得所采用的框架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能反映所在塊體的運(yùn)動(dòng)特征。在此基礎(chǔ)上對(duì)覆蓋全國(guó)的且分布盡可能均勻的CGCS2000框架網(wǎng)多年的觀測(cè)數(shù)據(jù)用高精度嚴(yán)密解算方法進(jìn)行處理，得到了在國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和能很好反映所在塊體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)勢(shì)性的框架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)信息。對(duì)中國(guó)大陸區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析，將大陸構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃?個(gè)CPM-CGCS2000一級(jí)板塊和20個(gè)CPM-CGCS2000 二級(jí)板塊；將1025個(gè)點(diǎn)根據(jù)精確的框架點(diǎn)坐標(biāo)投影到CPM-CGCS20007個(gè)一級(jí)板塊和20個(gè)CPM-CGCS2000 二級(jí)板塊上，對(duì)框架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)信息用最小二乘方法進(jìn)行擬合，即，將使框架點(diǎn)與理論值能最佳套合，并進(jìn)行分析，剔除擬合殘差大于3倍中誤差的框架點(diǎn)，直到所有框架點(diǎn)滿足精度要求，計(jì)算框架點(diǎn)所在塊體的歐拉矢量，所說(shuō)的擬合殘差是指用上述方法擬合后，模型值與觀測(cè)值剩余誤差。由此可將任一時(shí)刻任一框架下陸地上的站點(diǎn)用CPM-CGCS2000模型及框架間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)到CGCS2000的歸算。具體步驟如圖I所示，包括SI :選擇全球核心框架點(diǎn)為初始基準(zhǔn)，采用ITRF框架點(diǎn)選取原則、7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則選取CGCS2000框架點(diǎn)，用解算方法處理CGCS2000框架網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息；S2 :劃分中國(guó)大陸地質(zhì)構(gòu)造單元，確定中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000 —、二級(jí)板塊分界線；
S3 :根據(jù)CGCS2000框架網(wǎng)精確的站點(diǎn)坐標(biāo)，將框架點(diǎn)投影到其所在的CPM-CGCS2000 一、二級(jí)塊體上，然后進(jìn)行篩選和擬合，計(jì)算塊體運(yùn)動(dòng)的歐拉矢量，構(gòu)建CPM-CGCS2000 一、二級(jí)塊體運(yùn)動(dòng)模型。上述S2和S3中通過(guò)對(duì)中國(guó)大陸區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造分析確定符合中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000 一、二級(jí)塊體；然后根據(jù)中國(guó)CGCS2000框架網(wǎng)精確的站點(diǎn)坐標(biāo)將框架點(diǎn)投影到所劃分的CPM-CGCS2000 —、二級(jí)塊體，再根據(jù)這些框架點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行擬合，計(jì)算塊體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征向量-歐拉矢量，構(gòu)建CPM-CGCS2000 —、二級(jí)塊體運(yùn)動(dòng)模型。在這個(gè)過(guò)程中主要對(duì)板塊的邊界進(jìn)行精細(xì)劃分，在斷裂帶及變形區(qū)域內(nèi)框架點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行時(shí)間序列分析，對(duì)參與板塊擬合的框架點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格篩選。篩選測(cè)站的基本思路是去掉不符合剛性假設(shè)的測(cè)站以及由于某種原因觀測(cè)不可靠的測(cè)站。主要按照四條標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)站的篩選(I)刪除一些板塊邊緣和板內(nèi)地震活動(dòng)頻繁、區(qū)域性地殼形變比較劇烈的地區(qū)的框架點(diǎn)。(2)剔除在ITRF中框架點(diǎn)位移速度精度低于Icm的框架點(diǎn)。對(duì)于具有較少框架點(diǎn)的板塊，可以適當(dāng)降低精度，而對(duì)框架點(diǎn)較多的板塊，可適當(dāng)提高精度要求。(3)剔除一些運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)矢量明顯不一致的框架點(diǎn)。同一塊體內(nèi)部具有異常形變的框架點(diǎn)不宜參與板塊模型建模。(4)經(jīng)過(guò)以上的篩選，用余下的框架點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算各板塊的歐拉矢量。將計(jì)算所得的各框架點(diǎn)水平框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息與實(shí)測(cè)的水平速度相比較，按觀測(cè)值一理論大于擬合3倍中誤差的原則將那些差別較大的框架點(diǎn)去掉。S4 將GNSS實(shí)時(shí)獲得的站點(diǎn)坐標(biāo)通過(guò)用CPM-CGCS2000模型進(jìn)行板塊運(yùn)動(dòng)改正，并顧及不同框架間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，由此可將任一時(shí)刻任一框架下的陸地上的站點(diǎn)用CPM-CGCS2000模型及框架間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)到CGCS2000的歸算。此步驟是方法，同時(shí)也是對(duì)CPM-CGCS2000模型精度的外部檢驗(yàn)，以保證所構(gòu)建模
型的高精度及可靠性。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.ー種CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟 51:選擇全球核心框架點(diǎn)為初始基準(zhǔn)，采用ITRF框架點(diǎn)選取原則、7參數(shù)監(jiān)瞀聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則選取CGCS2000框架點(diǎn)，用解算方法處理CGCS2000框架網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息； 52:劃分中國(guó)大陸地質(zhì)構(gòu)造單元，確定中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000 —、ニ級(jí)板塊分界線； 53:根據(jù)CGCS2000框架網(wǎng)精確的站點(diǎn)坐標(biāo)，將框架點(diǎn)投影到其所在的CPM-CGCS2000一、ニ級(jí)塊體上，然后進(jìn)行篩選和擬合，計(jì)算塊體運(yùn)動(dòng)的歐拉矢量，構(gòu)建CPM-CGCS2000 —、ニ級(jí)塊體運(yùn)動(dòng)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，步驟SI中所說(shuō)的ITRF框架點(diǎn)選取原則包括①連續(xù)性原則即，觀測(cè)站在近3年或3年以上進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)；②穩(wěn)定性原則即，遠(yuǎn)離板塊邊緣及變形區(qū)域高精度原則即，框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息精度高于3mm/a ;④多種解原則即，至少3個(gè)不同分析中心的框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息殘差好于3mm/a ;所說(shuō)的7參數(shù)監(jiān)瞀聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則包括⑤精度一致性原則，即，站點(diǎn)的位置和速度的精度應(yīng)當(dāng)一致，速度矢量的方向一致平衡性原則即，站點(diǎn)盡量全球分布均衡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S2中根據(jù)中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造特性劃分一二級(jí)板塊邊界。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S3中所說(shuō)的篩選是將板塊邊緣框架點(diǎn)及內(nèi)部區(qū)域變形框架點(diǎn)剔除；所說(shuō)的擬合采用最小ニ乘法進(jìn)行擬合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，一級(jí)板塊有7個(gè)，ニ級(jí)板塊有20個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，其特征在于，還包括 S4:對(duì)板塊模型的評(píng)估與檢驗(yàn)，根據(jù)不同框架間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將GNSS實(shí)時(shí)獲得的站點(diǎn)坐標(biāo)通過(guò)CPM-CGCS2000模型進(jìn)行板塊運(yùn)動(dòng)改正，同時(shí)對(duì)板塊模型改正后的點(diǎn)位與CGCS2000真值的檢驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種CGCS2000板塊模型CPM-CGCS2000構(gòu)建方法，包括以下步驟S1選擇全球核心框架點(diǎn)為初始基準(zhǔn)，采用ITRF框架點(diǎn)選取原則、7參數(shù)監(jiān)督聚類(lèi)和站點(diǎn)均勻化選取原則選取CGCS2000框架點(diǎn)，用解算方法處理CGCS2000框架網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到國(guó)際地球參考框架ITRF下精確的站點(diǎn)坐標(biāo)和框架點(diǎn)長(zhǎng)周期趨勢(shì)項(xiàng)信息；S2確定中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的CPM-CGCS2000一、二級(jí)板塊分界線；S3構(gòu)建CPM-CGCS2000一、二級(jí)塊體運(yùn)動(dòng)模型；S4對(duì)板塊模型的評(píng)估與檢驗(yàn)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)國(guó)家級(jí)CGCS2000框架點(diǎn)高精度維護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)GNSS實(shí)測(cè)點(diǎn)位到CGCS2000的厘米級(jí)歸算。
文檔編號(hào)G01V3/12GK102650703SQ20121013034
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者成英燕, 王 華, 王曉明, 秘金鐘, 程鵬飛 申請(qǐng)人:中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院