2024年3月11日发(作者：)

基于IGS的2000国家大地坐标系控制测量研究

目前2000国家大地坐标系（CGCS2000）多利用连续运行基准站进行单点

定位解算求得。介绍基于IGS连续运行基准站的单点定位方式求取控制点

CGCS2000坐标的方法。利用GAMIT解算基线，在平差软件中强约束IGS连续

运行基准站进行约束平差，得到控制点的CGCS2000坐标。经过检核，该方法

可以满足D级GPS控制网起算点精度要求。

标签：CGCS2000 连续运行基准站 控制测量 GAMIT

1引言

我国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。

CGCS2000与现行国家大地坐标系转换、衔接的过渡期为8-10年。由于CGCS2000

的控制成果较少，给测绘工作带来了极大的不便。随着IGS运行基准站在全球

的不断完善、数据源的丰富以及一些科研机构GPS免费在线处理的功能的开通，

利用具有CGCS2000坐标的IGS连续运行基准站进行单点定位解算求得

CGCS2000坐标成为可能。

2方法

将GPS控制网中部分点与IGS连运行基准站联测，通过解算长基线获得控

制网中几个具有精确CGCS2000坐标的已知点，将这几个点作为约束点对GPS

控制网进行三维约束平差，进而获取整个GPS控制网所有点的CGCS2000坐标。

2.1GAMIT软件功能简介

GAMIT是美国麻省理工学院与斯克里普斯海洋研究所研制的数据后处理与

分析软件。其特点是运算速度快、版本更新周期短以及在精度许可范围内自动化

处理程度高等，且其具有开源性，用户可以根据需要对源程序修改，便于科研工

作，因此在国内外应用相当广泛。GAMIT软件主要由以下几个模块组成：ARC

（轨道积分）、MODEL（组成观测方程）、SINCLN（单差自动修复周跳）、DBLCLN

（双差自动修复周跳）、CVIEW（人工交互式修复周跳）、CFMRG （用于创建

SOLVE所需的M文件）、SOLVE（利用双差观测按最小二乘法求解参数）。GAMIT

软件处理双差观测量，采用最小二乘算法进行参数估计，可以消除卫星钟差和接

收机钟差的影响，明显减弱诸如轨道误差、大气折射误差等系统性误差的影响。

2.2基于GAMIT软件的长基线解算

正确安装Unix或Linux操作系统和GAMIT/GLOBK后，进行文件准备，包

括（周跳自动探测和修改命令表），ts（sh_gamit命令控

制文件），ts（测站选择控制文件），（测站信息文件），sestbl.

（测段信息控制文件），sittbl.（测站信息控制文件）五个文件。

同时更新相应的表文件：（差分码偏差表），（接收机及其天

线型号对照表），guess_（用户自定义接收机及天线型号对照表），

（仪器高参数表），（天线相位中心改正表），（地球形状参

数表），（跳秒表），luntab.（月亮表），nutabl.（章动表），soltab.（太阳

表），（星号对照表），pole.（极移表），ut1.（TAI-UT1 国际时间系统表），

svs_（坏卫星信息文件）。可以在 SOPAC 网站上更新上述表文件，准

备好文件后，执行批处理命令程序sh_gamit，即可得到基线处理结果（q-文件和

o-文件）。

2.3网平差

GAMIT解算后强约束或者弱约束IGS连续运行基准站，通过网平差求取控

制点CGCS2000坐标。网平差可以用GLOBK进行，准备必要的文件（包括GAMIT

进行解算后得到的h文件，测站近似坐标文件apr文件和_b文件），执

行批处理命令，即可得到GLOBK网平差成果。

网平差也可以使用随机软件或者专用的平差软件，将GAMIT进行解算后得

到的基线解o文件进行信息提取（包括基线解、基线方差-协方差信息），导入到

随机软件或者专用平差软件按照常规方法进行无约束平差、约束平差即可。

3算例

采用双频GPS接收机与IGS连续运行基准站进行24h联测。采用GAMIT

软件进行了长基线相对定位解算，强约束IGS连续运行基准站，平差得到控制

点的CGCS2000坐标。

IGS连续运行基准站的CGCS2000坐标是相对于ITRF97框架2000.0历元的

定值坐标，而用GAMIT解算出来的是ITRF2005框架瞬时历元的基线网解，由

于地球板块运动以及地壳局部变形的影响，各个IGS连续运行基准站有不同的

运动速度和运动方向，因此IGS连续运行基准站CGCS2000坐标与基线网解会

出现不兼容的现象，在约束平差过程中要对已知点的兼容性进行检验，常采用多

种方案比较法和剔点法。

采用剔点法去掉残差较大的点后，选择使点位中误差和单位权中误差最小的

组合，选取IRKT、POL2、SHAO三个IGS连续运行基准站作为约束平差的起算

点。得到控制点的CGCS2000坐标，点位较差及中误差统计见表1。

4结论

建立GPS控制网时，为获取精确的CGCS2000坐标，可以与附近的IGS连

续运行基准站联测，利用精密GPS解算软件如GAMIT/GLOBK进行长基线相对

定位得到联测点精确的ITRF坐标，利用一般的商用GPS静态解算软件或平差软

件进行三维约束平差，得到精确的CGCS2000坐标，能满足D级GPS控制网起

算点精度要求。

参考文献

[1]王晓明，成英燕，蒋志浩等.联合IGS站进行区域GPS大地网数据处理的

两种方法讨论[J].武汉大学学报·信息科学版，2013，38（4）：416-420.

[2]薛慧艳，独知行，李胜春等.基于GAMIT的IGS跟踪站网基线解算[J].全

球定位系统，2012，37（1）：32-34.