【转】2000国家大地控制网

    “2000国家大地控制网”由国家测绘局布设的高精度GPS A、B级网,总参测绘局布设的GPS 一、二级网，中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成。该控制网整合了上述三个大型的、有重要影响力的GPS观测网 的成果，共2609个点。通过联合处理将其归于一个坐标参考框架，形成了紧密的联系体系，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，同时为建立我国新一代的地 心坐标系统打下了坚实的基础。 
    2000国家大地控制网是2000国家大地坐标系的框架点，是2000国家大地坐标系的具体实现。
2000国家大地控制网的构成：

   （1）2000国家GPS大地控制网。
   （2）在2000国家GPS大地控制网基础上完成的天文大地网联合平差后获得的在ITRF97框架下的近5万个一、二等天文大地网点。
   （3）在ITRF97框架下平差后获得的近10万个三、四等天文大地网点。

2000国家大地控制网的精度
    按精度不同，可分为以下三个层次
    （1）2000国家GPS大地控制网中的连续运行基准站，其坐标精度为mm级。
    （2）国家测绘局GPSA、B级网，总参测绘局GPS一、二级网以及由中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建中国地壳运动观测网，还有其他 地壳形变GPS监测网中除了CORS站以外的所有站点。2000国家GPS大地控制网提供的地心坐标精度平均优于±3cm（cm级）
    （3）国家测绘总局和总参测绘局分别完成的我国天文大地网与2000国家GPS大地控制网的观测数据联合处理，获得的我国48919个一、二等天文大地网点的高精度地心坐标，平均点位精度达到±0.11m（1分米级）。

2000国家GPS大地控制网由以下GPS网构成：
    1. 国家高精度GPS A、B级网（国家测绘局布设）
    2.“全国GPS一、二级网（总参测绘局布设）
    3.“中国地壳运动观测网（络）(由中国地震局、总参测绘局、中国科学院、国家测绘局共建)
    4. GPS地壳运动监测网（中国地震局布设）
    5. 若干区域GPS地壳形变监测网（中国地震局布设）。
    参与平差计算的点：最后经过筛选和相邻点合并，最后选取了国内2523（个GPS点其中CORS站25个）和国外点（站）64个，共2587个点参加了2000国家GPS大地控制网的数据处理。

    通过联合数据处理，将框架点坐标 统一归算到一个坐标参考框架下（ITRF97参考框架，参考历元为2000.0）。处理后网点的相对精度优于百万分之一以上，2000国家大地控制网提供 的地心坐标的精度优于3mm。2000国家GPS大地控制网的完成，其精度可满足现代测量技术对地心坐标的需求，同时为建立我国新一代地心坐标系统奠定了 坚实的基础。

国家GPSA级网
（1）国家GPS A级网的布设
     1992年，由国家测绘局、国家地震局、中国石油天然气总公司、地质矿产部、煤炭部等部门合作，完成了一次全国性的GPS精密定位会战——国家GPS A级网的布测。该网共27个点。
（2）国家GPS A级网的观测
     在上海、长春、武汉和乌鲁木齐4个跟踪站上用MINI-MAC2816接受机连续观测；

     13台Trimble4000SST在西部观测；
     17台AchtechMDXII双频接受机在东部观测；
     1992.7.25-8.25
     同时保证3种接受机的构网能连成一体。
（3）A级网的作用
    为建立我国精确的地心坐标框架，求定了与54、80坐标系的转换参数；为GPS B级网布设提供精确的骨干框架；奠定了现代地壳运动及地球动力学研究的基础。
（4）数据处理及其精度
     坐标框架:ITRF91，历元1992.58;
     基准点:全球范围内10个GPS跟踪站:
     FAIR,YELL,KOKB,PGGA,ALGO,HERS,WTZR,HART,TAIW,YARI.绝对精度1-2cm.
     基线解算软件:GAMIT，是目前国际上最理想的相对定位和定轨的软件之一；

     平差软件:武汉大学的PSADJ和美国麻省理工学院的GLOBK分别进行.
     最后采用武汉大学的软件平差的结果；

     基线重复性水平分量优于10mm+0.6*10-8D,垂直分量优于40mm+0.5*10-8D。点位精度优于0.2m,边长精度优于1*10-8
（5）A级网的复测概况
     1996年,国家测绘局主持,国家基础地理信息中心组织，5.8-5.17复测；17台 Trimble4000SSE、22台等共53台接受机；基线重复性水平分量优于4mm+3*10-9D,垂直分量优于8mm+3*10-9D。地心坐标 精度优于10cm,边长精度优于2*10-8

国家GPS B级网
    1991—1995年期间布测了国家GPS B级网。国家GPS B级网共818个点（含GPS A级网）。
    B级网的数据处理采用了美国麻省MIT的GAMit软件计算基线向量，使用原武汉测绘科技大学的 GPSADJ软件进行整网平差，并以A级网点作为参考框架基准，因此B级网的地心坐标成果与1996年A级网的复测成果同属于 ITRF9319%.365，其成果已于1998年公布在全国范围内使用。
    GPS B级网的地心坐标绝对精度：水平分量优于0.12m，垂直分量优于±0.2m，基线水平方向的重复精度优于4.0×10-7，垂直方向的重复精度优于8.0×10-7。

国家GPS 一、二级网      

     GPS一、二级网，由总参测绘局与1991-1997年布测，共553个GPS站点，均匀分布于全国（除台湾省）的陆地、海域和南沙重要岛礁，总体结构为全面连续网。
    其中一级网44个站点，于1991-1992年观测，均匀分布在全国；除南海诸岛外，其余各点均为国家天文大地网点，同时也是水准点与水准直接连测点。相邻点间距最大为1667km，最小86km，平均点距680km。
    二级网在一级网的基础上布设，由534个点组成，均匀分布于大陆和南海重要岛礁。是一级网的加密。有200多个点与国家天文大地网点重合，所有点都进行了水准联测。相邻点间平均距离为164.8km。
    采用ITRF96参考框架，历元1997.0
    一二级网平差后的点位地心坐标精度为10-8量级。

中国地壳运动观测网络
   中国地壳运动GPS观测网络工程于1998年-2002年布测。包括：基准网、基本网和区域网，共1222个点，其中基准网点25个，基本网点56个。平差中采用的坐标框架和历元分别为ITRF96和1998.680。平差后的点位地心坐标精度总体优于10-8量级。
1.基准站
    目前已由25个GPS基准站增加到29个（其中国家测绘局6个）。部分站并置VLBI和SLR观测，相邻点距平均700km，主要功能是监测中国大陆一级块体的构造运动。基本上控制了中国大陆一级块体的运动，能有效监测大尺度地壳运动和构造变形。
    1998年完成基准网的选建（包括新建和改建），新建的基准站全部建在基岩上，基准站相邻站间GPS基线长度年变化率设计精度为2mm，实测精度为 1.3mm；GPS卫星精密定轨设计精度为：与IGS联网0.5mm，独立定规2m。实际达到0.3m和0.5m。基于统一的国际地球参考框架 （ITRF）下。
2.基本网
    由56个定期复测的GPS站组成。作为基准网的补充，用于一级块体本身及块体间的地壳变动的监测。它与基准站一起均匀布设，平均站距350km。
    1998年7月完成选址和基建工程，所有站点均建在基岩上；1998年、1999年、2000年完成了3次坐标测定，资料优良率98%以上。
    基本网设计的技术指标是：相邻站间GPS基线每期测定精度为，水平分量优于5mm，垂直分量优于15mm。实测达到的水平分量优于3mm，垂直分量优于10mm。
3.区域网
    由1000个不定期复 测的GPS站组成。分10个监测区布设。其中700个站集中分布在主要构造带和地震带上，用于监测它们的活动状况，主要为地震服务。约300个站均匀分布 在全国各地，作为基准网和基本网的补充，用于监测主要版块的运动，并兼顾大地测量和国防建设的需要。
    1998年8月完成选址和基建工程；1999年3月至8月、2001年3月至8月完成了2次坐标测定工作，数据全部优良。
    区域网设计的技术指标是：相邻站间GPS基线每期测定精度为，水平分量优于5mm，垂直分量优于15mm。实测达到的水平分量优于3mm，垂直分量优于10mm。
    与传统测量方法相比较，观测效率提高了几十倍，精度提高了近3个数量级，实现了全国准同时监测。

全国GPS地壳运动监测网 -“攀登项目网”
    叶叔华院士负责的攀登项目“现代地壳运动和地球动力学研究”（1991—2001），以当今最先进的空间技术, 甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、全球定位系统（GPS）和卫星测高（SAT）等为基础，结合地面观测技术以亚厘米级的精度，监测 和研究中国的现代地壳运动及其动力学机制，给出中国大陆现今地壳运动的定量模型，提出青藏高原新的地球动力学模式；给出我国东部沿海陆海垂直运动的变化规 律和我国地球重力场和大地水准面的精细模型；研究地球各圈层物质运动与地球自转的关系；为二十一世纪我国环境和灾害等领域提供重要的基础资料。10年来， 本项目集中了中国科学院、中国地震局、国家测绘局和总参测绘局四大部委的一百余名科学家，把各自的研究资源、历年观测数据和外业成果，统一协调进行跨学科 的合作研究，已经在中国大陆地壳运动的监测与研究、精密地球参考系的建立和维持、地球自转变化、青藏高原动力学、我国重力场和海平面变化、自然灾害预报等 方面取得了许多国际先进水平的重要成果，为我国可持续发展的环境和灾害等领域提供了有价值的理论和基础资源。本项目不仅促进了国家重大科学工程“中国地壳 运动观测网络（CMONC）”和国家重点基础研究发展规划《大陆强震机理与预报》项目的建立，推动了“亚太空间地球动力学（APSG）”国际协作计划的建 立，也带动了许多受国家基金会和其他部委支持的研究项目。
    国家攀登项目“现代地壳运动与地球动力学研究” 结题验收会于2001年11月28日在上海天文台召开。国家科学部高技术司基础处崔拓副处长、院基础局王勇副局长、数力天文处李和娣处长、国家天文台王宜副台长和以同济大学马在田院士为组长的9人验收专家组出席了结题验收会议。
    验收专家组听取了项目首席科学家叶叔华院士的项目总结报告和六个子课题的结题报告，审阅了有关材料，并 进行了认真的研讨和评论，认为该项目在中国科学院、国家地震局、国家测绘局和总参测绘局的支持下，集中四大部委的有关研究力量，团结合作，把各自的研究资 源，历年观测数据和科研成果，进行跨学科的合作研究，取得了丰硕成果。该项目取得的突出成果是：
    1、采用覆盖中国及其邻近区域共500余个GPS站的数据，首次建立了该地区的地壳运动图象，精度达到毫米级,VLBI（甚长基线干涉测量）、SLR（卫星激光测距）等空间技术观测的质与量也有很大提高，数据处理精度居世界前列。
    2、从目前GPS观测和地质调查所获得的青藏高原侧向挤出运动研究结果，表明没有大规模的物质挤出现象，从而更符合地壳增厚模型。
    3、在国际上首先提出北大西洋海气涛动可能激发年际极移。建立了包括海气影响的地球章动模型，成为目前国际上四个主要的参考模型之一。
    4、综合利用四颗测高卫星的资料，建立了2'×2' 全球平均海平面模型，精度优于0.1米。结合温室效应、海平面变化和沿海地壳垂直运动因素，估算了我国沿海未来30－50年可能的海平面上升值。
    5、以最新的全球重力场模型为基础，用我国测得的60多万个陆海重力数据，建立了适用于我国的2160阶重力场模型和适用于我国航天和远程导弹发射的外空重力场模型。
    6、用最新的空间观测资料，研究了地球质心运动和南北半球不对称性，并建立了新的无旋转的国际地壳运动参考框架。
    验收专家组认为该项目研究计划合理，技术路线正确，并开拓了一些新的研究领域，如地球内部动力学。科研队伍老中青相结合，培养和建立了一支以中青年科研人 员为骨干的在该交叉领域活跃的科研队伍。项目执行过程中积极开展了国内外合作和学术交流，特别是主持了亚太空间地球动力学（APSG）国际合作计划，为项 目的完成和学术水平提高起了积极的促进作用。验收专家组综合认为该项目在“九五”期间获得了重大进展，完成了预期任务，部分实测和研究结果达到国际先进水 平，对项目的总体评价为A，一致通过验收。上海天文台承担的两个子课题也都得到高度评价。