四川GNSS基准站分布及观测网络

  一、  四川GNSS基准站分布及观测网络 

  四川GPS观测网络是以全球卫星定位系统(GPS)观测技术为主的一个综合性、多用途、开放性的地壳运动观测网络。该网络具有高精度连续动态和高精度实时动态定位功能,网络以监测四川省地壳运动、服务于地震预测预报为主要目标,同时兼顾四川省国民经济建设以及科学研究的需要。 

  四川GPS观测网络经由“十五”和“512”恢复重建两次规模性的建设,由“十五”时的14个地面GPS基准站扩展到现在的38个地面GNSS基准站。加上中国大陆构造运动监测项目在川建设的25个GNSS基准站和“973”项目在川建设的5个GPS基准站,四川地区GNSS基准站总数达到了68个。 

  在地震监测应用方面,我局研发了高精度GPS数据自动处理软件、变形分析软件,现在正在每天连续、自动地产出四川GPS观测网络系统中每个GPS基准站的站点运动序列、基线长度变化序列以及指定时间段的地壳运动矢量图和速率图,用于地震分析预报和科学研究。 

  在科研活动方面,我局通过四川GPS观测网络的建设,培养了一大批人才,并开展多种多样的国际国内合作交流和培训,极大地提升了我们的影响,提高了队伍素质。 

  四川GPS观测网络的建设提高了四川省的地壳运动监测能力,改进了四川省的高精度实时动态定位方式。网络建设中,取得了一系列创新性成果,网络工程建设达到国内领先、国际先进水平。2007年,该项目建设获得了四川省科技进步二等奖,与该项目相关的科学研究成果,也同时获得了国家测绘局科技进步二等奖。 

  基于“四个面向”,我局大力推进GPS在社会经济建设方面的应用,近十年来,我局在充分发挥四川GPS观测网络在防震减灾应用的基础上,大力开展高精度实时定位服务、大气水汽服务、数据解算服务等社会服务与应用。“十五”中国地震局提出的防震减灾工作期间,我局在四川GPS观测网络基础上,选取13个地面GPS基准站,构建了四川网络GPS卫星定位综合服务系统,向社会提供高精度实时动态定位(RTK/RTD)服务,该卫星定位综合服务系统取得了很好的社会效益。 

  在“512”恢复重建期间,随着我省GNSS基准站数量的大量增加,我局进一步扩展和改进了四川GPS卫星定位综合服务系统,在此基础上,我局在四川GPS观测网络中选取了34个GNSS基准站,结合重庆地震局建设的16个GNSS基准站,建成了包含50个地面GNSS基准站,网络RTK覆盖面积达到25万平方千米,横跨川渝两地的我国目前最大的网络GPS卫星定位综合服务系统。 GNSS基准站分布及观测网络如下图所示: 

  图一 GNSS基准站分布 

  图二 GNSS观测网络 

  二、  高精度GPS数据处理与分析系统 

  随着GPS观测技术的不断完善和发展,尤其是卫星星历的精度不断提高、卫星星历时钟及地球极移等参数更新周期不断缩短、参考框架的维护和精度不断改善、全球IGS跟踪站数目迅速增加,使定位精度得到很大提高,已经基本满足了板块运动与地壳形变研究的需求,因此GPS在现今地壳运动和形变监测方面得到广泛应用。 

  四川GPS连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations,CORS)网络由四川省地震局减灾救助研究所承建,以监测四川省地壳运动,服务地震预测预报为主要目标。为进一步安全、稳定、高效的监测地壳形变,四川省地震局在四川GPS连续运行参考站网络基础上开发研制了在线“高精度GPS数据处理与分析系统”。 

  CORS系统形变分析对CORS观测站每天的观测数据进行数据处理,并结算结果存入数据库,用户可以查询测站的基本信息、测站和基线的时间序列图、速度场图等,从而对地壳形变进行分析。(附图) 

  图三 位移场 

  图四 坐标序列 

  图五 基线序列 

  三、  GPS软件及信息处理平台 

  1. GPS水汽反演软件 

  近年来,随着整个GPS观测网络的不断拓充,加之与气象部门之间的业务往来越来越密切,双方在GPS-水汽预测问题上的合作意向越来越迫切。对气象部门而言,使用大规模、广域覆盖、高精度、高空间分辨率、高时效性的水汽预测技术必将有效提升其在大气预报能力上的可靠性和准确性,为此,我所研制开发了基于GPS技术的水汽反演处理软件,实现在四川GPS观测网络上的水汽信息近实时估计。目前,该软件已提供气象部门使用。

 

  图六 GPS水汽反演软件 

  2. 基于web的面向全球GNSS数据处理平台 

  基于web和gamit/globk模块,提供高效、高精度、高可靠性、一站式GNSS数据解算服务。以web为交互平台,实现客户-服务器端数据内容、数据格式、服务需求的标准化、规则化;以gamit/globk为数据核心处理平台,实现gamit数据自动处理、globk软件半自动化配置和自动处理,实现高效、高精度、高可靠性、一站式GNSS数据解算、质量检校、数据存档及成果发布。 

  图七 GNSS数据处理平台 

  



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