[发明专利]基于GNSS和SLR周解的地心运动解算方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于GNSS和SLR周解的地心运动解算方法及装置，所述方法包括：组合利用GNSS测站和SLR测站的周解坐标，以所述GNSS测站和SLR测站在国际地球参考框架下的位置坐标为参考，采用七参数转换求解未知参数法解算地心运动，获得地心运动的初始解算结果；基于所述地心运动的初始解算结果，采用方差分量估计法对所述GNSS测站和SLR测站进行定权，并根据定权结果重新对地心运动进行解算，获得地心运动时间序列；基于奇异谱分析法提取所述地心运动时间序列的周年项和趋势项。本发明实施例通过综合处理GNSS周解和SLR周解，解算精度高，可为毫米级国际地球参考框架的建立和地球物理学的研究提供依据。

技术领域

本发明实施例涉及大地测量技术领域，更具体地，涉及基于GNSS和SLR周解的地心运动解算方法及装置。

背景技术

地球参考框架是表达地球空间信息及描述地球形状的基础，根据国际地球自转与参考系服务公布的技术规范，国际地球参考框架的原点是包括固体地球的质量、海洋和大气在内的整个地球的质量中心(CM)。而国际地球参考框架的原点仅在长时间尺度上表现为整个地球的质量中心，在短时间尺度上，国际地球参考框架的原点更接近于固体地球表面的形状中心。地球系统的质量重新分布导致国际地球参考框架的原点相对于地球质量中心存在运动，称之为地心运动。地心运动与地球参考框架原点的实现直接相关，并且已经成为实现毫米级精度的地球参考框架的主要误差源。

由于IGS(International GPS Service)站在全球分布广泛、坐标时间序列也相对较长且精度越来越高，国内外许多学者利用GPS数据研究地心运动，根据GPS跟踪网的站点位移推导出的年地心解算结果。但是GPS本身存在相位中心偏差、对地心灵敏度不高、观测量不是直接相对于卫星的绝对距离量、自带噪声特征等问题，导致基于GPS数据监测地心运动误差较大且不太稳定。实现国际地球参考框架的空间技术中，SLR(Satellite LaserRanging，卫星激光测距)技术是基于卫星观测、根据卫星动力学轨道实现地球参考系，由于卫星轨道对地球引力场变化十分敏感，具有较高的精度，但是SLR测站存在数量少，坐标时间序列短等问题。

因此，为了解决现有技术存在的地心运动解算误差较大、不稳定的问题，亟需提供一种能够精确解算地心运动的方法。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于GNSS和SLR周解的地心运动解算方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种基于GNSS和SLR周解的地心运动解算方法，包括:

组合利用GNSS测站和SLR测站的周解坐标，以所述GNSS测站和SLR测站在国际地球参考框架下的位置坐标为参考，采用七参数转换求解未知参数法解算地心运动，获得地心运动的初始解算结果；

基于所述地心运动的初始解算结果，采用方差分量估计法对所述GNSS测站和SLR测站进行定权，并根据定权结果重新对地心运动进行解算，获得地心运动时间序列；

采用奇异谱分析法提取所述地心运动时间序列的周年项和趋势项。

第二方面，本发明实施例提供一种基于GNSS和SLR周解的地心运动解算装置，包括：

初始解算模块，用于组合利用GNSS测站和SLR测站的周解坐标，以所述GNSS测站和SLR测站在国际地球参考框架下的位置坐标为参考，采用七参数转换求解未知参数法解算地心运动，获得地心运动的初始解算结果；

定权模块，用于基于所述地心运动的初始解算结果，采用方差分量估计法对所述GNSS测站和SLR测站进行定权，并根据定权结果重新对地心运动进行解算，获得地心运动时间序列；

周年项提取模块，用于采用奇异谱分析法提取所述地心运动时间序列的周年项和趋势项。