gamit、gipsy和bernese軟件解算結(jié)果的比較研究

1、G A MI T 、 G I P S Y 和 B E R N E S E軟件 解 算 結(jié) 果 的 比較 研 究 李 軍 ， 高詠梅 ( 中國(guó)科學(xué)院 ， 測(cè)量 與地球物理研究所動(dòng)力大地測(cè)量學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室， 湖北 武漢 4 3 0 0 7 7 )摘 要 ： 采 用 東亞 地 區(qū) 1 3個(gè) GP S 點(diǎn) 2 0 0 2年 8 4天 的 觀 測(cè) 資料 ， 分 別 利 用 GAMH、 、B E RNE S E以及 G I P S Y 三種 軟件

2、進(jìn)行 解 算 ， 并 對(duì)這 三 種 結(jié) 果進(jìn) 行 了 比較 分析 。 結(jié) 果顯 示 ： 在 解 算方 案一 致 的情 況下 ， 三種軟 件 的 坐標(biāo)結(jié) 果 分別 存在 著厘 米 和 毫 米級(jí) 的差 異 。導(dǎo) 致 毫 米級(jí) 差異的原因是算法本身的有些不同， 而導(dǎo)致厘米級(jí)的差異則是 因?yàn)?實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一參考框架方法的差 異 。關(guān) 鍵詞 ： GP S ； 東亞地 區(qū) ； G AMI T； GI P S Y； B E R NE S E中圖分 類號(hào) ：

3、 P 2 2 8 ． 4文 獻(xiàn)標(biāo) 志碼 ： A 文章 編號(hào) ： 1 0 0 8 — 9 2 6 8 ( 2 0 1 0 ) 0 3 — 0 0 0 5 — 0 50引言 準(zhǔn)確 、 可靠 的地 殼 運(yùn)動(dòng) 速度 場(chǎng) 的獲得 是地 殼運(yùn) 動(dòng)及 動(dòng)力 學(xué)研 究 的 基 礎(chǔ) ， 而 GP S資 料 的解 算 主要 依賴三大 主力 軟件 ， 即 G A MI T、 B e r n e s e和 G I P —S Y。很 多研 究 表 明 ： 采用

4、 不 同 的軟 件 、 不 同的 解算 方 案 ， 不 同的作 者 處 理 同樣 的 GP S資料 往 往 得 到 不 同的解算 結(jié) 果 。 中國(guó)地 殼運(yùn) 動(dòng) 觀 測(cè) 網(wǎng) 絡(luò) 1 9 9 8 ～ 2 0 0 0年 GP S觀 測(cè)資 料計(jì) 算 的幾 個(gè) 結(jié) 果顯 示 ： 不 同 研 究 機(jī)構(gòu) 采取 不 同 的處 理 軟 件 和 方 案 得 到 的 速 度 場(chǎng) 的差異絕對(duì)值平均為 2 ～3m m ／ a l _ 1 j 。弄清這些 差 異

5、產(chǎn)生 的原 因 ， 并 采 用相應(yīng) 的解決 處理 方 案對(duì) 我 們 獲 得一 致 的 、 可靠 的地殼 運(yùn)動(dòng) 速度 場(chǎng) 至關(guān) 重要 。目前 ， 中 國(guó)科 學(xué) 院測(cè)量 與地 球物 理研 究 所與 日本 東 京大 學(xué) 地震 研 究所 和韓 國(guó)天 文 及 空 間 科 學(xué) 研 究 院正在 開(kāi)展 東 亞 地 區(qū)地 殼 運(yùn) 動(dòng) 的合 作 研 究 。根 據(jù)合 作 研 究 計(jì) 劃 ， 中 日韓 三 方 分 別 采 用 GAMI T、B e r n e

6、s e 和 GI S P Y軟件 獨(dú)立 處理 相 同 的 GP S觀 測(cè) 資料 ， 這 為我 們探 討 三種 軟件處 理 結(jié)果 差異 提供 了 一 個(gè) 良好 的機(jī)會(huì)L 2 ] 。采用東 亞地 區(qū)的 G P S觀 測(cè) 資料 進(jìn) 行 三 種 軟件 數(shù)據(jù)處理 的對(duì) 比研 究 ， 日本 東京 大學(xué) 采 用 G I PS Y 軟 件 ， 韓 國(guó)天文研究 院采用 B E R N E S E軟件 ， 而我 們則 采用 G AMI T ／ GL O B

7、 K 以及 B E R NE S E軟 件 。三方 對(duì)相 同時(shí)段 的 觀測(cè) 資料 進(jìn) 行處 理 ， 得到 統(tǒng) 一參 考框 架下 的解算 結(jié)果 。通過(guò)對(duì)處 理方案 以及處理 結(jié)果 的 分析 ， 研究 差異性 的原因 ， 并探討 得 到一致 的處理 結(jié) 果 的合理 方案 。1 數(shù)據(jù)及處理方案 此 次 對(duì) 比研 究 ， 我 們 選 取 了 東 亞 地 區(qū) 1 3個(gè) GP S站 點(diǎn) ， 包 括 中 國(guó) 的 3個(gè) 站 點(diǎn) ， B J F S( 北

8、 京 ) 、wUHN( 武 漢 ) 、 S HAO( 上 海 ) ； 韓 國(guó)的 2個(gè) 站 點(diǎn) ，S UWN 和 DAE J ；日本 的 8個(gè) 站 點(diǎn) ： 0 0 9 4 、 0 2 0 2 、0 2 5 2 、 0 6 0 3 、 0 7 2 9 、 0 7 6 7 、 US UD、 TS KB 。 資料 的 時(shí) 間段 為 2 0 0 2年 中每 個(gè)月 第 一個(gè) 星期 的數(shù)據(jù) ， 共 8 4天 。在 處理 過(guò)程 中 ， 為 了能 客觀

9、地 比較 三種 軟件 的 處 理結(jié) 果 ， 我們 盡 量 采 用 相 同 的 處 理參 數(shù) ， 如 相 同 的參 考框架 ( I TR F 2 0 0 0 ) ， 相 同 的慣 性 系 ( J 2 O O O ． o ) ，相 同的衛(wèi) 星截 止 角 ( 1 5 。 ) 以 及 相 同 的 精 密 衛(wèi) 星 星 歷 。1 ． 1GAM I T／ GLOB K G AMI T ／ G L OB K 是 由 MI T和 S I O共 同研制 的

10、 GP S綜 合 分 析 軟 件 ] 。我 們 分 三 個(gè) 步 驟 采 用 G AMI T ／ GL OB K進(jìn) 行 資料 處 理 。首 先 ， 利 用 偽 距 和載 波相 位觀 測(cè) 資料 的雙 差 組合求 得 臺(tái)站 坐標(biāo) 和 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 — 0 4 — 0 7基金項(xiàng) 目 ： 國(guó)家 自然科學(xué)基金項(xiàng) 目( 4 0 5 7 4 0 1 1 ， 4 0 2 7 4 0 3 7 ) ； 中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng) 目( G

11、 J HZ 0 5 3 4 ) 和地球空間環(huán)境 與 大 地 測(cè) 量 教 育 部 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室 開(kāi) 放 基 金 資 助項(xiàng) 目( 0 4 - 0 1 - 0 8 )2 0 1 0 ． 3 ／ 全 球 定 位 系 統(tǒng) · 5 ·軟 件本 身采 取 的是 不 同的 算 法 結(jié) 卡 勾， 另 外 ， 在 參 考 框 架 定 義 的時(shí)候 ， 雖 然 都 選 取 全 球 分 布 的 1 GS站 做 約束 ， 但 可能 選

12、的具 體站 稍 有 差 別 ， 所 以 存 在 4～ 5個(gè) i n r l l 的 差別 是可 以接 受 的 。圖 1 三 種 軟 件 下 T S KB站 坐 標(biāo) 圖圖 2 三種 軟 件下 T S KB站 坐 標(biāo) 圖 我 們 在統(tǒng) 一 了參 考 框 架 定 義 的情 況 下 ， 發(fā) 現(xiàn) B E R NE S E的 結(jié) 果 有 了 很 大 的 改 善 ， 見(jiàn) 圖 2 ， 以TS K B站 為例 ， 在三 種軟 件統(tǒng) 一 了參考 框 架 定

13、義 的 情 況 下 ， 全 部 采 用 不 固定 任 何 參 考 站 ， 和 全 球 的 I G s站 一 起 進(jìn) 行 方 差 平 差 ， 并 定 義 參 考 框 架 I TR F 2 0 0 0 ， 從 圖 中可 以看 出， 三個(gè) 方 向上 三 種軟 件 的結(jié)果 吻合 得 非 常 好 ， 誤 差 都 在 4 ～ 5mm 以 內(nèi)。2 0 1 0 ． 3 ／ 全 球 定 位 系 統(tǒng) 其 中 B E RNE S E和 GAMI T 的 結(jié)

14、果 更 接 近 ， 這 也 說(shuō) 明 了在參 考框 架 以及 處 理 方 案 完全 一致 的情 況 下 ， 不 同軟 件得 到 的結(jié) 果 的差異 和軟 件處 理 的算法 有關(guān)系 ， 因 為 B E R NE S E 和 GAMI T 均 是 采 用 雙 差 模糊 度 解 算 ， 而 GI P S Y 采用 的是 直 接處 理 非 差 載波相 位 觀測(cè) 量 。雖 然 處理 的 資料 的時(shí) 間尺 度才一 年 ， 我們 還是 · 7