[论文解读] VLBI analyses with the GINS software for multi-technique combination at the observation level

G. Bourda, P. Charlot+1 more|ArXiv.org|Mar 10, 2008

GNSS positioning and interference参考文献 2被引用 3

一句话总结

本文利用GINS软件对甚长基线干涉测量（VLBI）数据进行多技术大地测量组合分析，结果表明，GINS生成的地球定向参数（EOP）解算结果与国际VLBI服务（IVS）分析协调员提供的综合结果在亚毫角秒级别（0.2 mas）内高度一致。该研究证实，GINS能够提供与其它领先VLBI分析中心相当的高精度、一致的EOP估计，支持其在全球大地测量参考框架和地球系统监测中的作用。

ABSTRACT

A rigorous approach to simultaneously determine a Terrestrial Reference Frame (TRF) and Earth Orientation Parameters (EOP) is now currently applied on a routine basis in a coordinated project within the Groupe de Recherches de Géodésie Spatiale (GRGS) in France. Observations of the various space geodetic techniques (VLBI, SLR, LLR, DORIS and GPS) are separately processed by different analysis centers with the software package GINS-DYNAMO, developed and maintained at the GRGS/CNES (Toulouse). This project is aimed at facilitating fine geophysical analyses of the global Earth system (GGOS project). In this framework, Bordeaux Observatory is in charge of the VLBI (Very Long Baseline Interferometry) analyses with GINS for combination with the data of the other space geodetic techniques at the observation level. In this paper, we present (i) the analyses undertaken with this new VLBI software, and (ii) the results obtained for the EOP from beginning 2005 until 2007. Finally, we compare this EOP solution with the IVS (International VLBI Service) Analysis Coordinator combined results. The agreement is at the 0.2 mas level, comparable to that of the other IVS Analysis Centers, which demonstrates the VLBI capability of the GINS software.

研究动机与目标

• 评估GINS软件在观测层面处理VLBI观测数据以实现多技术大地测量组合的性能。
• 评估GINS处理的VLBI数据所生成的EOP解算结果与IVS分析协调员提供的综合EOP序列之间的精度差异。
• 验证GINS作为GGOS项目协调的多技术大地测量框架中常规VLBI分析的可靠工具。
• 支持将VLBI数据整合到涵盖所有空间大地测量技术（GPS、SLR、DORIS、LLR、VLBI）的统一、同质化解算中。

提出的方法

• 使用2005年至2007年IVS密集型、R1和R4观测会话的VLBI数据，基于固定的VTRF2005地面参考框架和ICRF天球参考框架，利用GINS进行处理。
• 每周估计地球定向参数（Xp、Yp、UT1-UTC、dψ、dε），以及测站坐标、钟差校正和天顶对流层延迟。
• 钟差和对流层延迟采用分段连续线性函数建模，时间间隔分别为2小时和1小时，并施加10 μs和10 cm的连续性约束。
• 应用潮汐、大气负荷和映射模型（IERS 2003年惯例、FES2004、6小时-ECMWF、Niell模型）以提高建模精度。
• 在观测层面将VLBI的每周法方程矩阵与GPS、SLR、LLR和DORIS的法方程矩阵合并，生成统一解算结果。
• 通过非加权均方根（RMS）比较GINS生成的EOP与IVS综合EOP序列（ivs06q3e.eops）之间的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 与IVS分析协调员提供的综合解相比，GINS软件在多大程度上能准确再现VLBI观测数据中的地球定向参数（EOP）？
• RQ2 GINS生成的EOP解算结果与IVS综合EOP序列之间的RMS差异处于何种水平？
• RQ3 使用VTRF2005而非ITRF2000对EOP解算结果与IVS综合序列的一致性产生多大影响？
• RQ4 GINS能否生成与其它成熟IVS分析中心相当精度的EOP解算结果？
• RQ5 GINS处理的VLBI数据中残余延迟误差的水平如何？不同会话类型下的误差有何变化？

主要发现

• GINS生成的仅基于VLBI的EOP解算结果与IVS分析协调员提供的综合EOP序列在极移坐标上的一致性达到0.20 mas水平。
• 对天球极移偏移（dψ sinε 和 dε）的一致性达到0.15 mas，表明地球自转与定向参数的估计具有高度一致性。
• UT1-UTC差异为10 μs，表明地球自转角估计具有高精度。
• 后验加权RMS延迟残差在IVS-R1会话中平均为1.08 cm（36 ps），在IVS-R4会话中为0.97 cm（32 ps），表明数据拟合良好。
• GINS与IVS EOP序列之间的平均差异较小，Xp和Yp的RMS值分别为212 μas和211 μas，证实了解算结果具有高稳定性。
• 结果表明，GINS能够生成与其它领先IVS分析中心相当质量的EOP解算结果，验证了其在多技术大地测量组合中的适用性。