摘要

地球参考架（TRF）是定位和导航等地球上及近地空间活动中的点位参照

基准，地球定向参数（EOP）是用以描述自转轴在地球本体内和空间的运动以

及地球自转速率变化的参数，因此，无论是在天文地球动力学、大地测量、地

球物理等学科领域，还是在实际的卫星导航定位与应用等经济和军事领域，高

精度的地球参考架和地球定向参数都起着不可或缺的支撑作用。

随着空间大地测量技术的不断发展，LLR、SLR、VLBI、GNSS 以及DORIS

等各空间大地测量技术都可以对目标进行定位或定轨，也可以用来确定地球参

考架的部分基准参数，以及测定全部或者部分的地球定向参数。如今，上述空

间大地测量技术已经取代光学天体测量成为建立和维持高精度的天球参考架和

地球参考架、监测EOP 的主流技术。以上各种空间大地测量技术带着其各自的

特点和作用，对建立和维持地球参考架、监测地球定向参数等作出了不同程度

和不同方面的贡献。充分吸收各种空间观测技术的优点，建立高精度且长期稳

定的地球参考架和综合监测地球定向参数在国际上和国内都具有非常重要的意

义。

本文在充分考虑SLR、VLBI、GPS 和DORIS 等四种技术在确定地球参考

架和地球定向参数两方面的特点和优缺点的情况之下，研究了基于四种技术数

据来综合确定毫米级地球参考架及高精度地球定向参数的方法，并利用实测的

SLR\VLBI\GPS\DORIS 的SINEX 解，综合建立了毫米级地球参考架和高精度地

球定向参数，提供了相应产品。主要工作和取得的成果如下：

1）对SLR\VLBI\GPS\DORIS 四种技术的技术内综合的方法进行了研究，

并对四种技术相应国际服务组织提供的站坐标和EOP 的技术内综合SINEX 周

解（VLBI 为24 小时观测解）进行了精度评估和参考架基准参数的长期特性分

析。结果表明，除了VLBI 技术对地心“不敏感”以外，GPS 和DORIS 技术虽

然对地心敏感，但是这两种技术的SINEX 周解与ITRF2014 之间转换的平移参

数时间序列中存在着偏差或线性项。因此，依照IERS Conventions 2010 中要求

的地球参考架的原点应在地球质心的约定，为确保所建立的综合参考架的长期

稳定性，GPS 和DORIS 技术不适合参与确定多技术综合参考架长期解的原点，

而应由SLR 一种技术来确定。类似的，综合参考架的尺度参数拟通过加权平均

的方式由SLR 和VLBI 两种技术确定。

2）研究了综合多种空间大地测量技术建立地球参考架的模型与方法。其中

的核心内容包含：长期稳定的地球参考架基准的确定、利用方差分量估计不同

技术之间相对权因子、测站非连续跳变的探测与处理、并置站本地连接的引用、包含数万个待估参数的大型法方程的处理及并行算法的应用等。

3）基于自主开发的综合软件，以四种技术的站坐标和EOP 的技术内综合

周（日）解的长时间序列作为输入数据，实现了毫米级的地球参考架。给出了

高精度参考架下的SLR\GPS\VLBI\DORIS 四种技术全球分布台站的三维站坐标

和线性速度等结果，并对其进行了多种角度的精度分析，探讨了进一步提高地

球参考架精度的方法。

4）在国内首次实现了基于多种技术的高精度EOP 综合。为了向包括我国

卫星导航系统在内的工程应用以及其他科研应用提供不可或缺的地球定向参数

产品，给出了覆盖1983 年-2015 年的地球定向参数日解的长时间序列。尤其是

充分利用LOD 和UT1 之间的一阶导数关系，对多技术综合的LOD 序列和仅由

VLBI 提供的UT1 序列进行了联合加密，避免了插值过程中由于UT1 参数之间

间隔时间过长造成的插值精度明显下降。最终实现了中国自主确定的综合EOP

产品的发布。