Non-linear station motions in epoch and multi-year reference frames
Non-linear station motions in epoch and multi-year reference frames
复制标题
历元和多年参考系中的非线性台站运动
DOI：
10.1007/s00190-013-0668-6
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发表时间：
2014
影响因子：
4.4
通讯作者：
D. Angermann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bloßfeld M;M. Seitz;D. Angermann
在国际地球自转和参考系服务公约（例如IERS 2010年公约）中，建议通过正规化台站位置和常规校正模型来描述固定在地壳上的瞬时台站位置。目前实现的国际地球参考框架使用参考历元的台站位置和恒定速度来描述规则化台站位置在时间上的运动。这种参数化的一个优点是可以在很长一段时间内提供高精度的台站坐标。各种出版物已经表明，由于未考虑负载效应，剩余非线性站运动可以达到几厘米的量级。如果忽略这些非线性台站运动，则一致估计的参数（如地球定向参数（EOP））可能会受到影响。在本文中，我们研究了一种新的方法，这是基于一个频繁的（如每周）估计站的位置和EOP从组合的历元正常方程的空间大地测量技术的全球定位系统（GPS），卫星激光测距（SLR）和甚长基线干涉测量（VLBI）。由此产生的时间序列的历元参考框架进行了详细的研究，并与传统的长期的方法进行了比较。结果表明，这两种方法都有特定的优点和缺点，这是在文件中讨论。频繁估计的历元参考框架的一个主要优点是，非线性站运动被隐含地考虑在内，这是长期框架的准确性的一个主要限制因素。各种测试计算和历元和长期的方法之间的比较进行。作者发现，一致估计的EOP系统地受到两种不同组合方法的影响。在联合解的情况下，历元框架和长期框架之间的差异分别达到0.73 mm和1.23 mm的量级。对于仅SLR的解决方案，可以发现幅度为（2.39 mm）的显著差异。
In the conventions of the International Earth Rotation and Reference Systems Service (e.g. IERS Conventions 2010), it is recommended that the instantaneous station position, which is fixed to the Earth’s crust, is described by a regularized station position and conventional correction models. Current realizations of the International Terrestrial Reference Frame use a station position at a reference epoch and a constant velocity to describe the motion of the regularized station position in time. An advantage of this parameterization is the possibility to provide station coordinates of high accuracy over a long time span. Various publications have shown that residual non-linear station motions can reach a magnitude of a few centimeters due to not considered loading effects. Consistently estimated parameters like the Earth Orientation Parameters (EOP) may be affected if these non-linear station motions are neglected. In this paper, we investigate a new approach, which is based on a frequent (e.g. weekly) estimation of station positions and EOP from a combination of epoch normal equations of the space geodetic techniques Global Positioning System (GPS), Satellite Laser Ranging (SLR) and Very Long Baseline Interferometry (VLBI). The resulting time series of epoch reference frames are studied in detail and are compared with the conventional secular approach. It is shown that both approaches have specific advantages and disadvantages, which are discussed in the paper. A major advantage of the frequently estimated epoch reference frames is that the non-linear station motions are implicitly taken into account, which is a major limiting factor for the accuracy of the secular frames. Various test computations and comparisons between the epoch and secular approach are performed. The authors found that the consistently estimated EOP are systematically affected by the two different combination approaches. The differences between the epoch and secular frames reach magnitudes of(0.73 mm) and(1.23 mm) for thex-pole andy-pole, respectively, in case of the combined solutions. For the SLR-only solutions, significant differences with amplitudes of(2.39 mm) can be found.
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