地球参考框架是地球参考系的实现,习惯上称为大地坐标系,或者称为大地基准,是大地测量的基础,一直是大地测量中最基本的问题。大地测量的主要任务之一是测量和绘制地球的表面形状。为了表示、描绘和分析测量成果,必须建立大地坐标系。本文主要从数据处理角度出发,探讨地球参考框架建立的本质,以及建立现代地球参考框架的约束种类和处理方法;讨论了现在已经建立的地球参考框架的原点、尺度、定向、及其时间演化的实质,即如何认识现有的参考框架;研究了地球参考框架的维持问题,对我国建立基于GNSS的参考框架的基本问题给出了建议。本文研究的基本结论如下:一、确定参考框架的问题,实质上就是完成控制网的定位。定位控制网需要七个参数,3个平移参数、3个旋转参数和尺度参数,建立动态的参考框架则还需要上述七个参数的速率参数,共14个参数。从大地测量的观点看,这14个参数可以看做两个TRF之间的相对值,其选择应当满足所采用的TRS定义。二、自由网平差是一种可以保持控制网最佳网形的数据处理方法。在空间大地测量阶段,松约束方法更方便应用。算例证实,在一个相当宽的数值范围内,松约束法有很好的数值稳定性,且松约束方法的解与自由网附加条件法解等价。保持控制网最佳网形的各种数据处理方法,又都可以归为最小约束一类。最小约束可以认为是提供了分析解算的充分必要数据或约束条件,使得处理结果能够保持控制网由观测得到的最佳网形。一般的,任何解集,这里指解的方差协方差矩阵,都可以化分为内部噪声和参考系效应。三、ITRF2000原点所实现的本质在长期上近似为CM,在季节性和其它的短时间尺度上为CF。在ITRF2000之前,以前版本的ITRF原点实现的本质在所有的时间尺度上近似为CF。ITRF2000在1mm/a的精度水平内,与NNR-NUVEL1A是匹配的,即满足NNR条件。精细、科学的全球板块运动模型对更好地实现NNR条件是很重要的。PB2002边界模型就是一个更精细的模型,受此启发,对建立我国构造地块的边界模型给出建议。四、所谓参考框架的维持,就是指给出点位随时间变化的坐标。维持参考框架的技术手段主要有两种,一种是给出台站速率,一种是利用空间大地测量技术给出台站的实测坐标时间序列,而后一种是多数地区维持区域参考框架的选择。五、针对GNSS的参考框架,是GNSS做的所有事情的基础,因而需要特别的关注。IGS实现的长期参考框架IGS00是较ITRF更为精密的参考框架,是IGS产品的基础。GSGP也要实现基于Galileo系统的GTRF。我国北斗二代关于参考框架的设计和实现可借鉴IGS和GGSP的经验。