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过去数十年以来,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)蓬勃发展,GNSS技术相关的精密产品。包括跟踪站坐标、地球自转参数、卫星轨道和钟差、大气延迟产品,极大地推动了地球动力学和大气环境科学研究,并广泛应用于各类工程建设,极大地便捷了大众生活。同时,多频多模观测值的出现、跟踪站网的扩充、系统间卫星几何和光学属性、卫星在轨姿态模式以及卫星钟性能的不同,促进了大地测量领域相关的多频多系统数据精密处理理论与方法、大网快速解算技术的发展、观测误差特性认识和模型的优化。然而,GNSS数据处理策略、软件和模型的多样化,也导致了不同机构提供的精密产品在时延、精度、产品基准上均存在差异。因此,融合处理多源多GNSS产品得到高精度、高可靠性和连续性的综合产品,对各类科学研究和工程应用具有重要意义。例如:1)通过多期GNSS站坐标产品实现连续、稳定的长期坐标参考框架,可为利用GNSS技术进行地壳形变、环境负载等构造和非构造运动研究提供统一的坐标基准,因为只有在统一框架下进行地球物理信号分析才有意义。2)利用综合产品为参考,对多源GNSS精密产品误差特性的认识可以促进GNSS定位定轨数据处理策略和模型的改进。3)随着全球/区域导航系统的兴起和发展,融合多源产品可为系统空间信号精度和定位服务能力的监测评估提供参考产品,保障系统运行状态和服务性能监测评估结果的可靠性。目前,国际上有多家机构提供多GNSS精密轨道钟差产品,然而并没有相应的多系统综合产品供用户使用,亟需在多源产品综合方法上填补多系统卫星轨道钟差产品综合的空白。多源GNSS产品综合的前提是拥有一个统一的坐标参考框架,因此,研究多源、多期站坐标产品的综合,实现高精度GNSS产品参考框架,是GNSS产品综合中首要解决的问题。GNSS产品综合不是单类产品的简单融合,是涉及到多类产品的协同处理。如果不考虑GNSS站坐标、地球自转参数、卫星轨道和钟差产品间的相关性,将导致不同综合产品间的不自洽,影响产品的使用体验,因此,如何维持不同综合产品间的一致性是GNSS产品综合中必须要解决的问题。受未模型的天线相位中心改正、太阳光压模型误差、信号通道和频间偏差等因素影响,不同机构产品间存在精度、误差特性上的差异,因此提出可靠的GNSS产品综合数学模型和参数估计方法,研究GNSS产品系统误差的校正方法,是GNSS产品综合中需要重点考虑的问题。针对上述问题,本文围绕多源GNSS站坐标、地球自转参数、卫星轨道和钟差产品的融合处理开展研究,主要研究内容分为三部分:1)研究多源、多期站坐标产品综合的数学模型,建立高精度GNSS产品的坐标参考框架;2)研究统一框架下的多源多系统轨道钟差产品综合的数学模型和参数估计方法;3)研制GNSS产品综合的软件系统,将其应用到工程实践中,提出优化综合轨道产品质量的方法。具体开展如下工作并取得相应研究成果:1、总结归纳了目前多源多GNSS站坐标、卫星轨道和钟差产品综合的国内外研究现状,指出目前GNSS产品综合中存在的问题。系统研究了GNSS产品综合相关的基础理论方法,包括参数的抗差估计、自由网平差中的基准引入、方差分量估计和GNSS产品后处理方法如法方程恢复、先验及残余约束的消除、参数消除和参数转换。2、针对多源、多期站坐标产品综合,分析站坐标产品先验约束对坐标转换的影响,研究系统误差校正方法,分析站坐标序列中的季节信号、噪声、相似变换参数和权阵的相互影响,实现高精度GNSS坐标参考框架。本文实现的GNSS参考框架解与IGS的位置和速度符合精度分别优于0.5 mm和0.1 mm/yr。函数模型中未模型的周期信号将引起站点速度偏差,且该偏差随序列长度的增加而减小,而考虑站点方差-协方差信息能提高框架解的精度,但也引入了幂率谱噪声。3、从理论和实际数据两方面分析了GNSS站坐标、地球自转参数、卫星轨道和钟差产品之间的相关性,分析结果表明不同系统、不同产品间的定向基准较为一致。在此基础上,提出了多系统轨道产品的定向基准一致性改正方法,卫星钟差产品的一致性改正方法。试验结果表明是否进行一致性改正,可引起轨道钟差毫米级的精度变化。4、研究了多分析中心多GNSS轨道和钟差产品综合方法。提出单星校正的钟差产品基准统一方法,解决分析中心卫星间钟差基准偏差较大的问题;引入了方差分量估计来确定不同产品源的权重,解决不同分析中心、不同卫星系统产品精度存在差异的问题;设计了等价权函数来抑制异常数据对综合结果的污染。试验结果表明综合轨道和钟差在精度和定向基准稳定性上优于单个分析中心,动态定位结果优于单个分析中心。5、根据本文提出的一整套自洽的GNSS站坐标、地球自转参数、卫星轨道和钟差产品综合算法,开发相应的软件系统,该软件系统能够满足超快速、快速和最终GNSS精密产品的综合。成功应用到国际GNSS监测评估系统(international GNSS Monitoring and Assessment System,i GMAS)建设中,首次实现了统一框架下的多GNSS卫星轨道和钟差的综合,生成的i GMAS综合GPS轨道钟差与IGS在同一精度水平。6、针对iGMAS轨道的激光检核残差序列中存在系统误差的问题,从精密轨道确定中的力学模型出发,提出了先验光压模型的构建方法,试验结果表明相对于无先验模型的轨道产品,本文提出的先验模型可改善QZS1卫星40%以上的激光检核精度。同时针对i GMAS分析中心北斗和Galileo卫星轨道产品存在系统误差的问题,基于历史轨道的激光测距残差,提出了一种直接校正分析中心轨道系统误差的方法,利用该方法对北斗GEO和Galileo卫星的改善幅度分别可达70%和30%。