国际地球参考框架（地心参考框架 - ITRF2020）
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简介
ITRF2020（国际地球参考框架 2020）是国际地球自转和参考系统服务组织（IERS）于 2022 年正式发布的最新地球参考框架。ITRF 系列旨在高精度地定义地球上的位置和运动。ITRF2020 是传统 ITRF2014 的后续版本，其更新旨在提高观测技术的精度并响应地壳运动。该参考框架由四种观测技术的数据构建而成：VLBI（甚长基线干涉测量）、SLR（卫星激光测距）、GNSS（全球导航卫星系统）和 DORIS（卫星集成多普勒轨道测绘与无线电定位）。
坐标系构成
- 坐标数据：基于三维位置（X、Y、Z）的笛卡尔坐标系格式，包含各观测站的年变化（速度分量）。
- 速度模型：提供考虑各观测站地壳变形（线性运动+非线性分量）的速度矢量。
- 时间标签：基于观测周期的时间序列数据（参考时间为 2020.0）。
- 软件兼容性：可与 GIPSY、Bernese 和 RTKLIB 等 GNSS 分析软件兼容。
优点
- 更精确的坐标参考：与上一版 ITRF2014 相比，其精度有所提升，尤其是在南半球和部分板块边界区域。
- 非线性地壳运动建模：明确考虑与大地震和长期地壳运动相关的非线性运动，抑制位置精度随时间推移而下降。
- 兼容最新观测技术：可反映截至 2020 年的高精度大地观测数据，在多 GNSS 环境下具有高度可靠性。
- 全球兼容性：全球参考站均可采用统一标准，有利于国际数据共享和测量标准的融合。
缺点
- 处理非线性分量的复杂性：处理非线性地壳运动需要比传统的线性近似模型更复杂的计算，并且需要一定的专业知识来进行软件和数据分析。
- 与旧系统的兼容性问题：使用 ITRF2014 或 ITRF2008 进行坐标转换时可能会出现差异，并且可能需要额外的工作来确保与基于旧版本标准构建的数据库的一致性。
- 发挥高精度优势的基础设施要求：如果观测设备和分析环境较旧，可能无法充分利用 ITRF2020 的精度优势。
应用场景
ITRF2020 的应用领域十分广泛，包括测绘、GNSS 定位、地壳运动分析、地球物理、海平面变化监测、航天器轨迹计算以及国家参考坐标系更新等。尤其在提高 GNSS 观测网络精度、准确掌握地壳运动规律以进行灾害预测和重建规划、统一多个国家和地区间的位置信息等方面发挥着重要作用。
示例图
- 用于估算 ITRF2020 和 ITRF2014 之间转换参数的站点。
- ITRF 站点分布 [来源: Altamimi et al.]。
