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蒋涛, 朱照荣, 党亚民, 张锡越, 杨强. 联合GNSS基准站和地表质量负荷数据的区域高程参考框架动态维持[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2026, 51(4): 657-667. （JIANG Tao, ZHU Zhaorong, DANG Yamin, ZHANG Xiyue, YANG Qiang. Dynamic Maintenance of Regional Height Reference Frame Based on GNSS Reference Stations and Surface Mass Loading Data[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2026, 51(4): 657-667. ）

DOI：10.13203/j.whugis20240070

摘要

为降低区域高程参考框架维持的工作量和成本，提升其现势性，提出了一种以全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）基准站为核心节点，对区域高程参考框架进行动态维持的方法，利用基准站数据和地表质量负荷数据（陆地水储量、海底压力和大气压）确定测站的正常高变化，对测站正常高进行动态修正。利用中国北京市沉降区5个GNSS基准站超过8 a的GNSS数据、地表质量负荷数据及多期水准网数据对该方法进行验证，结果表明：多年GNSS与地表质量负荷数据联合确定的正常高变化精度优于11 mm，大部分测站精度优于5 mm，正常高变化的1个月外推误差最大为13 mm。采用移去-恢复法和质量负荷格林函数积分方法，由地表质量负荷数据推算基准站高程异常变化并进行相应改正，能显著提升正常高变化的确定精度。优选具有长期连续观测、数据质量良好的GNSS基准站，实现区域高程参考框架动态维持。

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结论

本文提出了以GNSS基准站作为核心节点对区域高程参考框架进行动态维持的方法，该方法对GNSS基准站数据进行时间序列分析得到测站大地高变化，采用移去-恢复法和质量负荷格林函数积分方法，由陆地水NSS基准站具有长期连续观测数据、数据质量良好的情况下，利用GNSS数据确定的正常高变化对该测站的上一期水准测量正常高进行动态修正是可行的，能实现基于GNSS基准站数据的区域高程参考框架动态维持。

2）采用移去-恢复法和质量负荷格林函数积分方法推算地表质量负荷变化引起的基准站高程异常变化，对基准站大地高变化进行高程异常变化改正后，92.3%结果的正常高变化确定精度提升幅度超过10%，65.4%结果的精度提升幅度在20%以上，证实了高程异常变化推算的正确性和施加该项改正的必要性。

3）利用GNSS时间序列分析和重构结果，对GNSS基准站正常高变化进行1个月以内的外推和预测是可行的，应慎重处理1个月以上的外推。