二、本专业国内发展现状⒈ 大地基准与参考框架维护⑴国家现代测绘基准建设顺利推进国家“十二五”重大项目国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程（简称“测绘基准工程”）是我国迄今为止最大规模的、以维持国家大地坐标框架为主要目标的国家地理空间基础设施重大工程。测绘基准工程自2012年6月启动以来，五个单项工程（国家GNSS连续运行基准站网建设、国家GNSS大地控制网建设、国家高程控制网建设、国家重力基准点、国家测绘基准数据系统建设）通过新建、改建和利用的方式，建立了地基稳定、分布合理、利于长期保存的测绘基础设施，整个工程已按时间节点顺利推进。同时随着测绘基准工程的顺利实施，我国现代大地测量基准体系已逐渐涵盖全部陆海国土，具备高精度、三维、动态的测量能力，最终将建立以几何基准和垂直基准为一体的高精度、三维、动态的现代大地基准体系，为我国现代化经济建设、国防建设和科学研究提供服务保障能力。①测绘基准工程建设。“测绘基准工程”建设是将大地基准基础设施、高程基准基础设施和重力基准基础设施作为一个整体进行综合考虑，工程利用卫星定位技术、水准测量、重力测量、信息系统等技术手段，建设密度合理、分布均匀的现代大地基准、高程基准和重力基准基础设施，以及国家测绘基准管理服务系统，建立并维持相互补充、互为依存的测绘基准设施，形成国家现代测绘基准数据、成果的管理与综合服务的能力。通过将基础设施的更新和完善，初步实现国家现代测绘基准体系建设目标。具体包括：❶全国范围内设计建设360个国家GNSS连续运行基准站，作为我国国家坐标系统框架的骨干网。其中新建基准站150个，改造站60个。❷全国范围内设计建设4500点规模的国家GNSS大地控制网，实现相对均匀覆盖整个陆地国土，密度合理，具有更广泛的服务对象，是国家大地基准的重要组成部分。其中新建2500点。❸全面更新我国一等水准网，其中新建基本水准点725座、普通水准点7030座、水准基岩点110座；完成高程属性测定12.2万km、重力属性测定27400点。❹全国范围选定50个设在GNSS连续运行基准站的重力点，进行100点次绝对重力属性测定，拓展国家重力基准分布与服务范围。❺完成机房改造、网络通信、计算机与存储备份、安全系统等运行支持物理环境建设，以及数据管理系统、数据处理分析系统和共享服务系统等功能建设，更新国家测绘基准管理服务系统。②测绘基准工程建设进展情况。2012年6月项目工程建设正式启动实施，截止到2014年11月底总体进展顺利，任务完成高效。其中：GNSS连续运行基准站新建和改造工作基本完成。完成144个新建基准站的施工土建建设，97 个新建站设备集成和安装调试，94个新建站的资料归档检查，组织人员完成了143个新建站的现场质量检查验收。完成改造站的实施方案评审和改造建设工作。2014年按计划完成756个GNSS大地控制点的选建。选建点位位于东北测区，其中黑龙江境内246点、吉林境内120点、辽宁境内84点以及内蒙古东北部306点，截止2014年11月底，已全部按计划完成上述点位选建工作。2014年已经按计划完成19897.1km一等水准路线的踏勘补埋。完成5个深层基岩点选埋。一等水准路线踏勘补埋任务中，黑龙江测区6666km、吉林测区3695km、辽宁测区3007km、内蒙古东北部测区6529.1km。完成国家高程控制网阿克苏、张掖、威宁、林口、三道通共5个深层基岩点的选建工作。2014年按计划完成1135个GNSS大地控制点的观测。其中，完成内蒙古中部、甘肃东部、宁夏区域210点；云南、贵州、四川、重庆区域415点；浙江、福建、江西区域187点；广东、广西、海南岛区域323点。截止2014年11月底，已全部按计划完成上述点位观测工作。2014年完成32745.1km一等水准观测。其中，西藏境内8565km、新疆境内10561km、青海境内5804km、甘肃、内蒙中部境内7815.1km。2014年完成10585个水准点上重力观测和40点次绝对重力观测。其中，完成西藏、新疆、青海、甘肃等西部测区的10585个一等水准路线点上的相对重力观测工作。截止11月底已完成全国选定的部分国家GNSS连续运行基准站上40点次的绝对重力观测。③动态地心坐标参考框架维护。全国卫星导航定位连续运行基准站是建立和维持国家和省市级区域高精度、动态、地心、三维坐标参考框架的现代化基础设施，是测绘基准体系和地理空间基础框架的核心，全国基准站网统筹建设是实现新一代国家高精度空间基准的重要步骤。为统一全国坐标框架，提供更加科学准确的基准数据，进一步提升测绘地理信息服务经济社会发展能力和水平，国家测绘地理信息局组织开展了全国基准站网整体平差计算工作，并组织汇交了全国范围内31个省市自建基准站、基准工程站、927基准站、陆态网络基准站观测数据，国家基础地理信息中心和中国测绘科学研究院对此进行了全国联合网解算、整体平差，获取了全国统一空间基准下的高精度、地心坐标成果，解决了各省级基准站网坐标框架不统一、各省区域导航定位基准不一致的问题，为最终实现高精度国家动态地心坐标参考框的建立和维护奠定基础。⑵2000国家大地坐标系在各部委部门进一步推广2000国家大地坐标系下的国家级测绘成果已于 2013 年对外发布使用。依照已发布的国家级成果可以保证2000国家坐标系的顺利实施。进展主要包括两方面：一是国家级成果或产品的外延和提升，二是行业的推广应用。①中国大陆1°×1°格网速度场模型建立。高精度、高稳定性的中国大陆速度场是维持 CGCS2000稳定性、动态性和精确性的保障。中国 CGCS2000坐标系的速度场仍不完善，无法全面反映中国地壳水平运动年变化量，完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性。2013年～2014年在CPM-CGCS2000的20个Ⅱ级块体模型及已获得的中国地壳运动观测网1025个站点速度的基础上，综合采用反距离加权法、欧拉矢量法、块体欧拉矢量法、有限元插值法、最小二乘配置法建立了获得全面、精确、稳定可靠的中国大陆 1°×1°格网速度场模型，并评定及分析，探讨各模型的适用条件，反距离加权模型和局域欧拉矢量模型的精度受Ⅱ级块体划分的影响较小；有限元模型精度有所提高，但幅度不大；块体欧拉矢量模型及最小二乘配置模型精度提高幅度很大，N、E两方向精度提高在30%～50%不等。块体划分的基础上，选择各块体上的最优模型，计算了中国大陆3°×3°及1°×1°的格网点速度，并用1°×1°的格网点速度建立速度场模型，中国大陆内任意点的速度可以用其周围的4个格网点速度的平局值表示。用格网速度场模型计算网络工程 1025 个站点速度，并求出差值，建立了中国大陆分布均匀的速度场模型。各方向速度场外部检核精度均在亚毫米量级。在此格网速度场数值模型基础上，对已有的 Super Coord 软件进行升级，按行政区划将格网速度场模型嵌入到软件中，已免费下发到22个省（市）自治区用于GNSS坐标成果的转换。②2000国家大地坐标系的行业应用。目前，2000国家大地坐标系在国土资源部、水利部、中国地质调查局、交通部、中国气象局、住房与城乡建设部等部门得到了推广应用。水利部2011年12月31日开始水利普查，采用的是CGCS2000 1∶5万数据。水利普查已经采用2000国家大地坐标系，使用了测绘部门提供更新后的1∶5万数据。交通运输部主要包括航道和公路两大类，主要数据类型是线形、线位、点位。交通运输部2000坐标系应用的新线路图属性采集是通过直接与测绘地理信息局提供的1∶5万更新数据进行迭加形成。中国气象局对2000国家大地坐标系的需求主要体现在气象服务产品的展现需要基于地理信息系统，如暴雨发生的位置及受淹的范围。全国有统一的数据库，数据的使用一般是从测绘地理信息局拿到数据再进行兰勃特投影后叠加气象信息。中国气象局对外提供1∶400万、1∶100万、1∶25万和1∶5万数据服务，其中基础地理信息数据均使用了国家测绘地理信息局提供的数据。除用于发布专题数据服务外，也应用于气象局内气象站的标绘工作。国家电网公司也利用国家测绘地理信息局提供的1∶5万地理信息进行电缆路径和站址定位。电力系统正在建立国家电网空间信息服务平台，需要将各省不同空间基准数据统一到同一空间基准下，通过全国及省级范围坐标的七参数和省级以下范围的四参数转换将现有的地方坐标系坐标转换到CGCS2000坐标系下，克服现有地方坐标系（北京坐标系、西安坐标系）的区域性，建立“一张网”服务平台下的全国统一空间数据基准。地质调查局2015年考虑进行立项，计划利用三年的时间完成馆藏地质资料向2000国家大地坐标系的转换。海洋测绘应用中现有海图主要以1954 北京坐标系的墨卡托投影为主，目前是采用七参数转换等方法将现有海图坐标转换到国家CGCS2000坐标系下。现历元下的地心坐标多直接采用RBN-DGPS差分或单基站差分方式测绘获得。⑶空天一体化基准相关方面进一步发展空天一体化基准是实现航天器高精度空间定位与导航的基础。地面（和近地空间）点和航天器分别在地球坐标系和惯性坐标系中描述其空间位置。由于地球存在极移和自转不均匀等现象，需要利用地球定向参数（EOP）建立地球坐标系和惯性坐标系的联系，从而把航天器与地面点的空间位置及其运动相互关联。可见，空天一体化基准的实质在于确定高精度的EOP，即确定不同参考系之间的联系参数。地面光学天体测量方法受限于大气湍流影响，角分辨率极限约1″，已不能满足当前EOP 测量要求。目前，测定 EOP 的主要技术手段包括甚长基线干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）和全球卫星导航定位（GNSS）等技术。VLBI技术能够精确测定EOP的全维参数。当前许多VLBI测站的电磁环境逐渐恶化，给VLBI测量造成严重影响。同时，由于水汽与地球大气其他成分的相容性不好，且分布极不均匀、难以建模和预测，已成为VLBI测量的主要误差源。通过超宽带观测与接收以克服射电干扰的影响，通过快速密集空间采样以实现大气延迟的参数解算并减弱水汽影响，进而提高 VLBI 观测时延的测量精度，是国际上进一步推进VLBI技术发展、提高测量精度和观测资料解析精度的主要方向。为此，自2002年起提出、发展和逐步完善了新一代VLBI技术规范，即VLBI2010标准，其致力于对VLBI测站的毫米级定标与定速、对EOP参数的连续、实时和高精度测定，进而确保天地一体化参照基准的高精度实现。国内迄今具有VLBI观测功能的台站包括上海、乌鲁木齐、昆明、北京、喀什和佳木斯6个站。这些台站主要用于天体物理研究和深空探测器跟踪，虽能用于测量EOP并获得实验性测量结果，但离VLBI2010标准相距甚远。为此，国内有关单位正在按 VLBI2010 标准设计和研发我国新一代VLBI测地网，并在宽带接收、馈源与接收机整体制冷、天线参考点高精度监测以及观测数据解析等关键技术方面取得系列进展。SLR是实现地球参考框架的重要技术之一，通过卫星轨道与地心实现固连，用于确定地球参考框架的原点和尺度因子。通过与 VLBI 并置测量，有利于分析和消除不同测量技术之间的系统差异，精化EOP激发机制的分析，提高EOP的预测精度。目前，国内有上海、长春、北京、武汉等多个SLR观测站，其大多具备白天测距和非合作目标测距等能力。GNSS技术主要用于EOP的加密测量，是对上述两种技术的重要补充。国内利用IGS跟踪站的连续观测资料估算得到的地球定向参数，与IGS发布的地球定向参数结果具有较好的一致性。⒉ 重力与大地水准面⑴新的中国陆地重力似大地水准面CNGG2011模型大地水准面是地球重力场中代表地球形状且与平均海平面最为密合的重力等位面，由地球物质引力和自转离心力及选定的潮汐系统决定，是大地测量学描述包括海洋在内的地球表面地形起伏的理想参考面，即高程的起算面。在研究地球表面形状变化时，如海平面变化、两极冰川融化、陆地储水量变化以及海洋环流时，都需要高精度、高分辨率的大地水准面。GNSS测定的大地高结合高精度大地水准面模型可以快速获得精密海拔高程。因此，精密的大地水准面数字模型成为高程基准现代化的关键基础设施，据此将实现传统基于水准测量的地面标石高程基准，向现代基于GNSS测量的数字高程基准转变，从而根本改变高程基准的维持模式和高程测定的作业模式，克服了传统水准测量几乎所有局限性，特别是高投入低效率的缺陷，而且目前可达到国家二等水准精度。为发展新一代似大地水准面模型，需考虑研制适于我国应用的全球重力场模型作参考场。2000年利用约40万个地面重力数据、18.75″×28.125″地形数据以及Geosat ERM/GM、ERS-1 ERM/GM、ERS-2 ERM和 Topex/Poseidon等卫星测高海洋重力异常数据研制了新一代陆海统一重力似大地水准面（CNGG2000），以及和GPS水准拟合解的似大地水准面（CQG2000）。李建成院士提出一个新的中国陆地重力似大地水准面CNGG2011模型，采用Stokes-Helmert理论和方法，利用我国GPS水准资料分析了CNGG2011的全国精度和按省份划分的各省精度情况，同时对进一步发展我国高程基准似大地水准面模型提出若干供参考的设想。根据我国陆海数字高程基准模型研制的理论和方法，采用全国重力数据、7.5′×7.5′SRTM数值地面模型资料和卫星测高资料反演的格网海洋重力数据，继我国陆地数字高程基准模型 CNGG2011之后，得出了2′×2′，陆海数字高程基准模型CNGG2013初步成果。与GNSS水准比较，全国的精度由原来的±12.6cm提高到±10.9cm，特别是，西藏地区的精度显著提高，将±21.9cm提高到±15.6cm。2013 年底完成了927一期工程海域大地水准面精化与陆海拼接。927一期工程是经国家批准实施的国家海岛（礁）测绘专项。它的建设目标是，充分利用现有成果和测绘高新技术，建立国家海岛（礁）大地控制网、高程控制网和重力控制网，精化我国海域大地水准面，并与现行国家大地水准面拼接，初步建成与我国陆地现行测绘基准一致的高精度海岛（礁）平面、高程/深度和重力基准。在全面摸清我国海岛（礁）数量、位置和分布的基础上，主要采用航空航天遥感技术对我国海域面积大于500m2的约6400个海岛（礁）进行准确定位，对其中重要海岛进行地形图测绘，编制我国海岛（礁）系列地图，建成国家海岛（礁）测绘数据系统，初步建立海岛（礁）基础地理信息服务系统。为实施海洋开发、维护国家海洋权益、推进海洋信息化发展、加强海岛管理提供统一的基础地理信息和必需的测绘保障提供了支持。在重力似大地水准面构建思路是将地面空间异常（扰动重力）解析延拓到计算区域的平均高程面后，利用广义Stokes（广义Hotine）积分公式，直接计算地面高度上的高程异常，即地面高程异常。为提高解析延拓的稳定性，保持重力场中的地形高频信息，采用“局部地形影响＋模型重力场”组合移去恢复法计算重力似大地水准面。项目的重力似大地水准面，经GNSS水准外部检核，13个省市在厘米级精度上无缝衔接，验证了重力似大地水准面的正确性和科学性。⑵重力仪器研发获得大力支持近年来，随着科学研究、国民经济、国防对重力仪的需求不断加大，国家也以较大力度开始支持重力仪器相关研发工作。台站式重力仪目的是用于研究重力固体潮及非潮汐变化，广泛用于大地测量、地球物理学等领域，对重力测量精度要求高。DZW重力仪是一种用来进行长期连续观测固体潮的相对重力仪，分辨率为1μGal，目前该仪器仍在不断升级改进，在国内地震台站装备较多。在流动型重力仪研制方面，主要采用石英弹簧作为传感单元，观测精度为 0.03mGal。2005 年以来，该型号产品更名为Z400，在有关项目支持下开始恢复生产。海空重力仪可分为弹簧型及加速度计类型。2011年起，在国家重大科学仪器开发专项的资助下，已开始工程化研制。2006年以来，GDP-1海洋重力仪，基于捷联惯性导航系统的SGA-WZ01航空重力仪，目前正在进行系列化试验。基于捷联惯导的重力仪目前也在测试中。绝对重力仪可用于绝对重力基准网建设、监测地球内部变化等方面，分为经典的自由落体及原子干涉两种类型。从1965起开始重力领域的相关工作，先后研制成功NIM-1型、NIM-2型和NIM-3型绝对重力仪，并先后五次参加绝对重力国际比对，其中NIM-3型精度约为数十微伽。研制的T-1绝对重力仪，测试表明12小时内的重复性约为3μGal。小型快速移动的绝对重力仪成功研制，精度约为数十微伽，可用于国防等领域。原子干涉重力仪采用自由落体运动的冷原子作为检验质量，用相位相干的Raman光对其进行操控实现原子干涉，干涉相位包含重力加速度，可用于绝对重力测量及重力梯度测量。国内目前在试验样机的研制阶段，测量精确度约为2×10-7g√HZ。重力梯度仪可分为扭秤、旋转加速度计、超导、原子干涉、静电悬浮等类型。国内多家单位均开展了基于旋转加速度计原理的重力梯度仪的研制。单轴梯度仪试验样机均可敏感到梯度效应。同时开展了星载簧片式加速度计的研制工作，并多次搭载进行了卫星试验。在重力仪性能评估技术方法与评价指标确定研究方面，探讨了重力仪稳定性测评的技术流程和数据处理方法，重点分析了环境因素和重力固体潮效应对测试结果的影响，提出了重力仪零点趋势性漂移、有色观测噪声与随机误差的分离方法，形成了稳定性评估的标准化技术流程，提出了由零漂线性常数、线性变化率和非线性变化中误差等参数联合组成重力仪稳定性能评估指标体系，分析论证并提出了重力仪零漂非线性变化的限定指标要求等。⑶航空重力测量需求增大航空重力测量主要用于快速经济地获取分布均匀、精度良好、大面积的重力场中高频信息。一方面能够扩展卫星重力的频谱范围，另一方面能够在一些难以开展地面重力测量的特殊区域如沙漠、冰川、沼泽、原始森林等进行高效作业。近年来，我国航空重力测量从测量设备引入、自主研制、试验以及工程应用方面得到了较快发展，围绕航空重力测量的新理论、新方法、新成果也在不断发展当中。国土资源部航遥中心2007年引进2套加拿大微重力公司GT-1A航空重力仪，用于基础地质研究和矿产资源勘探服务领域等。国家测绘地理信息局第一大地测量队于2012年引进了加拿大微重力公司的GT-2A型航空重力测量系统，该系统为我国目前引进的测量精度最高的一款航空重力测量系统，测量精度可达到0.6mGal。西安测绘研究所推出 CHAGS 系统于 2010 年前后开展了我国部分陆海交界处（如渤海湾等）的航空重力测量生产作业，用于弥补我国陆海交界区域的重力空白。国土资源部航遥中心引进的GT-1A航空重力仪已在我国多地开展了测量，其主要工作集中于基础地质研究和矿产资源勘探服务领域等。国家测绘地理信息局第一大地测量队GT-1A航空重力仪已于2012年底完成设备的测试与实验工作，将在填补我国重力空白区方面发挥作用。目前，对航空重力测量相关技术的研究主要集中在载体运动参数确定方法以及航空重力数据去噪技术研究方面。在载体运动参数确定方法研究方面利用GPS确定载体运动加速度、利用载波相位变率直接计算加速度的方法；在航空重力数据去噪技术研究方面，参数估计的方法在积极探索中，我国台湾地区的航空重力测量利用连续小波函数对模拟数据进行了分析。我国的CHAGS 系统使用了级联式 FIR 和巴特沃斯滤波器，在满足精度要求的前提下，有效减小了边缘效应的影响，使数据得到充分应用。利用连续小波函数对模拟数据进行了分析，证实了该方法用于航空重力去噪的可行性及有效性。此外，在航空重力测量数据处理与应用、多种型号重力仪的预处理和高频噪声滤波、航空重力硬件开发等方面，国内外相关机构做了大量的研究工作，为推动更大规模的航空重力测量打下了坚实基础。⑷海洋重力仪器多样化和作业一体化在地球科学研究、资源勘查和战略武器发射保障对高精度高分辨率地球重力场信息日益增长的需求牵引下，经过 50 多年的发展，海空重力测量精度得到了显著提高，新型观测仪器和GNSS卫星导航定位技术的发展已经使海空重力测量系统的精度提高了近一个数量级，达到了2mGal～4mGal，船载海洋重力测量甚至达到了更高的精度水平，国际海空重力测量系统的研发及其生产应用达到了前所未有的盛况，国产海空重力测量系统的研发实现了关键技术的重大突破，并开展了相应的海空重力测量试验。近年来，我国海洋重力测量取得了重力仪装备型号多样化、国产设备突破关键技术并开展工程应用试验，重力仪性能评价实现了技术流程标准化和评价指标的系统化与定量化，精细化海洋重力测量数据处理方法体系更趋科学严密，测量成果精度显著提高，多源海洋重力数据融合处理特别是海域、陆域航空重力数据向下延拓理论与方法获得创新性突破等标志性技术进展。目前，我国海洋测量调查和资源勘查部门所装备的海洋重力仪全部为国外引进，形成了由美国Micro-g LaCoste公司的L&RS、SII系列、德国Bodenseewerk公司的KSS系列（GSS-2，KSS5、KSS30、KSS31、KSS32海洋重力仪）、俄罗斯的GT-2M与CHEKAN-AM海洋重力仪，以及美国ZLS、DGS等船载海洋重力仪和Micro-g LaCoste公司INO sea-floor海底重力仪构成的海洋重力测量设备体系。国产海空重力仪研制已取得突破性进展，开展了系列化的海空重力测量试验，试验结果表明，国产海空重力仪的测量精度已达到国际同类产品的精度水平。在海洋重力测量数据采集与处理方面，开发了基于电子海图系统的测量导航与数据采集软件系统和测量数据处理与成图软件系统，实现了海洋重力测量作业从测前设计、作业实施、数据处理到成果制作的一体化、智能化和可视化实施。针对使用小型测量船搭载摆杆型海洋重力仪获取数据质量不高的问题，在深入分析海洋环境动态效应误差特性基础上，提出了一种基于互相关分析的交叉耦合效应修正法，对高动态海洋重力测量数据实施综合误差补偿和精细处理。使用典型恶劣海况条件下的观测数据对该方法的有效性进行了验证，结果显示，重力测线成果内符合精度从原先的±9.35mGal大幅提升到±1.43mGal，较好地解决了恶劣海况条件下作业的海洋重力测量数据处理难题。⒊ 导航与定位应用⑴新一代北斗导航卫星发射升空，应用进一步扩展北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行，又要与世界其他卫星导航系统兼容互用的全球卫星导航系统，能提供高精度、高可靠的定位、导航、授时和短报文服务。2004年我国正式启动北斗全球卫星导航系统工程（北斗二代）建设，2007年成功发射第一颗中圆地球轨道（MEO）卫星，2012 年底已部署完成由 5 颗地球静止轨道（GEO）卫星、5颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和 4 颗 MEO 卫星组网，并正式提供区域服务。2015年3月30日，中国首颗新一代北斗导航卫星发射升空，它是中国发射的第17颗北斗导航卫星。目前该系统能够为亚太地区的绝大多数用户提供十米左右的单点定位精度，测速精度优于0.2m/s，精密相对定位精度达厘米级，单向授时精度为50ns，双向授时精度为20ns，同时提供120个汉字/次的短报文通信服务。近年来，我国相关领域科研单位在GNSS精密定轨定位理论、方法与数据处理软件领域取得了长足的进步，并积极参与国际GNSS服务组织IGS的各项活动。随着北斗全球系统的建设，我国相关领域研究机构将在GNSS精密处理领域发挥更大的作用。2011年我国首颗海洋动力环境监测卫星 HY-2 成功发射，搭载了国产GPS星载接收机、DORIS接收机及SLR反射棱镜。2012年我国首颗自主民用高分辨率立体测绘卫星ZY-3成功发射，搭载了国产GPS星载接收机和SLR反射棱镜。基于我国自主开发的软件实现了单技术或联合多种观测值的HY-2、ZY-3 星精密轨道确定，保障了国产低轨卫星高水平应用，并实现了基于GNSS、DORIS、SLR原始观测数据的卫星精密轨道确定。我国紧跟国际前沿，在BDS、BDS与其他GNSS系统组合精密定位的理论、方法研究以及软件研制方面，取得了丰富成果，获得了BDS精密相对定位厘米级精度。系统研究了单频、双频、多频的精密单点定位技术PPP。实现了基于局域CORS网的PPP-RTK 技术，完成了PPP技术与网络RTK技术的统一。研制了具有自主知识产权的网络RTK定位系统。在用户终端芯片研制方面，工作进展也很快。北斗用户终端芯片研制工作全面展开，终端设备投入实际应用国内正在持续加大北斗二代接收机核心芯片的研发力度，包括北斗终端设备基带芯片、射频芯片、天线、OEM板卡等北斗系统用户终端产品的研制工作已全面展开，目前北斗系统用户终端芯片的研制工作已取得重要进展，国内具有自主知识产权的北斗/GPS双模芯片已经在车载终端中得到了实际应用。目前，北斗产业通过向精度增强、电子地图、位置服务、信息提供、质量检测、标准等相关领域拓展，已经产生了产业的联系效应。同时，通过将北斗导航系统与地面网结合，必然会促进北斗产业与航空、航海、交通、电子信息、地理信息、物联网、智慧城市等领域融合发展，从而建立巨大的产业需求，在产业价值链上下游争抢产业核心，并在产业价值链中寻找新的发展空间，形成产业跨界驱动，完成北斗产业多元化协同创新发展。自2012年正式投入运行以后，北斗二号系统的行业与区域应用示范工作快速推进，北斗行业和区域示范项目稳步推进，卓见成效。国家为推动北斗导航产业发展，从多个方面进行努力，设立了42个行业和区域重大专项应用示范工程，以此实现以行业示范带动行业应用，以区域示范带动区域应用。在智慧城市建设中，北斗系统发挥着重要作用。在城市应急方面，北斗系统在汶川地震和芦山地震发挥的作用就是最好的例子。地震中基础设施和通信设施全部瘫痪，救援人员依靠北斗系统及时传递出灾区信息。此外，在精确的地理信息服务方面如城市主要的设施、建筑物的形变等监测，北斗系统的高精度服务也能对其提供支持。现在，北斗系统的应用在智慧城市各个领域不断扩大、不断深入，并从“天上”逐步飞入寻常百姓家：全国各地驾校考试系统都在升级换代，改用北斗驾考系统；在上海，智慧城市北斗综合应用示范工程已经启动，市民可以便捷地使用“智能呼叫”、“智能交通导航”等服务；在江苏无锡，“4G+北斗导航”的车联网等民生应用项目即将进入普通市民的生活。在智能交通方面，交通运输部“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”确定在9个示范省市（江苏、安徽、河北、陕西、山东、湖南、宁夏、贵州和天津）、近10万台“两客一危”（大客车、旅游包车和危险品运输车）重点运输车辆上安装北斗系统用户终端设备，在道路运输管理中实现北斗系统的大规模应用。2012年上半年已完成了各应用子系统的设计工作和研制开发工作，将有效降低公路运输成本，提高行车安全。在精准农业方面，目前卫星导航技术已用于农场规划、田间测图、土壤取样、农机引导、作物田间监测、产量监测系统等，成功解决了每块土质不同的土地要求准确匹配相应的耕作技术和耕作条件的难题，从而实现了精细高效地利用土地、以更小的代价获取更多的收获。国内首个“基于北斗系统的精准农业应用示范”项目在北京顺义现代农业万亩示范区赵全营镇兴农天力农机服务合作社通过验收。首次成功将具有我国自主知识产权的北斗卫星导航系统和TD-LTE移动通信技术结合，并应用到农业管理过程，实现了农机精准定位，开发了适合农机使用的北斗车载终端，实现了北斗位置信息与农机作业现场高清图像的实时回传，为北京农业打造了首个“基于北斗系统的精准农业”新型应用及管理平台。在气象预报和防灾减灾方面，国家气象局“基于北斗导航系统的大气、海洋和空间监测预警示范应用工程”已完成北斗探空仪和地面接收设备样机的研制开发，具备了地面业务应用的基本条件，正在推广应用，将大幅提升我国综合气象观测预报能力和防灾减灾能力。在公车管理方面，北斗卫星导航系统区域应用示范项目，借助珠三角地区卫星导航产业体系完备的优势，打造基于北斗的公共运营服务平台，开展城市应急管理、智能交通、综合执法、人身安全保障服务、公共用车监管等系统建设。目前已完成广州市１万多台公务车辆上安装北斗用户终端，用技术手段强化了对公车的管理，为公务用车管理改革提供了有效手段，产生了良好的社会效益。在动物保护方面，为了更多地了解并保护藏羚羊，2013年7月，我国西藏自治区、青海林业厅、西北濒危动物研究所和北斗卫星导航系统的专家将联合组成科研小组，利用目前最为先进的卫星定位技术，对藏羚羊迁徙产仔进行研究。在森林防火方面，天津市蓟县林业局2012年初建成全国首套基于北斗卫星导航系统的森林防火实战指挥系统。该系统集地理信息系统、移动DLS技术、北斗卫星通讯系统等先进技术于一体，通过无线传输技术，将建在山区林场的30多个视频监控点采集到的高清晰度图像实时传输到防火指挥中心，并可对野外火情进行自动识别、报警、定位和指挥调度，从而实现全天候、全方位、远距离地监控林区火险动态。⑵北斗CORS网建设和升级为加快推进北斗系统的产业化，与北斗卫星导航系统的发展相适应，北斗CORS网的研究与建设成为当前北斗发展的重要领域之一。国家发改委、科技部、国家测绘地理信息局已经在十二五规划中明确提出要加强北斗系统基础设施建设与服务，促进北斗系统的民间应用。目前北斗CORS网主要是指可接收北斗信号的CORS网络，并提供一定的广域差分、局域差分和网络 RTK 服务。北斗地基增强系统是提高北斗系统服务能力和竞争力的重要手段。北斗地基增强系统以北斗卫星导航系统为主，兼容其他GNSS系统的地基增强系统，提供厘米级至亚米级精密导航定位和大众终端辅助增强服务。BDS区域卫星导航系统的公开服务性能成为全球 GNSS 领域的关注热点。为进一步推动实现多卫星导航系统兼容互操作目标，保障用户更好的受益于多卫星导航系统带来的便利，我国在国际上发起了国际GNSS监测评估活动，并启动了国际GNSS监测评估系统（iGMAS）建设工作。目前，iGMAS已经在国内外共建设了11个监测站，2个信号监测站已经投入使用，3个数据中心已具备试运行能力，10个分析中心已完成内部集成测试，监测评估中心、运行控制管理中心和产品综合与服务中心完成了内部集成测试。iGMAS还将在全球范围内布设更多的监测站，并定期发布 GNSS 监测评估产品、报告，提供公开免费的GNSS服务，为GNSS监测评估领域的科学研究和创新应用提供开放平台，并将推动与IGS 等组织数据、产品共享，加强与美、俄、欧等国家和地区相关科研机构的合作，共同推进监测评估技术发展。国家测绘地理信息局的国家大地基准现代化项目设计指标是360个CORS站都具备北斗信号接收和数据产生的能力，目前已经建成了100以上的站点，可以实时传输数据流，用于生成实时/后处理精密轨道、钟差、电离层等产品，作为国家增强系统的主要基础设施。国内各省也开展了相应的北斗CORS站的更新升级工作，如四川测绘地理信息局已经建成了约100个站的北斗CORS 站网，逐步开展车道级差分服务和厘米级服务，湖南测绘地理信息局建成了约100个站的北斗CORS站网，湖北省建成了30个站的北斗CORS站网，河北建成了20多个站点的北斗CORS一期网、正在开展北斗CORS二期建设，江苏和上海也建成了北斗CORS站网，广西建成了六个点的北斗CORS试验网，正在开展相关服务。⒋ 数据处理与地球动力学⑴大地测量反演研究和应用领域扩展大地测量反演是利用大地测量观测数据研究地球表面客观形变演化特征和规律，推求地球内部物性参数和特征，进而解释地球内部力学过程的一门交叉学科。其主要涉及数据获取、模型构建、反演算法设计及地球物理解释四个部分。近年来，中国学者经过不懈努力，将现有理论和方法广泛应用于各个领域，且扩展了许多新理论、模型和方法。在“数据获取”方面，研究了高频GNSS数据、InSAR时序数据、地表三维形变数据、航空重力数据等高精度处理理论及算法。在“模型构建”方面，建立了地壳水平运动与地球外部重力场变化的数学模型，发展了大地测量和地震数据联合反演破裂过程中顾及先验信息及不等式约束的反演模型，研究了基于断层面自动剖分技术的三角位错反演模型，发展了顾及横向非均匀的位错反演模型，研究了基于粘弹性体的地球物理大地测量反演模型，研究了火山形变的点源模型和竖直椭球体模型，发展了顾及同震和震后效应的形变反演模型，建立了基于重力数据的构造应力应变反演的解析模型。在“反演算法设计”方面，总结给出了基于总体最小二乘的大地测量反演算法，研究了稳健估计理论在震源参数非线性反演中的应用，研究了附约束条件的抗差方差分量估计算法，提出了具有自适应权比的大地测量联合反演序贯算法，研究了基于结构总体最小范数的位错反演算法、复数域最小二乘算法、附有不等式约束的加权整体最小二乘算法。在“地球物理解释”方面，基于InSAR数据揭示了断层粘滑或蠕滑运动方式，利用InSAR数据研究了阿什库勒火山群、长白山火山等的现今活动性，提取了柴达木盆地、龙门山断裂带等区域的粘弹性系数，基于高频GNSS数据对大地震震相进行识别并尝试预警，基于垂直重力梯度异常反演了全球海底地形模型，利用重力数据反演了深圳市地下断层参数，基于PolInSAR数据反演了地表植被的高度。目前，我国在此方面开展研究的人员近百余人，在读研究生人数也大致相当，主要集中在武汉大学、中国科学院等大学和研究院所。我国在该领域的研究在国际上有较大的影响力，先后有多位科学家担任了IUGG、IAG相关学部和专业委员会以及其他国际组织的执委、主席等重要职务。⑵大地测量数据处理进展数据处理是大地测量发展的重要基础，数据处理新理论新方法推动了大地测量技术的进展。近年来，中国学者经过不懈努力，将现有数据处理方法广泛应用于各个领域，且推广扩展了许多新的理论、模型和方法。在基础理论的扩展方面，研究了最小二乘法的理论和方法。研究了复数域中数据处理的最小二乘方法，将测量平差从实数域推广到了复数域，扩展了误差的概念，提出了不确定性平差模型以及平差准则；推导了基于函数模型和随机模型共同约束的参数最小二乘解及其验后精度估计模型，整体最小二乘迭代解法，提出了附有相对权比的整体最小二乘法、稳健整体最小二乘法、病态整体最小二乘法、基于部分 EIV 模型的整体最小二乘法、附不等式约束的整体最小二乘法。在新方法的扩展方面，研究了削弱多路径效应的影响、基于PCA的EMD相结合的SAR图像相干斑抑制算法、基于主成分分析的时空滤波方法、多指标融合的小波去噪最佳分解尺度选择方法、基于一次差方法的小波神经网络钟差预报算法等方法。这些方法成为去除观测噪声的重要工具，在重力异常分离、卫星钟差预报、形变监测、数据预处理中广泛应用。在先验信息利用方面，研究了具有不等式形式的不等式约束平差方法，分析了不等式约束对平差结果的影响，导出了不等式约束下参数估计、残差、观测量平差值的线性表达式、方差协方差矩阵和均方误差矩阵，提出了一种有效的不等式约束平差迭代算法，对于整数约束提出了基于分枝定界算法的整数最小二乘法。这些新方法扩展了现有的测量平差理论和方法。在粗差探测方面，提出了基于后验概率和分类变量的bayes粗差探测方法、基于等效残差积探测粗差的方差-协方差分量估计法、基于局部分析法的粗差探测方法、基于改进M估计的抗差定位解算方法、抗差有偏估计t-型Bayes方法等。这些方法在GPS相对定位、卫星重力梯度数据处理、InSAR 监测数据压缩中发挥了重要作用。在不适定问题研究方面，提出了基于信噪比的正则化方法、双参数正则化方法、偏差矫正的正则化法、分组修正的正则化解法等新方法。这些方法已经被广泛应用于处理GPS快速定位、航空重力向下延拓解算的病态问题。在动态测量数据处理方面，提出了两步自适应Kalman滤波方法、自适应抗差滤波算法、附有条件约束的抗差Kalman滤波法，并在滤波模型误差补偿、状态噪声和测量噪声的协方差的自适应估计中取得了一些新的进展。⑶大地测量与地震研究更加紧密国内几乎所有的中、浅源地震均属“构造地震”，即地震的成因是地壳内部构造应力缓慢积累到一定程度后，造成岩石的突然破裂而释放巨大能量的结果。根据岩石圈介质应力-应变的本构关系，这类地震在孕育 - 发生的循环过程中，必然伴随着一定范围和某种程度的地壳形变。因此，采用高精度大地测量观测手段，获取各种规模尺度的构造运动和地壳形变，进而分析判定区域地壳运动的异常变化和孕震活动构造的闭锁状况，为地震的分析预测和危险性评价提供依据，一直被国内外重视为物理机制最为清晰的监测手段之一。传统的地面三角测量、三边测量、水准测量、重力测量等大地测量手段曾在地震科学的早期观测研究中发挥了重要的作用。如经典“地震弹性回跳理论”的提出，即得益于美国1906年旧金山大地震前后跨断裂三角网的复测资料。而自上世纪80年代中后期以来，以GPS为代表的“GNSS空间大地测量技术”的迅速发展和广泛应用，可以对各种规模尺度的构造运动和地壳形变进行高精度、高密度、高效率和全天候的实时化观测，为地震相关领域的地球动力学研究和构造运动学解析提供了革命性的技术手段。概括而言，传统与现代大地测量手段的地震应用主要有以下几个方面：在地壳形变和构造运动监测方面，在垂直向上传统的高精度水准测量目前仍扮演着首屈一指的重要角色，但GNSS和InSAR观测技术已在很多方面取代水准测量，并显示出强劲的优势。在水平向上，传统的三角测量、基线测量、三边测量等观测手段已在地震行业淡出，主要由 GNSS 大地测量手段所代替。但这些传统大地测量手段所积累的历史观测资料，通过现今大地测量的复测和联合数据处理，仍然在获取长时间跨度地壳形变方面发挥着重要的作用。在构造运动学和地球动力学研究方面，目前的静态GNSS大地测量，能够通过“每24小时”的观测获得全球参考框架下精度高达毫米级的站点单日平均坐标。既可进行全球尺度的板块运动监测，也用于区域范围的地壳形变和构造运动监测，更可适用于具体断裂带的细微运动变化监测。在地震孕育机制和破裂过程的观测研究方面，静态GNSS大地测量是同震位移观测、震后迟豫形变观测、以及断裂蠕滑和慢地震现象观测的有效手段，为地震危险性判定、岩石圈介质的流变参数反演、地震破裂面错动分布状况反演等提供重要的约束。在地震的强地面运动监测和地震预警方面，采用GNSS技术和重力场信息进行相关研究。近年来已日臻完善的单历元GNSS观测技术，已拓展出一个新型学科—GNSS地震学。采用高频（高采样率）的GNSS观测，能够以厘米级的精度获得每个采样时刻（历元）的三维坐标，从而直接勾画出强震所引起的地面三维运动过程。目前高频GNSS大地测量的实际效果和应用潜力受到了传统地震学界的普遍认可和高度重视。地震的孕育和发生，涉及应力-应变的变化、物质密度的变化和物质的运移，因此，利用重力场的异常变化，进行地震预测和地震危险性分析，是地震行业的重要观测和应用之一。近年来卫星重力和卫星测高技术的发展，将在很大程度上对传统地面重力测量进行互补和拓展。⑷天文地球动力学取得新进展天文地球动力学以空间大地测量技术为实验手段，从天文的角度、更精确地监测地球整体以及地球各圈层的物质运动、更全面地研究整个地球系统的动力学机理。探索对地观测系统的新技术新方法，使测量的精度、时间和空间分辨率不断地提高，是天文地球动力学研究的主要目标。它的主要研究内容和核心任务是天文和地球参考系统，包括天球参考架（CRF）、地球参考架（TRF）及地球自转参数（EOP）三部分。对它们的定义、建立与维持一直是天文地球动力学研究的基本范畴和重要任务之一。围绕天球参考系、地球参考系、地球自转等理论、观测和资料分析开展工作，在我国国防、航天、深空探测等方面做出了突出贡献。国内多个台站是国际SLR数据处理分析中心，或是我国陆态网和北斗导航系统全球跟踪站数据处理中心，发表了多份星表。在研究应用方面，获得了我国地壳运动和变形的高水平监测成果，在国际上首次得到了精度达毫米级的中国及其周边区域地壳运动完整的运动图象，为地球科学部门研究我国地壳运动机理提供了最可靠的约束条件；在天球参考系研究方面，首次提出大天区统一平差CCD观测的处理方法，大大提高了星的定位精度和参考系维持精度。此外，与国际相关研究机构和组织加强联系和交流，发起和主持了亚太空间地球动力学计划（APSG）等。但同时也应注意到，我国在天文动力学方面与国际最高水平还有很大的差距。加上近年来学科研究缺乏新的增长点、对该领域的基础研究缺乏足够的重视等问题，导致这个差距呈现越来越大的趋势。⑸大地测量在地理国情监测中发挥重要作用地壳稳定性是指小时间尺度地壳在内、外动力作用下的稳定程度，目前已成为重大工程规划选址和建设前期论证的重要调查内容之一，受到广泛的注意和重视。随着全球大地测量观测系统（GGOS）的建设和实施，整合GNSS、卫星重力、卫星测高、InSAR等现代大地测量技术，以前所未有的精度和时间分辨率观测地球表面的物质运动与形变，将地球各子系统有机地联系在一起，并提供了地球表面地震、火山、海啸、滑坡和因大气、海洋动力过程所导致的运动和形变。利用GGOS获得高精度地壳形变监测结果，使得地壳稳定性的研究逐渐从表象的认识走向成因的探索，步入预测、预报的探索历程。现今地壳稳定性研究的主要特点是改善评价质量，从定性评价走向定量化研究，对具有重大意义的地区或是重要构造位置进行了地壳稳定性定量评判。目前已在我国重要地理国情监测中得到应用，开展了环渤海、川滇以及三峡地区地壳稳定性的定量分析与评价。在理论与方法方面，由早期基于工程地质理论，近年来发展到在强调地球内动力作用是影响区域地壳稳定性主导因素的同时，考虑外动力和特殊物理地质现象对地壳稳定性的影响。其核心是围绕地壳负荷形变理论，从构造运动、非构造负荷形变、质量调整引起的重力变化及地应力等方面，综合分析地壳稳定性。目前以大地测量观测为主，结合地质、地震、水文及岩土工程等方面综合研究地壳稳定性，是我国发展的一个特色研究方向，同时也是大地测量服务社会的一个重要方向。需要注意的是，目前基于大地测量技术的地壳稳定性研究尚处于发展阶段，在理论方面还不够完善，在国际上影响力还不高。完善地壳稳定性理论，加强数理方法的研究，拓展应用范围，增强研究在国内外的影响力，还需要更多学者的关注和努力。