Trimble VRS & TIM 技术在四川地震灾后重建中的应用

Trimble VRS & TIM 技术在四川地震灾后重建中的应用张博、宋济宇

四川汶川大地震

震后测量基础 • 四川省测量控制网已损坏 • 震区所有控制点全部被破坏 • 由于大陆板块漂移，现有控制点均不可用

CORS控制网 • 支持灾区重建

CORS控制网 • 静态、快速静态控制网 • 在通信条件许可的地区提供VRS RTK服务 • 监测余震对区域控制基准的影响 • 侦测震区控制基准变化 • 分析控制基准变化，在必要时刻重建区域控制网 • 为快速、准确建立及更新区域控制基准提供保障

CORS控制网

CORS站点安装

系统设计

VRS系统 • VRS系统已完成验收评审 • VRS系统已正式运营 • VRS系统日可用性>97% • VRS RTK服务满足设计标注

Trimble Integrity Manager • 快速侦测CORS站点位移 • Rapid Motion Engine • 显示站点位移 • Static Move Engine • Kalman 滤波 • 显示区域控制网稳定性 • Post Processing Engine

TIM • 40分钟变化，最大位移站从青川QGCH-重华CHZH，最后移到剑阁JANG

TIM分析 – 一天 • 某些站点出现快速变化，最大达到1m • 某些站点变化缓慢，呈厘米级变化 • 各个站点都是突然间变动，整体长期变化趋近于0

北川BECH站日位移 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

北川BECH站日变化 • Rapid Motion Engine --- Kalman sudden

北川BECH站日变化 • Rapid Motion Engine --- Kalman Static

TIM分析 - 3天~1个月 • 突变 • 无法判断点位突变时间及大小 • 系统区域整体位移 • 系统区域仍处于运动期，最高瞬时位移达1m • 平均状态 • 根据数据后处理结果，区域内部点位相对稳定

青川QGCH站3天变化 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

青川QGCH站1周变化 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

青川QGCH站2周变化 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

青川QGCH站1月变化 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

北川BECH站1周变化 • Rapid Motion Engine --- Kalman Sudden

北川BECH站2周变化 • Rapid Motion Engine --- Kalman Sudden

北川BECH站1月变化 • Rapid Motion Engine --- RME Weighted

Post Processing – 6 小时周变化

Post processing – 24小时月变化

余震变化 • 北京时间2009-01-15 02:23:40 • 四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生5.1级地震 • 北纬31-12-37 东经103-25-35 深度25.90km

绵竹 73km • 广汉 85km 02:00 02:00 02:00 • 北川 115km 08:00 08:00 08:00 02:00 • 龙泉 108km 08:00 • 固定站点：中江、剑阁、青川 Post Processing – 6 小时

绵竹 73km • 广汉 85km 02:00 • 北川 115km 02:00 08:00 06:00 • 龙泉 108km • 固定站点：中江、剑阁、青川 RME – Kalman – Moderate Move

绵竹 73km 05:00 • 广汉 85km 01:00 01:00 • 北川 115km 06:00 05:00 01:00 06:00 • 龙泉 108km 01:00 • 固定站点：中江、剑阁、青川 RME – Kalman – Sudden Move

绵竹 73km • 广汉 85km • 北川 115km • 龙泉 108km • 固定站点：中江、剑阁、青川 RME – Kalman - Static

绵竹 73km 05:00 • 广汉 85km 00:00 05:00 01:00 01:00 • 北川 115km 03:00 06:00 • 龙泉 108km 01:00 • 固定站点：中江、剑阁、青川 RME – Weighted

运动方向

固定站：平武、梓潼、龙泉 • 固定站：中江、剑阁、青川 02:00 08:00 不同固定站组合对比 – 绵竹-PPE

固定站：平武、梓潼、龙泉 • 固定站：中江、剑阁、青川 02:00 08:00 不同固定站组合对比 – 北川-PPE

固定站：龙泉、梓潼、绵竹 • 固定站：中江、剑阁、青川 01:00 03:00 不同固定站组合对比 – 北川RME – Kalman – Moderate Move

固定站：龙泉、梓潼、绵竹 • 固定站：中江、剑阁、青川 01:00 03:00 不同固定站组合对比 – 北川RME – Kalman – Sudden Move

固定站：龙泉、梓潼、绵竹、平武 • 固定站：中江、剑阁、青川 01:00 03:00 不同固定站组合对比 – 北川RME – Kalman – Weighted

固定站：龙泉、梓潼、绵竹、平武 01:00 00:00 • 固定站：中江、剑阁、青川不同固定站组合对比 – 北川RME – Kalman – Static

VRS与TIM联合使用的优点 • VRS提供快速、可靠的RTK服务； • 少量CORS站点即可提供整个网络范围内的控制精度 • TIM可以实时监测CORS站点坐标的快速变化，并提示RTK用户 • TIM可以每6小时/12小时/24小时连续进行后处理数据分析，检测CORS站点位置变化，提示用户是否进行坐标体系的更新

结论 • VRS RTK服务完好 • 兼容绝大多数流动站 • 大多数流动站能够在1分钟内完成初始化 • 快速、高效的帮助了灾区重建 • TIM显示控制区域大地板块仍未稳定 • 有些时段出现快速变化 • 有些时段变化缓慢 • TIM对余震情况分析表明 • RME Kalman Sudden能够快速准确反映余震情况 • RME Kalman Weighted\Moderate可以反映余震情况 • PPE 可以精确的评定余震对区域参考框架 • RME Static 受固定站的影响较大

震区VRS与TIM联合使用的进一步思考 • VRSRTK结果在不同时期的一致性 • 在震区，CORS站点位置在不断变化，随着坐标系的不断更新，不同时期RTK的结果的一致性如何衡量？ • 震区进行大地测量时 • RTK与后处理数据分析的一致性分析 • 如何根据TIM的分析进行坐标参考基准更新 • 如何将TIM应用于地震分析 • 怎样将TIM分析结果用于地震预报 • 如何选定运动区域内的基准站

Trimble VRS & TIM 技术在四川地震灾后重建中的应用