International GPS service for Geodynamics（國際地球動力學服務機構），縮寫為IGS，即國際GPS服務（IGS）機構，是由國際大地測量協會（IAG）協調的一個永久性GPS服務機構。
基本介紹
- 中文名：國際GPS服務機構（IGS）
- 外文名：International GPS service for Geodynamics
- 性質：GPS服務機構
- 成立：1992年
設立背景,各機構的組成與職能,
設立背景
其目的是為全球科研機構及時提供GPS數據和高精度的星曆，以支持世界範圍內的地球物理學研究。IGS正式運行於1994年1月。隨著IGS的服務範圍不斷拓寬和支持多學科的科學研究與發展的需要，於1999年1月1日將國際GPS地球動力學服務機構更名為國際GPS服務（International GPS Service）機構，刪去了原名中的限定詞“地球動力學”（Geodynamics）。更名後的英文縮寫仍為IGS。IGS的組織機構包括：管理委員會、中央局（含中央局信息系統CBIS）、跟蹤網站、數據中心（分別為：運行中心、區域中心和全球中心）、分析中心和分析協調機構6個部分。
各機構的組成與職能
1.1 管理委員會
IGS管理委員會由其100多個成員單位中選出的16位科學家組成，每屆任期2年。管委會負責IGS的全面管理和改進所有服務機構的工作，以保證IGS的有效運行和IGS科技活動的領先性和合理性。
1.2 中央局
中央局設在美國加州帕薩迪納噴氣推進實驗室（JPL）內，負責IGS日常工作的管理。中央局與其它機構的通信聯繫主要以電子郵件進行。中央局還建有CBIS（中央局信息系統），負責傳遞IGS所有成員單位及有關機構的信息，通過網際網路實施全球網上服務。CBIS提供的信息包括：（1）IGS機構與運行情況；（2）全球GPS跟蹤網站；（3）GPS接收機和天線的全部說明；（4）IGS數據中心的數據收集信息和存儲資料總覽；（5）GPS數據流的描述；（6）最新數據與成果利用率圖表；（7）GPS系統現狀；（8）IGS郵件與報告檔案；（9）通用軟體（適用於各種平台和UNIX兼容的壓縮/解壓縮程式）；（10）IGS聯合軌道成果檔案。
1.3 跟蹤網站
全球GPS跟蹤網站大都裝備了精密型雙頻P碼接收，採樣率為30秒。直至目前為止，支持IGS的全球網觀測基準站從開始的不足100個已經超過250個，由全球網、區域網和局部網構成。所有觀測站以連續跟蹤方式，並通過專門線路、網路或衛星通信傳送數據，以保證每日觀測數據快速地自動傳送到數據中心。（參見1.4）。
全球網測站的數據至少由設在兩個不同國家的IGS分析中心進行分析並用於每天的衛星軌道、地球自轉參數、測站位置與速度的估算。全球網測站數據可以在全球一級的數據中心獲得。區域網的數據可以在區域一級的數據中心獲得。局部網觀測站主要用來補充全球網和區域網，可以是加密的永久性局部觀測網的一部分，這些數據可通過局部一級的數據中心獲得。
全球網的GPS數據由以單台接收機交換（RINEX）格式生成的日觀測和導航數據檔案組成，這些數據經UNIX壓縮後傳送到相應的數據中心。每個測站的日數據量約為0.6兆位元組，由此可知，一個由80個測站組成的網約有50兆位元組的數據/日。數據檔案以ssssdddO.yyt-Z命名。檔案名稱中的ssss為GPS測站名，ddd表示一年中的某日，yy表示年份，t 為檔案類型，O表示觀測，N表示導航，Z表示已壓縮。在UNIX系統上，“-Z”通常用第二級擴展檔案名稱“?Z”來替代。連續廣播星曆檔案以BRDCdddO.yyN-Z命名，由全球數據中心生成，用戶可在全球數據中心獲得。
1.4 數據中心
IGS已建成運行、區域和全球三級數據中心繫統（表1）。運行數據中心直接與每台接收機在線上和與遙測站的聯控，負責每日採集數據並將每台接收機的原始數據歸檔。負責檢查觀測數據的質量，註明觀測數據的顆數、日期及觀測的起止時間，然後將原始數據從接收機格式轉換為通用格式（RINEX），並壓縮後傳送到區域或全球數據中心。根據要求，於每日觀測完後一小時內傳送。
全球數據中心將所有的數據提供給IGS分析中心，IGS分析中心利用這些線上數據經分析後生產出大量的產品，隨後傳送到CBIS和全球數據中心，供用戶下載和使用。全球數據中心全部以RINEX格式提供數據（GPS觀測檔案、導航檔案和不完整的氣象檔案）。全球數據中心的任務是以通用數據格式提供至少150天的GPS數據線上檔案，包括全球網的測站數據，同時還提供處理加工過的線上產品。用戶可以連續從3個數據中心訪問以天為基本單位的數據。
表1：1998年支持IGS的數據中心
運行數據中心 | |
ASI AUSLIG AWI CNES DUT ESOC GFZ GSI ISR JPL KAO NGI NIMA NMA NOAA NRCan RDAAC SIO UNAVCO USGS | 義大利空間局 澳大利亞測量與土地信息組 德國阿爾弗里德威格納極地與海洋研究所 法國國家空間研究中心 荷蘭代爾夫特技術大學 歐洲空間局（ESA）空間運行中心，德國 德國波茨坦地球動力學中心 日本國土地理院 澳大利亞空間研究院 美國噴氣推進實驗室，加州理工學院 韓國天文觀象台 韓國國家地理院 美國國防部測繪局 挪威製圖局 美國海洋與大氣管理局 加拿大國有資源局 俄羅斯數據分析與歸檔中心 美國斯克里普斯海洋地理研究所 美國NAVSTAR聯合大學 美國地調局 |
區域性數據中心 | |
AUSLIG BKG JPL NOAA NRCan | 澳大利亞測量與國土信息組 德國測繪局 美國加利福尼亞理工學院，噴氣推進實驗室 美國國家海洋與大氣管理局 加拿大國有資源局 |
全球數據中心 | |
CDDIS IGN SIO | 美國NASA戈達德空間飛行中心地殼動力學數據信息系統 法國國家地理研究所 美國斯克里普斯海洋地理研究所 |
1.5 分析中心
IGS的7個分析中心對來自全球數據中心的每日跟蹤數據經計算分析處理後，生成每日的軌道參數、每周地球自轉參數和測站位置解。然後將這些解附以詳細的數據處理方法、測站和衛星資料說明檔案，於每一觀測周結束後的10天內提供給CBIS和全球數據中心。每日軌道檔案採用SP3格式，每周測站位置檔案採用通用的RINEX格式。
1.6 分析中心協調機構
分析中心協調機構最初設在加拿大國有資源局（NR.Can），後改設於瑞士伯爾尼大學天文學研究所。該機構負責對各分析中心提供的產品進行驗收把關，並將各分析中心提供的結果經加權平均後，獲得最終的IGS軌道成果，以最快的時間保證CBIS和全球數據中心在觀測周結束後的兩周內獲得聯合軌道。
2、IGS的現狀與最新進展
2.1 IGS服務
IGS目前提供的服務有：（1）高精度的GPS衛星星曆；（2）地球自轉參數；（3）IGS跟蹤站的坐標和速率；（4）GPS跟蹤站的時鐘信息；（5）電離層數據；（6）對流層數據；（7）所有GPS衛星的高質量軌道（以優於5cm的精度）和預測軌道（~25cm）；（8）以RINEX格式提供每個IGS跟蹤站的日和/或小時相位和偽距觀測。
IGS取得的上述成果為全球範圍內當今許多重大科學項目和課題的研究提供了數據支持。如：國際地球參考架（ITRF）的實施和改進、固體地球形變的監測、地球自轉的監測、監測水圈（海平面、冰層等）的變化、科學衛星的定軌、電離層監測、對流層效應以及氣候學研究和異常惡劣天氣的預報等。
2.2 最新進展
經過近10年的努力，許多觀測站將歸檔到IGS數據中心的數據增加了15%，有200多個測站根據IGS要求完成了點位日誌，有近350多個測站向斯克里普斯（Scripps）海洋地球研究所（SIO）歸檔了以天為單位的數據，為IGS和其它區域或全球研究活動提供服務，向國家地理院（IGN，法國）歸檔的測站數超過160個，向戈達德空間飛行中心地殼動力學數據信息交流（CDDIS）歸檔數據的超過160個測站。通過網路訪問數據中心的用戶直線上升，每天從該中心新的UNIX計算機系統下載的數據及產品檔案量超過7K。
1998年起實現了快速傳輸，以小時和30秒採樣率進行數據歸檔。數據到達全球數據中心的平均等待時間得到改善，近40%的日數據檔案在1小時內傳輸到全球數據中心，60%的在3小時內傳到。
數據中心於1999年開始在每小時一次的檔案中實施1s數據傳輸，這些數據來自IGS全球網中約30個子網，主要用來支持諸如用於地球物理研究與套用目的的CHAMP衛星和重力恢復與氣候試驗的GRACE衛星等具有重要科學意義的低軌道人造衛星。
由IGS聯合發起，於1998年底至1999年初開展了全球導航衛星系統（GLONASS）國際會測的活動（IGEX 98），主要是實施大地測量與地球動力學套用為目的的首次全球GLONASS會測。這種形式的會測活動將繼續不定期地舉行，已成為IGS今後的一項經常性的活動。
IGS管理委員會於1998年在德國達姆施達特（Darmstadt）會議上成立了“對流層估算結合試驗”的專門工作組，同年5月又成立了“IGS電離層”專門工作組。對流層估算結合試驗專門工作組（德國波茨坦地球動力學研究中心）已經完成組合天頂路徑延遲（ZPD）的估算，採用2h取樣率組合，獲得近150個IGS觀測站的每周ZPD檔案。IGS電離層專門工作組已經開發出命名為IONEX，用於電離層數據轉換的正式格式，並通過驗收和批准後用於電離層數據的轉換。
在1999年低軌道人造衛星定軌專門工作組會議上，建議開發新的快速分析產品，其中包括軌道、時鐘、地球定向元素（EOP）和預估。該項試驗性項目已於1999年夏開始實施。
