问题概述：

地球参考系统是表达地球空间信息及描述地球形状的基础，是国家重要的战略性信息资源，是现代测绘基准的主要任务，可为导航/定位/授时（PNT）、地震监测、气候监测、水文监测、国防安全等提供基础数据和统一的空间基准。

当前，国际上最新的国际地球参考框架（International Terrestrial Reference frame, ITRF）ITRF2014是基于4种空间大地测量技术（多普勒卫星无线电定位测轨DORIS、全球导航卫星系统GNSS、卫星激光测距SLR和甚长极限干涉测量VLBI）的所有服务中心的数据综合处理而得到的。ITRF2014是在ITRF2008基础上的精化版本，在建立过程中首次对非线性运动进行了建模，比如季节性变化、震后形变模型、大气引起的非潮汐负载影响以及测站的非线性变化特征等，相对于ITRF2008，ITRF2014提高了精度和稳定性，但是ITRF2014仍然是准静态和厘米级精度的参考框架，不能提供毫米级定位精度，且缺少高频和动态信息，尤其是高频数据观测和处理上，存在明显不足。具体表现在：

（1）受地球构造与非构造因素影响，比如板块的运动、地壳的形变、各种潮汐、地震等，导致组成ITRF的参考点运动表现为非线性，ITRF2014框架实现时已经顾忌了部分非线性因素的影响，但由于影响站坐标非线性因素的复杂性，致使基准站的站坐标仍未达到毫米级，因此维持的精度也只能到厘米级；

（2）地球质心运动的建模精度制约了毫米级ITRF的构建。地球质心运动主要与地球表面流体圈中的大气和多态水质量迁移（主要包含大气、海洋非潮汐、冰冻圈、积雪和土壤储水量的质量负载等）引起的地表负荷变化有关。在当前确定地球质心运动的方法中，通过SLR约束得到的地球质心，受观测站数量太少和南北半球分布不均匀的影响；而通过GNSS求出的地球质心受卫星定轨精度的影响，两者都难以从mm的高精度给出地球质心变化。因此，需要在地球质心的求解中加入新的技术手段或联合多种技术进行综合处理。

（3）目前的ITRF框架虽然考虑了部分非线性因素的影响，但其求解的弧长一般在三天左右，更高频率的求解其精度会变差，我们对基于秒、分钟、小时和天的时间周期的参考框架的变化情况目前知之甚少或并不了解，且上述过程多数是事后处理，不能满足动态高精度的需求。

此外，当前厘米级的ITRF也不能满足更加精细的全球性、大尺度范围内的地球动力学现象研究的需要，如地壳垂直运动、冰期后地壳回弹、地面沉降、各种潮汐的变化、冰盖融化、海平面上升等看，都潜在要求参考框架有进一步的提升。

因此要保持参考基准的高精度和连续性，必须建立和维持高频毫米级的参考框架，并对其中的相关科学问题和技术问题做详尽的研究，最终为国民经济和国防提高实时高精度动态参考框架服务。

2000国家大地坐标系（CGCS2000）是我国新一代大地坐标系，已于2008年7月1日在全国正式实施，CGCS2000首次将我国非地心大地坐标框架整体科学地转为地心大地坐标框架，将我国大地坐标框架的地心坐标精度由±5m提高到了±0.3m，这对国民经济建设、社会发展、国防建设和科学研究有着重要的积极意义，但CGCS2000还存在着以下明显不足：

（1）目前的我国CGCS2000是国际地球参考框架在我国的加密，是由全球向我国延伸的参考框架，而非自主建立；

（2）CGCS2000实现方式单一，仅采用GPS技术手段，并不是由兼容北斗的GNSS/VLBI/SLR等多种空间大地测量技术的集成实现，此项缺点不利于保障国家时空信息安全；

（3）CGCS2000采用的是ITRF97框架、2000.0历元，是静态框架，尚未实现真正的动态框架，也没有实现国际上正在开展的历元坐标框架；

（4）CGCS2000分布密度不够，总体精度偏低，尚不能提供定位的三维变化信息，不能满足减灾防灾和地球动力学研究的需要。

因此建立高频毫米级参考框架对我国的经济、科研和国防都有着重要意义，但建立高频毫米级参考框架仍然面临以下关键难点和挑战：

（1）坐标系高时频高精度转换

获取超高频地球定向参数和微角秒级地球定向参数的理论模型，构建微角秒级超高精度和秒级超高时间分辨率的EOP测量体系，这是实现高频毫米级参考框架的关键难点之一；

（2）秒频率的毫米级ITRS的创建

全面考虑各种非线性因素的影响，建立高频的高精度的地球质心运动模型，这对建立高频毫米级参考框架至关重要。目前高频地球物理观测的观测和研究也必须加强，这样才能准确的给出非线性变化对参考框架的影响。

重要意义：

高频动态毫米级参考框架建立和维持将具有如下重要作用和意义：

（1）加强和提升我国坐标框架建立、维持、更新和精化能力，构建达到国际水平的高精度、三维动态、自主可控的全球坐标框架，为国民经济建设和全球经济一体化提供重要的基础支撑，为国家信息安全提供高精度的三维空间位置参考基准保障服务；

（2）以我国北斗卫星导航定位系统为主导、发挥GNSS基准站优势，具备独立自主建立全球坐标框架能力，为国民经济建设、国防建设和科学发展等提供高精度基准；

（3）为复杂的板块运动监测、全国区域沉降监测和序列分析、气象预报提供高精度空间定位服务及多元化信息服务；

（4）为实现时空基准统一的、且具有抗干扰、可用、连续、高频、可靠的全空间PNT服务体系奠定基础。