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GPS广泛应用于导航、定位、大地测量和地球科学。然而由于受对流层和电离层折射、轨道误差、钟差、天线相位中心变化、多路径效应和模型算法等影响以及对流层天顶延迟误差与台站高程强相关性,GPS高精度应用仍然受其精度制约,特别是高程方向,包括GLONASS和将来Galileo与中国北斗。尽管国际地球参考架(例如ITRF2005)声称GPS台站坐标精度达到毫米级,但GPS台站坐标时间序列存在厘米级振幅的周年变化,因此GPS高程方向精度仍为厘米级。本文通过卫星重力GRACE得到的地表流体质量和地球物理模型负荷引起的地表位移分析GPS高程坐标时间序列,发现全球大部分GPS台站与GRACE或地球物理模型负荷所得的周年垂直位移信号在振幅与相位较吻合,暗示着GPS高程方向强周年信号主要由地球物理流体质量引起。扣除GRACE估计得到的垂直位移时间序列,GPS周年信号的振幅有了较为明显的减小,GPS垂直坐标时间序列的均方差大大降低,即台站坐标精度大大提高。然而仍然有部分GPS周年信号与GRACE或模型估计存在较大的差别,特别是少数部分地区GPS台站,如南极洲和一些岛屿。进一步分析以及与VLBI,SLR和不同战略GPS处理结果比较,发现GPS剩余周年信号主要由GPS处理战略和模型等引起,如天线相位中心模型、映射函数等。将来通过采用同一处理战略和最新的误差模型再处理,可能会进一步提高GPS高程方向精度。