中国地壳运动观测网络基准站时间序列精度分析

根据中国地壳运动观测网络基准网1999年3月至2003年8月的GPS观测时间序列,采用滤波法、差分法和残差估计法对时间序列的各个分量(东西、南北、垂直)分别进行了精度评定,并进行了比较,得出了一些结论,可根据实际需要,应用不同的精度分析方法。     

山东地壳运动速度场模型建立与分析

建立高精度的地壳运动速度场模型是实现区域大地基准动态维持,反映地面形变,保障基础设施工程建设的重要途径。针对点位分布密集、精度可靠和多年连续重复观测等准确获取区域地壳运动速度场模型的关键问题,通过对山东及周边省份2010年1月—2015年11月连续近6a的130座连续运行参考站点在ITRF2008框架下进行处理,获取时间序列。首次完整建立了山东省地壳运动速度场模型。通过模型分析表明:水平方向,山东省地壳整体向东南方向运动,平均速率为34.3mm/a,运动方向为SE110.25°;垂直方向,鲁中山区及胶东半岛地区地壳较为稳定,鲁北、鲁西等华北平原地区存在显著沉降,最大沉降量位于广饶漏斗区,年沉降量81.6mm/a。     

CORS站高程非线性速度场估计方法

针对以固定周期项的线性拟合模型建立CORS站垂向速度场运动模型的方法,该文设计非线性最小二乘周期拟合算法以线性LS模型的周期项和振幅等作为非线性模型的初值,迭代求解CORS站非线性高程速度场模型的各周期项参数。以Kunm站近12年的高程时间序列为例,近似的年、半年、两年周期等的频率分别为0.999 87、2.018 4、0.500 185,振幅分别为0.17、0.002、0.23cm,非线性速度场模型拟合后的残差中误差由1.34mm降低为1.25mm。实验结果表明,非线性速度场拟合的周期项并不是固定精确的年、半年等,拟合模型的精度有所提高。     

GPS基准站坐标与速度场精度及随时间变化规律的探讨

应用网络工程GPS基准站每周的数据，按非基准方法求得区域解和全球解，分析研究了基准站坐标位置及速度场的变化规律，并给出了站坐标和速度场精度的统计分析结果。结果显示，坐标分量的变化趋势为线性，坐标残差的变化为随机曲线，可靠地剔除野点后，速度场信息及其精度可靠且优于点位坐标精度。     

华北区域GNSS基准站高程时间序列的非线性变化分析

基于陆态网络全球卫星导航系统（GNSS）观测成果,采用功率谱分析法和最小二乘方法,以华北地区为例,研究了区域基准站高程时间序列的非线性变化特征,并分析了不同环境负载的影响.结果表明,GNSS基准站高程方向存在显著的周年和半年周期特征,且周年特征要显著于半周年特征.位于不同地区的基准站的振幅和相位存在差异,华北平原南部地区的周年振幅要大于北部地区,整体上华北地区周年变化在秋季时节振幅达到最大.不同环境负载效应对华北GNSS高程位移的影响不一致,利用三种环境负载修正GNSS序列后,水文负载的修正效果最好,非潮汐大气负载次之,非潮汐海洋负载修正结果不理想.      

省级GNSS基准站普查方法探索与实践

近年来,受城市周边建设发展导致的基准站环境变化搬迁、设备使用年限增长和恶劣天气影响,各省GNSS基准站信息发生很大变化。随着我国北斗卫星导航系统（BDS）的发展,需要全面了解基准站信息状况,及时更新维护现代测绘基准体系。以HBCORS为例,探索了GNSS基准站普查的目的、内容和方法,提出了普查的技术流程、关键问题和解决方法,并在湖北省GNSS基准站普查工作中进行了实践。结果表明,该方法可在其他地区推广,具有实践意义。     

利用GNSS数据分析大港验潮站地壳沉降

青岛大港验潮站的地壳沉降关系到该站平均海平面的绝对变化,因而也就关系到我国高程基准面的变化。本文利用青岛GNSS基准站约10年的观测数据对该站的地壳沉降变化进行分析。首先将青岛GNSS基准站纳入由50个国际IGS站和43个国内陆态网络基准站组成的全球网中,进行单日松弛解和单日约束解解算,获得该站坐标时间序列。然后对该站垂向坐标时间序列进行分析,利用粗差探测、偏差探测、趋势项分析、频谱分析等方法对粗差、偏差、趋势项和周期项进行探测、分析,并通过时间序列模型估计获得时间序列中的周期项振幅和偏差估值。分析表明青岛GNSS基准站垂直方向近一段时间未发现存在显著性的地壳沉降变化,但受到比较明显的周年和半周年周期变化影响。结合青岛大港验潮站验潮数据分析结果得出结论:青岛大港验潮站平均海平面的绝对上升速率是1.62mm/a。     

GNSS坐标时间序列分析理论与方法及展望

长期累积的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）基准站坐标时间序列为大地测量学及地球动力学研究提供了基础数据。通过完善GNSS数据处理模型及策略,研究造成非线性运动的机制并进行有效建模,可以获得测站准确的位置和速度,不仅有助于合理解释板块构造运动,建立和维持动态地球参考框架,而且能更好地研究冰后回弹及海平面变化,反演冰雪质量变迁等地球动力学过程。首先从基准站坐标的精确获取、时间序列模型构建、时间序列信号分析等方面描述了GNSS坐标时间序列分析的理论与处理方法;其次,探讨了坐标时间序列噪声模型构建技术,给出了严密三维噪声模型构建方法;然后,疏理了坐标时间序列中非线性变化成因机制的研究进展;最后,总结了基于GNSS坐标时间序列的应用领域,并展望了其未来的发展方向。     

利用GPS基准站数据浅析我国地壳垂直运动

应用国内GPS基准站1999-2005年共？年的垂直位移时间序列数据,浅析我国的地壳垂直运动。粗略地分析GPS基准站的垂向位移分量时间序列,表明地壳垂直运动受到多种因素的影响。     

内蒙古陆态网络坐标时间序列噪声分析及速度场修正

利用中国地震局全球卫星导航系统(GNSS)数据产品服务平台获取内蒙古自治区境内15个陆态网络连续站2010-06—2021-06的观测数据,通过GAMIT/GLOBK软件、HECTOR软件解算得到去奇异值后的坐标时间序列,最后结合贝叶斯信息量准则(BIC)数值分析确定最优噪声模型:内蒙古自治区坐标时间序列在东(E)方向的最优模型为白噪声+闪烁噪声 (WN+FN),在北(N)和天顶(U)方向的最优噪声模型为白噪声+幂律噪声(WN+PL). 采用最佳噪声模型对速度场进行修正,在ITRF14框架下,内蒙古地区陆态网络连续站的平均运动速率为30.653 mm/a,运动方向为26°57′51″SEE;垂直方向上平均运动速率为0.792 mm/a.      

川滇地区陆态网络基准站运动噪声模型分析

基于陆态网络GNSS基准站资料,文章利用极大似然估计方法对川滇地区的基准站运动噪声进行了研究.通过对“白噪声”、“白噪声+闪烁噪声”、“白噪声+随机游走噪声”以及“白噪声+幂指噪声”等四种噪声模型的比较,发现川滇地区的基准站运动噪声可以较好地由“白噪声+闪烁噪声”或“白噪声+幂指噪声”模型来描述.在进行基准站速率估计时,相对于“白噪声+闪烁噪声”模型,仅用白噪声模型会使误差估计过于乐观,且会产生一定的速率偏差.因此,在川滇地区利用基准站资料进行地壳运动与变形分析时,除了扣除基准站的周期性运动之外,还需要考虑其对应的噪声组合模型.     

川滇地块现今地壳运动速度场解算与分析

利用GAMIT10.4和BERNESE5.2软件,分别对川滇地区中国地壳运动观测网络51个GNSS基准站2010—2014年的观测数据进行处理。两者解算所得单日解基线和坐标时间序列离散度优于10mm,且变化趋势一致,吻合度较高。基线重复率水平向优于1+4×10-9 L;垂向优于4+6×10-9 L(单位mm,其中L表示基线长度,单位m)。利用PL+VW噪声模型进行了速度估计,获取了川滇地区相对欧亚板块地壳运动速度场。结果显示:除滇西南地区呈现出由西向东的增大趋势外,川滇块体其它区域地壳运动特征由北往南、由西往东呈逐渐衰减趋势;运动方向持续围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,且仍然存在着南北向强烈的挤压特征。以安宁河-则木河断裂、小江断裂和红河断裂为界,选用了两侧能反映震间断裂构造特征的GPS测站,分析了断裂两侧的速度差异。并利用平行断层的速度剖面,拟合反正切函数变化趋势,获取了断裂带可能的变形宽度。     

海潮负荷对不同地区GNSS基准站的定位影响分析

针对在不同位置地区进行高精度卫星导航定位中会受海潮负荷大小的影响,该文通过GAMIT/GLOBK对山东省、湖南省区域的国家GNSS基准站数据进行了解算,并分别对基线解结果、测站定位结果进行了分析探讨。结果表明,海潮负荷对整体测站的定位均有不同程度的影响,在U方向影响较大,且海潮负荷对近海区域的测站定位影响为对内陆地区测站影响的3～4倍;且海潮负荷造成影响不仅与基线长度有关,而且与基线端点的所处位置有关,近海地区测站相对内陆地区测站所受海潮负荷影响更大。因此,在解算国家站数据时,应当加入海潮负荷改正,尤其单独解算沿海测站时。     

Ionospheric tomography based on GNSS observations of the CMONOC: performance in the topside ionosphere

This study carries out a quantitative analysis of the performance of ionospheric tomography in the topside ionosphere, utilizing data of October 2011 collected from 260 Global Navigation Satellite System (GNSS) stations in the Crustal Movement Observation Network of China. This tomographic reconstruction with a resolution of 2° in latitude, 2° in longitude and 20 km in altitude has more than 70 % of voxels traversed by GPS raypaths and is able to provide reliable bottom parts of ionospheric profiles. Compared with the observations measured by the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) satellites (F16, F17 and F18) at an altitude of 830–880 km, the results show that there is an overestimation in the reconstructed plasma density at the DMSP altitude, and the reconstruction is better during daytime than nighttime. In addition, the reconstruction at nighttime also indicates a solar activity and latitudinal dependence. In summary, with respect to DMSP measurements, the daytime bias is on average from ?0.32 × 10⁵/cm³ to ?0.28 × 10⁵/cm³, while the nighttime bias is between ?0.37 × 10⁵/cm³ and ?0.24 × 10⁵/cm³, and the standard deviation at daytime and at nighttime is, respectively, 0.082 × 10⁵/cm³ to 0.244 × 10⁵/cm³ and 0.086 × 10⁵/cm³ to 0.428 × 10⁵/cm³. This study suggests that vertical ionospheric profiles from other sources, such as ionosondes or GNSS occultation satellites, should be incorporated into ground-based GNSS topside tomographic studies.     

SHAtrop:基于陆态网GNSS数据的中国大陆区域ZTD模型

对陆态网223个全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）测站6 a实测对流层天顶延迟（zenith total delay,ZTD）的时空特性进行了分析,结果表明,各测站ZTD平均值随大地高指数递减,衰减因子与纬度近似线性关系,其时域变化呈现年周期和半年周期,周期、振幅、初相位与地域分布有关。综合采用周期函数及格网函数,建立了中国大陆区域ZTD经验模型SHAtrop。模型提供区域内分辨率为2.5°×2.0°的格网,用户使用时,先在相应格网内插得到对应参数,再利用三角函数得到椭球面ZTD,最后利用指数函数计算ZTD。实测ZTD的数据验证结果表明,SHAtrop的均方根误差（root mean square,RMS）为3.4 cm,优于常见经验模型。SHAtrop采用较多测站,对高程改正更精细;使用时只需要输入经纬度与时间,使用方便,能满足中国区域GNSS用户实时定位导航的ZTD改正需求。     

区域地壳水平运动模型的Euler-GABP神经网络构建

针对传统的欧拉(Euler)矢量法在具有复杂构造运动的区域地区内构建GPS速度场模型精度低的问题,该文提出了欧拉矢量法结合遗传算法(GA)和BP神经网络方法来构建区域GPS速度场。以云南区域1999—2015年间的GPS速度场为实验数据,分别使用欧拉矢量法、遗传神经网络(GABP)、欧拉矢量结合神经网络(Euler-BP)和欧拉矢量的遗传神经网络(Euler-GABP)法构建区域速度场模型。实验结果表明,相比其他3种方法,该文提出的Euler-GABP方法在构建区域GPS速度场模型是可行和有效的且精度高。     

基于GPS的关中地区地壳水平运动研究

以"中国地壳运动观测网络"观测数据以及陕西省GPS观测网2001-2005年的5期观测数据为基础,应用GAM IT/GLOBK软件对数据进行精密解算,获得了陕西省关中地区2001~2005年相对于鄂尔多斯块体以及关中地区内部彬县站点的水平运动速度场。并结合板块构造学原理进一步分析了关中及其邻区的地壳运动规律:①GPS技术用于地壳运动的监测是可行的;②相对于较稳定的鄂尔多斯块体,关中地区整体呈现不连续性逆时针旋转;③关中地区中西部存在多处应力集中区,地壳的相对水平运动较为激烈;④关中地区中部泾灞隐伏断裂带附近地壳水平运动激烈,属潜在多震区。     

GNSS网形变化的区域地壳形变信息提取方法

针对GNSS三维无约束平差不依赖基准且拥有高精度几何网形的特点,以GNSS监测网作为一个整体的时空观测单元,由GNSS网测站间相互关联的所有基线长度和基线夹角变化综合衡量网形的变化,用网形的变化集中反映区域地壳形变信息。利用地壳形变高空间相关性的特点,采用主成分时空响应分析的方法实现了区域地壳形变信息的快速提取。通过对2013年芦山Ms7.0地震近场区域陆态网GPS基准站2010—2014年观测数据的解算,提取并分析了对应地震前后近场区域地壳形变时空分布特征及形变的动态演变过程。