地表负载及GPS测站分布对参考框架转换的影响分析

GPS数据处理通常采用Helmert七参数转换将瞬时站坐标转换到指定的框架下,但瞬时站坐标中尚未模型化的季节性地表负载会影响平移参数(地心运动)和尺度参数的估值,进而影响测站坐标;不均匀的测站分布会加剧这一影响.本文利用GRACE重力场系数仿真GPS地表负载的实验表明,基于网平移法采用实际的IGS站至少能够恢复90%的地心运动信号.地表负载及GPS实际测站的不均匀分布可以解释大约30%的GPS尺度的周年变化.相对于IGb08的所有框架站,目前采用91个全球均匀分布的核心站作为框架转换的基准是合理的.采用IGb08的所有框架站进行转换会导致U方向误差增加,特别是对框架站密集的欧洲区域(误差均值约为1 mm).因此框架转换时,应尽量选取均匀分布的测站,同时不估计尺度参数.     

基于GRACE星载加速度计数据的热层密度反演

本文主要研究了利用GRACE星载加速度计数据反演热层密度.首先联合采用GRACE卫星2007-2009年星载加速度计数据和星载GPS数据进行动力学定轨并同时估计加速度计校正参数,依此对加速度计数据进行了校正.根据Sentman稀薄空气动力学方程计算卫星空气动力系数,对校正后的加速度计数据进行处理,反演得到了该时期沿轨热层大气密度.为分析反演密度的精度,将本文反演得到的GRACE-A卫星沿轨密度与Doornbos的解算结果,以及经验密度模型NRLMSISE00,HASDM模型进行比较分析.统计结果表明,本文反演结果比Doornbos系统性偏大约5%～8%,二者间的标准差（STD,standard deviation）在10%以内,具有较好的符合性.其差异主要是由于采用了不同的加速度标校以及空气动力系数计算策略.本文反演得到的热层密度较HASDM模型表现为正的系统性偏差且幅度在4%以内,而Doornbos的结果较HASDM模型约系统性偏小4%～7%,二者与HASDM模型的标准差均为30%左右.另外,本文反演密度与NRLMSISE00模型之间存在约30%～40%的系统性bias,其STD也在30%左右.     

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利用GPS数据反演地心运动

利用IGS提供的重新处理的周解,采用一阶形变法反演了2000～2009年的地心运动。结果表明,X、Y、Z方向的周年项振幅分别为3.72mm,3.06mm和8.95mm;Z方向的相位表明,2月份左右北半球的表面负载最大,8月份左右南半球的表面负载最大,南北半球存在明显的季节性质量交换。     

非差模糊度整数固定解PPP新方法及实验

研究了观测数据短时失锁或中断情况下的精密单点定位-模糊度解算（precise point positioning-ambiguity resolution,PPP-AR）模糊度快速重收敛方法,给出了合理的观测值精化信息外推时间阈值,从系统端和用户端分别论证了该方法对提升现有非差网络RTK（undifferenced network real time kinematic positioning,URTK）服务可靠性的重要意义,并设计了相应的实时测试方案进行验证分析。测试结果表明,观测值精化信息可有效外推至少30 s,采用PPP-AR模糊度快速重收敛技术后,即使在周跳频繁发生的恶劣观测条件下也能使URTK系统端和用户端保持较高的服务可靠性。用户无需区域增强系统支持即可独立实现模糊度快速重收敛,有效降低了用户从URTK系统端获取区域增强信息时的实时数据通讯负担。     

汶川地震对重庆市CORS的影响

印度板块一直向欧亚板块俯冲,造成了汶川地震.利用 Bemese GPS Software Version 5.0对重庆巾5个CORS(ContinuouslyOperating Reference Stations)以及北京、昆明、拉萨、上海、武汉5个IGS基准站从2008年5月9 日至15日以天为单位和5月12日当天每隔两小时进行数据处理,对5个参考站的坐标偏差进行时间序列分析,结果表明这些参考站和震前比较,向西移动约2 cm,向北移动约1 cm,隆起近1 cm,但高程逐渐向震前恢复.     

地基GPS区域电离层多项式模型与硬件延迟统一解算分析

探讨了利用区域地基GPS双频精码数据建立单层电离层多项式模型中,多项式系数、组合硬件延迟统一平差的数据处理方法。数据分析表明,GPS卫星短弧段的天空视图对电离层多项式建模的影响较大,由此估计的组合硬件延迟解不稳定,电离层模型也存在系统误差,边际效应明显;分段常数的全天电离层延迟多项式建模的数据处理方法可以有效地削弱短时弧段建模的影响,获取一致性、稳定性更好的组合硬件延迟。     

多面函数拟合法及其在建立中国地壳平面运动速度场模型中的应用研究

基于现有的GPS观测值,将多面函数拟合法用于速度场模型的建立,得到了目前中国覆盖范围最广、分布最均匀、有实用价值的中国地壳平面运动整体速度场图像和NNR_NUVEL1A全球板块运动模型下的平面运动速度场图像     

华北地区GPS地壳应变能密度变化率场及其构造运动分析

利用GAMIT软件将华北地区GPS地壳形变监测网1995、1996及1999年3期观测数据同全球IGS跟踪站资料进行了统一处理,并采用基线向量单天解及其全协方差矩阵和武汉大学PowerAdj Ver3.0软件在ITRF97框架下进行了GPS网整体平差,得出了相对于欧亚板块的水平运动速度场;进一步利用GPS速度场计算华北地区GPS地壳应变率场及应变能密度变化率场. GPS结果表明:华北地区现以(3-12mm/a)±3.4mm/a速度相对于稳定的欧亚板块向东或东南方向运动;唐山-河间-磁县是一个压缩活动边界,大同-太原则是一拉张活动边界,呈略带右旋的拉张运动;北京-天津-渤海湾地区,以及邢台地区是高剪应变率地区;张家口-北京-天津-渤海湾地区,以及济南地区是高应变能密度变化率地区,地壳积累能量高,且渤海湾地区处于面膨胀变化率正、负值过渡带,那里可能存在与地震危险性有关的应变能积累背景.     

实时GNSS地震仪系统实现及精度分析

高频GNSS数据实时精密单点定位(RTPPP)可实时获得地表瞬时动态形变和地震波信号,为地震参数快速确定、地震快速响应及海啸预警提供实时的观测资料.本文构建了实时GNSS地震仪系统,主要包括RTPPP和实时探测两部分.利用RTPPP 方法处理了模拟的震动实验平台实验数据和2010年Baja California地震的数据,并与惯导(IMU)、事后PPP和差分相对定位结果比较,定量评估了实时GNSS地震仪系统的精度.结果表明,该系统可实现水平方向优于1cm,高程方向优于3cm的实时定位,且对Baja California地震的实时探测结果与南加州地震数据中心公布的结果相一致.