基于Track分析日本3·11地震对周围IGS站的影响

2011年3月11日日本宫城县(38.322°N,142.369°E)发生Ms9.0级地震,利用日本本岛及周围IGS站的观测数据,采用GPS静态定位、动态差分定位两种方法进行数据处理,计算出了若干站点地震前后的位移量。地壳变形分析结果表明:地震对周围IGS站的位移有不同程度的影响,最大可达到2.46m,所有观测站都向东方向运动,并且计算得出GPS速度场;通过选择较稳定的IGS站作为参考站,计算了2个观测站的动态变形,同时得到了地震波的传播速度。     

2011年日本Mw 9.0级地震的GPS响应研究

2011年3月11日日本宫城县以东太平洋海域发生Mw9.0级特大地震,造成了地表的严重错位并引发海啸。文中利用位于日本及周边国家的IGS站和国家海洋局GPS业务站观测数据,采用作者研制的精密单点定位(PPP)软件UniP,对此次地震的GPS数据响应进行了研究。结果表明:(1)GPS观测数据能清晰、连续地记录震时地表形变的过程,我国CHAN,NCST等站点水平方向的震时最大位移在10 cm以内,高程方向的震时最大位移在15 cm以内,且形变以可恢复性的弹性形变为主。(2)我国距震中较远,受此次日本地震的影响较小,且大部分站点是在东坐标方向出现不同程度的震后永久性位移。其中CHAN站点的震后位移最为明显,东向形变量为(1.8±0.11)cm;NCST、NLHT站点次之,东向形变量分别为(1.1±0.26)cm和(1.0±0.18)cm。(3)地震波传输到国家海洋局GPS业务站NCST、NLHT等的时间约为10 min,比海啸在深海的传播速度快约14倍,可为海啸预警提供所需的时间差。这些结果显示出GPS能够为地震监测和动力学特征研究提供有价值的基础资料,也表明中国沿海GPS业务观测系统在海底地震监测、海啸预警服务中的应用潜力。     

IGS基准站的选择对GPS定位精度的影响

使用GAMIT软件对天津于桥水库和威海石岛两次GPS试验数据进行处理,在处理过程中,分别选择了临近的4~30个IGS站的27种情况进行计算,并对各种情况得出的结果从基线向量、测站坐标和IGS站的南北半球分布等三个方面进行了比较,得出了以下结论:使用26个以上IGS基准站进行数据处理,可以达到卫星高度计现场定标检验精度。     

特种监测网解算中IGS站选取的探讨

利用GAMIT/GLOBK软件处理2011年特种监测网的观测数据,将IGS站的选取分10种方案进行试验,计算结果从基线长度变化、测站坐标、NRMS、基线重复率等方面进行了比较。得出利用GAMIT/GLOBK软件处理该特种监测网时的几点建议:建议选取IGS站为GPS网提供参考框架;IGS站选取的数量不一定最多,但空间上应尽量均匀分布;选取7个IGS站时得到较高精度的结果。在日后处理此类型的特种监测网时对IGS站选取具有一定的参考价值。     

GPS差分定位系统动态RTK性能分析

针对岛礁周围海洋环境测量的位置保障需求,以具备NavCom的StarFire差分服务的调查测量母船作为基准站,机动测量测量艇作为流动站,通过动态RTK的模式进行定位。设计了固定流动站、基准站与流动站相对位置固定和基准站与流动站相对运动3种场景对NavCom GPS差分定位系统的性能进行了分析研究,结果表明动态RTK模式下NavCom GPS差分定位系统可获得分米-亚米级的精度。     

实时GPS精密卫星钟差估计及实时精密单点定位

研究了GPS实时精密卫星钟差的估计方法,并将实时钟差应用于实时精密单点定位。采用自编软件,依据全球均匀分布的IGS参考站实测数据,基于非差消电离层组合载波和伪距观测量实现了GPS实时精密卫星钟差估计。试验结果表明,自主估计的实时卫星钟差与IGS发布的最终精密钟差具有较好一致性,互差优于0.2ns;用于实时精密单点定位,能够获得静态定位1~2cm、仿动态定位厘米级精度。     

GPS变形监测动态数据处理中卡尔曼滤波的应用

介绍了卡尔曼滤波的基本原理,针对常规GPS变形监测数据处理中存在着不连续、非实时的缺点,结合卡尔曼滤波的特点,运用三峡实测数据对GPS变形监测动态数据处理中卡尔曼滤波的应用进行研究。并采用各点点位位移速度图对所建立的函数模型进行验证,同时对状态方程的建立及初始值的选取进行分析总结。     

基于GPS信噪比数据观测海平面变化研究

近年来,GPS-R技术已发展成为一项监测地球环境变化的新技术。首先推导了GPS-R技术观测海平面变化的原理公式,接着描述了利用GPS信噪比(SNR)数据反演水位变化的处理流程,最后利用IGS站SC02的数据,基于自主研发的数据分析软件,反演了该站长达14年的海平面变化时间序列。通过与该站附近的验潮站数据进行对比,两者表现出很好的一致性,相关系数高达0. 96,两者较差的RMS为8cm。研究结果进一步验证了基于GPS信噪比数据监测海平面变化的可行性和可靠性。     

沿海GPS业务观测在海底地震监测中的应用

以2011年日本Mw9.0级特大地震为例,对国家海洋局沿海GPS业务观测系统在海底地震监测中的应用进行了研究。采用自行研制的精密单点定位(Precise Point Positioning,PPP)软件,基于静态和动态模式,先提取GPS站点的瞬时地表同震位移和震后形变,再反演得到了震源方位、站点上空大气水汽的动态变化等信息。研究分析日本强震对沿海GPS站址的影响以及该系统对日本强震响应的灵敏性,揭示沿海GPS观测系统在海底地震监测及海啸预警中的作用,据此拓展了该系统的应用,为沿海GPS业务观测系统的运行、维护和业务拓展提供了科学依据。     

基于双差动态定位的近实时潮位变化反演

基于GAMIT TRACK双差动态定位模块计算海洋潮汐.将不同基线组合下的计算结果分别与压力式验潮仪记录值比对,验证该方法的可行性和适应性;比较不同星历和基线组合的结果,得出在150km基线以内,采用IGS最终星历得到的潮位变化结果精度最高,但不具备实时性;超快速星历结果精度稍次之,可以用于实时GPS验潮;广播星历结果...     

基于实测速度的中国大陆地壳运动速度场的应用

采用十几年全国范围的中国大陆构造环境监测网络基准站、区域站等高精度GPS实测数据,获得点位实测速度,运用克里金插值法等技术手段,建立了全国1°×1°高精度速度场模型,精度达到东向±1.12mm/a,北向±1.10mm/a,高程方向±0.05mm/a。     

基于RTS的海上实时精密单点定位精度分析

组织实施了连续一周的渤海湾船载动态GPS定位试验,对BNC软件客户端接收的IGS实时数据流4种综合产品(IGC01、IGS01、IGS02和IGS03)的数据可用性和精度进行了验证;对基于RTS改正的船载实时精密单点定位的精度进行了分析。结果表明,4种RTS产品的数据可用率均在90%以上,其中IGS01的数据可用率最高为97.68%;以IGS最终精密星历和钟差产品为参考,4种RTS轨道产品在X、Y、Z方向的精度(RMS)均优于4cm,钟差产品的精度(STD)优于0.2ns;以采用IGS最终精密星历和钟差产品的事后PPP结果为参考,基于RTS的船载RTPPP的水平方向精度优于7cm,高程方向精度为12cm,三维位置精度约为15cm。     

海潮负荷对我国沿海GPS观测站的影响研究

利用全球海潮模型FES2004、GOT4.7和NAO.99b研究了海潮负荷对成山头、平潭、遮浪和西沙四个国家海洋局GPS观测站位移的影响,结果表明,在沿海地区海潮负荷对单点定位的影响达到厘米级,在西沙甚至达到3 cm.此外,通过对3种海潮模型计算结果的对比分析可知,NAO.99b海潮模型最适用于我国沿海地区.     

利用验潮和GPS观测技术监测海平面绝对变化

GPS技术可以确定验潮站水准点的地壳垂直形变,结合验潮数据获得的海平面相对变化,可以确定海平面的绝对变化。采用我国3个沿海验潮站两期GPS观测数据,计算了这些点位的地壳垂直运动速率。提出要监测验潮站的地壳垂直运动,最好采用多年连续GPS观测数据。     

广义延拓插值在卫星精密星历插值中的应用

在GPS单点定位和相对定位中都需要不断计算卫星的坐标。IGS提供的精密星历为15min间隔,要得到更小间隔的数据,就要进行插值。利用广义延拓插值进行GPS精密星历插值,探讨插值精度与三个参数的关系,并与Lagrange多项式插值和三角插值结果进行比较。结果表明,广义延拓插值法具有较高的精度,完全适用于精密星历的插值。     

GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的研究

论述了GPS监测站伪距观测量评定广播星历精度的基本方法。同时,分析并计算得出:利用GPS监测站载波相位观测量平滑伪距能明显提高伪距观测量评定广播星历的精度。采用2004年7月19日拉萨站伪距观测量对IGS提供的广播星历的精度进行了评定,实验结果表明,广播星历提供的卫星轨道精度从总体上达到3m左右。     

RTK测量中基准站的设置问题

介绍了GPS单点定位及RTK的工作原理,并结合基本原理,对RTK测量中基准站的设置方法进行说明,并着重分析1 n RTK测量中,n台手簿在基准站设置中容易进入的误区,并结合实验数据进行了分析说明,找出错误原因,最后得出基准站正确的设置方法。     

从GPS观测结果来看东亚和西太平洋的大地构造

通过全球定位系统已经观测到了东亚和西太平洋的瞬时构造运动。为了这个目的，已经在这个区域建立了一个连续跟踪网络，即西太平洋GPS整体网络(WING)。从各个观测点观测到的速度来看，像太平洋和菲律宾海板块一样的大洋板块总体上作为一个刚性板块运动，而大陆板块变形强烈。通过在冲鸟岛和其他岛屿的GPS观测速度估算出菲律宾海板块的欧拉矢量。为了得出更详细的东亚速度场，许多出版的速度场数据被利用，为了使它们与普通观测点的数据一致而使用最少二乘指向。结果很清楚的表明印度大陆向欧亚大陆发生碰撞。而且证明在西藏北部速度场发生强烈的弯曲说明侵入的岩石圈向东挤出。这个碰撞的效应甚至更向东影响到韩国和日本。日本地理调查所近来建立了一个由大约1000个GPS永久观测点组成的全国性高密度观测网络。从这个网络获得的速度场清楚地描述了周围板块的运动方向。     

随机波作用下埋管海床动态响应及液化研究

基于广义Biot动力理论和Longuet-Higgins线性叠加模型,构建波浪-海床-管线动态响应的有限元计算模型,求解随机波作用下,多层砂质海床中管线周围土体孔隙水压力和竖向有效应力的分布。采用基于超静孔隙水压力的液化判断准则,得出液化区的最大深度及横向范围,从而判断海床土体液化情况。考虑海洋波浪的随机性,将海床视为多孔介质,海床动态响应计算模型采用u-p模式,孔隙水压力和位移视为场变量。并考虑孔隙水的可压缩性、海床弹性变形、土体速度、土体加速度以及流体速度的影响,忽略孔隙流体惯性作用。参数研究表明:土体渗透系数、饱和度以及有效波高等参数对海床土体孔隙水压力、竖向有效应力和液化区域分布有显著影响。     

基于双频P码的GPS伪距单点定位研究及精度分析

首先给出了GPS伪距单点定位的几种主要误差的改正模型：电离层延迟、对流层延迟、地球自转改正、相对论效应改正等，然后采用双频伪距改正电离层延迟影响并利用IGS精密星历，通过算例来分析双频P码伪距单点定位的精度。