不同海潮模型对中国沿海区域海潮负荷位移改正影响分析

选取FES2004、EOT11a、TPXO7.2和Chinasea2010等4个海潮模型，首先通过矢量差评价不同海潮模型的潮波参数差异，然后利用中国大陆构造环境监测网络23个沿海测站的GNSS连续观测数据，通过计算不同海潮模型改正前后GNSS时间序列的wRMS，评价基于不同海潮模型的海潮负荷位移改正的有效性。结果表明，不同海潮模型的潮波参数存在mm级差异，且沿海区域差异远比内陆区域显著。此外，海潮负荷改正对中国沿海区域测站坐标时间序列wRMS影响较大，大部分测站坐标时间序列进行海潮负荷改正后，wRMS减小10%~70%；改正后wRMS改善幅度与测站所属区域有关，东海沿岸测站wRMS的改善较渤海、黄海和东海沿岸测站更显著，可减小50%以上；wRMS改善程度的模型间差异为1%~2%，其中基于FES2004模型的改正对序列wRMS的影响最大，可达67.5%。     

利用PPP反演海潮负荷位移参数

选取高纬地区的3个CORS站以及中纬地区的SHAO测站,利用PPP浮点解计算测站未经海潮负荷位移改正的坐标时间序列,采用傅里叶变换方法提取分潮的周期信息,进而反演其中8个主要分潮的海潮负荷位移参数,将其与5个全球海潮模型DTU10、EOT11a、GOT4.8、TPXO.7.2、FES2004计算得到的海洋负荷位移参数比较。结果表明,PPP反演得到的8个主要分潮的海潮负荷位移参数与海潮模型计算结果具有较好的一致性,两者均方根差异为mm级,说明利用PPP反演海潮负荷位移参数是可行的。     

海潮模型对陆态网络GNSS观测的影响

选取FES2004、NAO.99b、FES2014b、EOT20、GOT4.10c、TPXO9.5a海潮模型分别对253个陆态网络GNSS测站进行海潮负荷位移(ocean tide loading displacement, OTLD)改正,分析未模型化或模型不准确的OTLD对陆态网络GNSS高程时间序列和天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay, ZTD)估计的影响。结果表明,OTLD影响越大,不同海潮模型改正对GNSS高程时间序列的w_RMS改善效果和差异越明显,改善效果最高可达52%以上,最大差异可达11%;海潮模型差异造成的GNSS最大混叠信号振幅约为4 mm,对应周期主要为14.8 d、365 d; OTLD与ZTD偏差存在准线性关系,使用的海潮模型实用性越好,两者线性关系越明显;FES2014b模型对GNSS高程时间序列的w_RMS、混叠周期、ZTD估计的OTLD改正效果均最优。     

中国区域GPS站海潮负荷形变特征分析

讨论5个全球海洋潮汐模型NAO99b、FES2004、GOT4.7、TPXO7.2和EOT11a在中国区域的差异性和适用性,并基于这些全球海潮模型和高分辨率区域海潮模型,分析中国区域GPS站海潮负荷形变特征。采用GIPSY软件对中国区域GPS站长时间观测数据进行处理,分析高精度区域海洋潮汐模型对中国沿海GPS站高精度位置时间序列的影响。分析表明,加入区域海洋潮汐负荷形变后,对GPS时间序列垂向的影响最大可达5.01 mm,可能会引起GPS时间序列中包含15 d和173 d 的虚假周期信号。     

全球海潮模型最新进展及在中国沿海精度评估

介绍TPXO、FES、Chinatide、MIKE Global Tide、Utide等典型海潮模型，总结归纳其同化潮汐数据来源和最新的海洋地形数据，利用我国沿岸长期验潮站以外的26个中短期潮位观测站评估TPXO等海潮模型预报精度。结果表明，全球海潮模型对我国沿海M2分潮的预报精度普遍较低，且主导了几种海潮模型在中国海域的整体预报精度；相比MIKE Global Tide和TPXO7.2,TPXO8、TPXO_Yellow Sea 2010和TPXO_China&Ind模型在我国沿海的预报精度更高。     

不同海潮模型对GNSS站负荷位移计算的影响

基于古登堡平均地球模型和积分格林函数方法,利用中国近海海潮模型Chinasea 2010、Naoregional 1999和全球海潮模型EOT11a,计算中国沿海GNSS连续运行站上的海潮位移负荷影响,并对其均方根RMS及和方根RSS进行综合分析。结果表明,2种近海模型分潮波位移负荷差异水平分量大部分为亚mm级,垂直分量普遍为mm级,最大达5.8 mm;Chinasea 2010模型比Naoregional 1999模型在中国海域覆盖面积大,2种模型在黄海和东海海域差异较大,在渤海和南海海域差异较小;模型差异与测站位置及潮波频率均有关系,应比较观测资料的负荷改正效果,择优采用适宜本区域的模型。     

中国沿海不同海潮模型的倾斜负荷分析

采用积分格林函数方法及6种全球海潮模型（CSR4.0,EOT11a,FES2004,GOT4.7,NAO99b和TPXO7.2）和中国近海潮汐资料,计算了我国沿海大地控制点上的海潮倾斜负荷效应。通过标准差、均方根RMS及和方根RSS等综合分析表明,海潮倾斜负荷普遍为10^-8rad量级,最大达10^-7rad量级。在中国沿海区域,各模型差异较大,应针对不同区域采用更适合本区的模型计算。     

新西兰海潮负荷位移建模精度分析

为评价新西兰海潮负荷位移建模精度,利用新西兰189个GPS站11 a的实测数据,基于静态精密单点定位测定8个半日潮波及周日潮波的海潮负荷位移参数,并将其与7种全球海潮模型及4种地球模型计算的海潮负荷位移改正值进行比较。结果表明：1）TPXO7.2模型负荷位移改正值与GPS解算的海潮负荷位移参数最符合,M2、N2、O1和Q1潮波均方根误差在水平方向小于0.5 mm,垂直方向小于0.7 mm;2）不同地球模型对确定海潮负荷位移的影响主要体现在M2和N2潮波;3）GPS估值和海潮模型值之间的残差矢量呈现出大小及方向上的区域一致性,部分站点异常的残差值可能反映出当前SNREI地球模型的缺陷。     

利用短期静态PPP结果反演海潮负荷位移

采用香港11个GPS测站的观测资料进行1 h、2 h、3 h和4h静态PPP解算，获得4组PPP坐标序列，利用调和分析求取11个测站处8个主要分潮的负荷位移参数（振幅和相位），将其与海潮模型计算的负荷位移参数进行对比，并比较分析PPP反演值与海潮模型值改正海潮负荷信号的效果。结果表明，垂直和水平方向上，不同PPP结果反演8个分潮的负荷位移分别具有约5 mm和7 mm的差异；PPP反演8个分潮垂向负荷位移优于全球海潮模型，但水平方向上的反演效果稍弱。     

FES2004和GOT4.7海潮模型改正对全球PPP的影响特征及差异分析

针对目前少有全球范围PPP海潮负荷影响特征分析的问题,对比FES2004与GOT4.7海潮模型改正前后20个IGS站静态和动态PPP的解算结果,探讨2种模型下的潮波差异。实验结果表明,海潮负荷引起全球沿海站点的U方向位移达5 cm,但在地中海及波罗的海等陆间和内陆海域,并非单纯随站点离海岸线越近位移越大;海潮负荷在世界范围24 h静态PPP中对坐标误差RMS的影响达数mm,改正后收敛时间提升率最高达30%,但在某些岛屿和陆海交界地带对E、N方向的改正效果较差;基于2种模型计算的全球M₂分潮U方向差异在近海区域最大可达13 mm,且地理分布上与海潮本身无必然联系,负荷形变差异具有与海潮类似的周期性特征,在马来群岛附近达数mm,且半日潮差异高于周日潮与半月潮。     

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环境负载对GNSS坐标时间序列噪声特性的影响研究

基于中国大陆构造环境监测网络的连续GNSS观测数据,选取云南省25个测站的坐标时间序列研究地表质量变化对建立噪声模型的影响。计算陆地水负载、大气压负载和非潮汐海洋负载引起的测站非线性变化,采用极大似然估计对不同噪声组合进行分析,分别建立负载改正前后各GNSS测站的最优噪声模型,同时估计速度的不确定度。结果发现,云南省GNSS测站各分量的噪声特性主要表现为闪烁噪声+白噪声(FN+WN);环境负载改正能够改变坐标时间序列的最优噪声模型;用加入环境负载改正后建立的最优噪声模型估计各测站的速度不确定度,对于E、N、U分量,分别有72%、80%、68%的测站的速度不确定度变小。