中国地壳运动观测网络GPS观测方案优化研究

中国地壳运动观测网络GPS区域站采用了严格同步环、连续4天、高站点重复率的观测方案，为了优化观测方案，以青藏块体东北缘GPS区域网1999年和2001年观测资料为例，对区域GPS观测方案进行了对比试验和分析。结果表明：①同步环连续3天和连续4天观测的基线重复率和站点速度结果基本一致，可以采用站点连续3天观测的方案；②异步环有站点重复观测与无站点重复观测对比，站点速度差别很小（亚毫米级），优化观测时可以大大降低或取消异步环站点重复率；③同步环整体解算（带IGS站）与环内站点单独触算（带IGS站），其站点速率差异可达1mm以上，因此优化观测时还应尽量采用同步环观测方案。     

动态映射函数对GPS基线解算质量的影响

介绍尼尔映射函数(NMF)、维也纳映射函数(VMF1)和全球映射函数(GMF)3种常用映射函数,讨论评估GPS基线质量的2个指标--基线重复性和平均值的标准偏差。根据中国境内IGS站的观测数据,基于GAMIT软件的数据处理结果,研究3种映射函数对GPS基线重复性和平均值标准偏差的影响。结果表明,在进行GPS基线处理时,动态映射函数的解算精度比经验映射函数要高,其中VMF1模型在解算基线重复性时结果更好,而GMF模型在计算平均值的标准偏差时效果更佳。     

测站间高差对短时段GPS基线解算的影响

基于美国CORS网数据,分别选取平均基线长度和站间高差均不相同的6个GPS实验网,使用GAMIT/GLOBK软件,从基线较差、基线重复性、NRMS值以及解算中误差等方面分析站间高差对短时段（4 h）GPS基线解算的影响及削弱这些影响的方法。结果得出,当测站间高差大于100 m时,如果不估计对流层参数,即使是短基线也会使解算基线在高程方向的偏差达到1 cm,而对平面分量影响很小。此时,必须通过估计天顶方向的对流层参数来削弱其影响,才能保证最终解算的基线结果在高程方向的误差小于1 cm。     

北京市GPS网解算时IGS站的选取实验

用实验的方法,讨论了北京市GPS台网在用GAMIT软件解算时,选取IGS基准站的空间分布(南北半球、网内网缘、均匀展布)、数量分布(0到8个IGS站)对解算结果精度的影响。由于受观测站数量和IGS站观测数据质量的影响,在保证精度的前提下,为了提高观测数据的利用率,需要增加IGS站数量。根据2004全年的解算结果,北京台网选择9到10个IGS站较为合适。     

采用GNSS动态定位获取近海高精度潮位

基于青岛附近黄海海域的GNSS验潮观测数据,利用GAMIT TRACK双差动态定位模块,解算潮位变化。引入IGS组织发布的最终星历参与计算,获取GNSS高精度验潮,将结果与压力式验潮仪的观测值进行比对。采用QDCORS站和上海IGS连续跟踪站的数据分别与流动站组成6类不同长度的基线组合,验证模块的作用距离,使得结果具有更广的适用性。     

对流层延迟对高差较大GPS测站短基线时间序列的影响分析

选择5对IGS测站短基线作为研究对象，使用两种不同的基线解算方案进行数据处理，基于小波分析方法研究对流层延迟估计对高差较大GPS测站短基线时间序列的影响。结果表明，对于高差大于100 m的短基线，不估计对流层延迟会使高程方向时间序列出现虚假的季节性变化，周年振幅影响最大可达17.7 mm，估计对流层延迟后该季节信号显著减弱；此外，还发现不估计对流层延迟时，测站间天顶总延迟差异与基线高程方向产生的偏差具有一定的相关性。     

GPS实时单站速度位移解算方法及其精度分析

基于载波相位变率测速模型,采用相邻历元差分计算载波相位变率,并利用消电离层组合削弱电离层的影响,结合广播星历,实现单站GPS速度的实时解算,最后将速度在短时间内进行积分,得到测站在该时间内的实时位移。通过静态GPS实测数据和日本2011-03-11大地震期间IGS站观测数据对测站实时速度和位移进行动态解算,并分析解算结果的精度。结果表明,测速精度可以达到mm级,积分得到的测站位移精度可以达到亚dm级甚至cm级。     

GPS/Galileo实时天顶对流层延迟估计研究

采用14个MGEX测站观测数据，利用实时PPP估计方法计算得到Galileo、GPS和GPS/Galileo组合ZTD估值。14个测站的Galileo和GPS ZTD估值的相关系数绝大多数大于0.9，且Galileo-GPS ZTD差值的RMS为8～16 mm，RMS的平均值为12.3 mm，证明Galileo和GPS解的符合性良好，Galileo实时估计的ZTD精度满足要求。同时，IGS最终ZTD产品被用来评价各解算结果的精度，结果显示，GPS/Galileo联合解算时，相对于GPS单系统精度提高了5%~35%，相对于Galileo 单系统精度提高了25%~51%。     

乌鲁木齐南山GPS跟踪站观测资料精度分析

乌鲁木齐天文站于2001年按照国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”基准站的要求,在乌鲁木齐南山站建立了GPS跟踪站(GUAO：GPS station of the Urumqi Astronomical Observatory),现已加入IGS网,并向IGS发送GPS观测资料。利用GAMIT软件,采用有基准算法对新建GPS跟踪站的观测资料进行了归算和精度分析,首次获得了该站在ITRF2000中毫米级精度的地心坐标。     

基于三维移动变形平台的GPS/BDS中长基线解算性能分析

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题，在得到宽巷模糊度后，利用Kalman滤波算法对L1、B1基频模糊度进行估计，并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数据为例，解算GPS、BDS、GPS/BDS系统3种模式下的数条中长基线。总体而言，GPS/BDS组合系统较单GPS、BDS系统精度有所提升，GPS/BDS组合系统各基线固定率、正确率优于82.08%、81.53%，X、Y、Z、3D方向的精度可达15.4 mm、15.9 mm、20.1 mm、30.0 mm；20.8 km、46.6 km基线三维移动变形中误差分别优于18.8 mm、22.5 mm，相对中误差分别优于1/71.9、1/60.1。     

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基于CMONOC建立和评估中国大陆地壳运动速度场模型

针对现有速度场模型采用数据少、现势性不强的问题,详细论述了速度场模型建立的数据获取与处理方法,利用中国大陆地壳运动监测网络中260个连续运行基准站2011~2015年的连续观测数据,采用GAMIT/GLOBK与GMT软件,获得高精度的定位及速度成果,并基于上述速度成果采用克里金插值法构建了中国大陆地壳运动速度场1°×1°格网模型。最后利用IERS公布的中国区域7个IGS站实测速度以及全国范围内均匀分布的陆态网络区域站实测速度,对模型内插结果进行检核,验证了模型的现势性、精确性和可靠性。     

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中国大陆现今垂直形变特征的初步探讨

利用GPS观测资料进行大范围的垂直形变特征研究是本文研究的重点。通过网络工程基准站和基本站的GPS观测资料，绘制了中国大陆的垂直速率等值线图像，并对中国大陆垂直运动特征进行了定性的分析，结果表明：中国大陆垂直运动在70％以上的区域表现为沉降运动，在青藏高原和除北京外的整个华北块体及燕山块体的垂直运动表现为隆升的趋势。中国大陆西北和东南、西南和东北的整体垂直运动呈一种斜对称状态。对基于GPS观测所得的等值线图与基于水观测所得的等值线图进行了比较，比较结果显示，除了华南块体外，二者在整体趋势上比较一致。     

青岛市连续运行基准站系统（QDCORS）稳定性分析

采用GAMIT/GLOBK软件,联合16个IGS站,处理青岛市连续运行基准站系统（QDCORS）2014~2015年2 a的观测数据,获取ITRF2008下区域网解,并进行坐标时间序列分析,得到QDCORS基准站总体位置变化趋势与周边陆态网站点一致,水平速度33.66 mm/a,方向为E19.62°S;通过固定1个基准站为参考,求得其他基准站的水平相对速度在1 mm/a左右,垂直相对速度低于5 mm/a。结合基准站周边环境情况分析异常站点的成因,初步确定造成QDCORS基准站异常的主要因素是多路径效应、工程施工。     

GPS监测水汽与水汽辐射计数据的对比研究

针对水汽辐射计观测数据和并址的GPS观测数据,用GAMIT软件求解了台站的天顶总延迟和湿项延迟。运用湿项延迟与水汽含量之间的转换关系,对GPS监测的大气可降水量与水汽辐射计观测的水汽含量进行了对比研究,得出结果：由GAMIT解算出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．02mm,均方差为0．02mm,由气象文件求出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．03mm,均方差为0．02mm。表明用地面GPS监测大气水汽含量是完全可行的。     

高精度GPS观测及其在福建东南沿海地壳形变研究中的应用

对福建东南沿海ＧＰＳ地壳形变监测网的两期观测资料的处理方法及其精度进行了深入讨论，并根据复测资料的对比，对该地区现今地壳运动的基本特征进行了初步的分析。结果表明两期ＧＰＳ观测资料经严密处理后其基线重复性精度优于１０－ ８，高程分量的精度固定误差小于７ｍ ｍ ，比例误差优于１０－ ８，满足了研究该地区现今地壳运动的基本需要。利用统一处理后的两期ＧＰＳ观测结果获得了该地区现今地壳运动的基本图象，表明该地区相对于全球ＩＴＲＦ框架整体呈南东东向运动，台湾和福建沿海大陆相对运动是北西向压缩。这个结果和本地区北西向主压应力的构造应力场状态一致。ＧＰＳ测区范围内测点的相对运动表明测网所跨越的北东、北东东向断裂呈右旋走滑趋势，其活动量为毫米。