全球GPS台站垂向位移振幅规律分布探讨

以参与ITRF2008建立的全球GPS台站观测时间序列为研究对象,按照5°×5°的格网范围对全球GPS测站进行筛选,共选取257个测站进行实验。通过对所选测站的垂向残差时间序列进行傅里叶变换与反变换,提取出各个测站相应的垂向主要周期规律。实验表明,测站垂向主要周期规律绝大部分为季节性位移,其振幅分布随着纬度升高表现出总体先增大继而减小的趋势,即从低纬度到中纬度区域振幅逐渐增大,从中纬度到高纬度振幅逐渐减小。     

震前尼泊尔GPS速度场分析

针对多数GPS时间序列分析中未考虑与时间有关的噪声问题,该文利用GAMIT/GLOBK软件对尼泊尔地震前2011—2015年连续观测的GPS数据进行解算,对时间序列进行噪声分析,利用频谱分析法确定噪声模型,最后在考虑噪声特征下,利用时间序列分析软件CATS估算其周期性和站点速度场。结果表明:尼泊尔境内的连续站的最佳噪声模型是"白噪声+闪烁噪声";没考虑时间序列中时间相关的噪声,水平速度场估算误差被低估7~8倍;同时该区域GPS时间序列存在波峰较为一致的周期运动,区域内的水文荷载是造成该现象的主要原因,因此在研究该地区地壳构造运动时,必须考虑水文荷载等非构造运动带来的干扰。     

联合区域叠加滤波法与小波变换去除GPS站坐标时间序列噪声

GPS站坐标时间序列中存在的周期性与非周期性误差严重影响了对测站运动特征的分析及其非线性变化的物理机制解释。因此,为削弱噪声的影响,本文首先利用区域叠加滤波法去除了南加利福尼亚地区16个测站时间序列的共模误差,以此削弱时间序列中存在的包括周年和半周年误差在内的周期性误差。为去除滤波后残留的噪声,对滤波后的信号进行静态离散小波变换,提取了周期为半周年以上的信号。结果表明,联合区域叠加滤波法与小波变换对GPS站坐标时间序列进行处理,既能够削弱周期性误差对信号的影响,又能较好地提取测站的非线性运动信号。     

基于CATS软件的GPS时间序列分析

利用时间序列分析软件CATS对研究地区的GPS观测资料进行噪声分析,使用了时间域上的最大似然估计法以及频谱域上的频谱分析法。结果表明,对于研究地区的GPS资料,白噪声+闪烁噪声为较好的噪声模型,可提高该地区地壳变形速度估计的精度。     

GPS时间序列噪声特性分析——尼泊尔与藏南为例

选取喜马拉雅地震带上尼泊尔与藏南地区16个IGS台站近三年的GPS时间序列数据,通过编程计算进行详细分析。利用GPS单站、单日解观测序列James L.Davis周期模型对所有IGS台站进行线性变化速率,周期、半周期系数及残差序列的提取。对残差序列中存在数据缺失的时间段,采用3次样条差值拟合方法补齐缺失数据,按照3倍中误差限差原则剔除孤立点。对提取的残差序列所包含的非构造运动引起的时空相关噪声,应用主成分PCA/KLE方法对整个测区的共模误差(CME)进行分析,对剔除CME后的噪声采用功率谱分析方法确定该地区的噪声类型为"闪烁噪声+白噪声"。     

基于GPS测站坐标残差序列的小波工具应用与分析

利用小波工具剔除噪声的思想对全球部分GPS测站坐标残差序列进行应用试验。通过选取特定的阈值和小波基函数,成功提取出GPS测站坐标残差序列的一些非线性周期规律,对于进一步深入研究GPS测站坐标非线性变化规律有重要意义。     

环渤海区域GPS坐标时间序列噪声分析

本文以环渤海区域GPS基准站2013年至2018年观测数据为基础,从噪声特性及时间序列参数方面进行分析。利用最大似然估计法估计环渤海区域27个测站坐标时间序列在不同噪声模型下的噪声量级及时间序列参数。针对最佳噪声模型,利用谱指数和最大似然估计两种方法分别从定性和定量确定。结果表明,测站的最佳噪声模型主要有WN+FN和WN+FN+RWN两种模型组合,绝大多数测站的最佳噪声模型为WN+FN,其中WN+FN+RWN模型主要分布在基岩类型为土层的基准站上,WN+FN模型主要分布在基岩类型为基岩的基准站上。     

山东CORS基准站坐标时间序列噪声分析

针对目前在分析GPS基准站噪声时对其坐标时间序列周期项提取不充分的现状,该文提出用小波谱探测坐标时间序列中的周期项,用小波分析方法提取周期项,得到不含明显周期项噪声序列。以山东CORS中26个基准站两年的坐标时间序列为例,去除了坐标时间序列中阶跃项,确定了长期趋势项,对周期项进行了探测、分离和提取,得到了各测站的噪声序列;用谱指数法分析了噪声的类型,用最大似然估计获取了各种噪声的分量,进而建立了噪声组合模型。实验结果表明,山东CORS基准站噪声模型可以用白噪声加闪烁噪声的形式来描述,其白噪声的平均值为1.25mm,闪烁噪声的平均值为5.46mm。     

顾及共模误差的大区域GPS网坐标时间序列噪声分析

噪声分析对GPS时间序列分析有着重要影响,然而针对时间跨度较长的大尺度GPS网的共模误差相关研究较少。本文选取了平均基线长度大于2000 km的欧洲地区9个GPS台站2006-2014年的数据,使用主成分分析法剔除坐标时间序列的共模误差,同时利用极大似然估计的方法对滤波前后的时间序列进行了噪声分析。结果表明,欧洲地区广域GPS网的噪声模型存在多样性,各个分量具有不同的噪声特性,主要表现为白噪声+闪烁噪声、白噪声+幂率噪声,少部分台站N、E两个方向含有随机漫步噪声。经过空间滤波后,部分台站最优噪声模型发生改变,但仍以白噪声+闪烁噪声、白噪声+幂率噪声为主。滤波对N、E方向速度场影响为0.2 mm/a,U方向速度场影响为0.5 mm/a。     

不同GPS时间序列跨度对噪声模型建立的影响

针对现有GPS时间序列研究中时间序列跨度方面研究较少,该文对不同GPS时间序列跨度对噪声模型建立的影响进行分析。选取ITRF2008框架下中国区域的10个IGS基准站的坐标时间序列,将每个序列按照时间跨度分为5a、10a、15a和20a4个时段,分别求取各时段的谱指数,采用不同的噪声模型组合对它们进行噪声分析,并对结果进行对比。结果表明:随着时间序列长度的增加,谱指数呈减小趋势,FN+RWN+WN在所有最优噪声模型中所占比例上升,FN+RWM+WN中RWN在所有噪声分量中所占比例呈上升趋势,噪声的长周期分量变得显著;同一测站在不同长度时段内所求最优噪声模型、速度场差别较大,在研究分析测站最优噪声模型、速度场时需要指出获取该时间序列的时段。