我国近海1992-2006年海平面变化的小波分析

用14年多的多颗测高卫星同化海面异常数据,分析我国近海海平面信号变化特征,结果显示年周期信号在我国海域海平面变化中占有主导地位。其次,半年周期信号在南海也有较强显示,而黄海和东海则表示为高频信号,半年起伏及高频信号的周期和振幅均不稳定。首次在南海和东海海域发现存在一周期为准540 d的信号,其物理机制尚不明确。用标准Morlet小波变换方法对上述周期信号进行了提取。验潮站数据也证实了该信号的存在。海面异常分析结果显示在1993~2007年期间,我国海平面平均升高速率:黄海为(4.01±0.49)mm/a,东海为(4.61±0.35)mm/a,南海为(3.68±0.41)mm/a。海平面上升趋势地理分布结果显示海平面变化具有很大的空间差异性。     

TOPEX/Poseidon卫星监测博斯腾湖水位变化及其与NINO3 SST的相关性分析

利用TOPEX/Poseidon(T/P)卫星10年（1992~2002）监测博斯腾湖水位变化的GDR数据,经过数据的地球物理改正、编辑、约化和滤波后,分别采用小波分析和傅里叶分析得到了博斯腾湖水位变化的平均周期为1034d,363d,182d和47d。季节性变化是湖泊水位变化的主项,利用最小二乘法得到了周年振幅为0.7196m,半年振幅为0.5322m,因此季节性变化的主周期是周年,次周期是半年。博斯腾湖水位变化变化趋势为0.2012m/a,说明在全球气候变暖趋势下,博斯腾湖水位在升高。由博斯腾湖月水位变化的时间序列与NINO3 SST进行相关性分析,发现在NINO3 SST 发生6个月后,博斯腾湖月水位变化序列与NINO3 SST数据相关性最大(-0.2784),表明厄尔尼诺事件对我国西部气候影响的具有一定的滞后性。     

1700—2012年太阳黑子周期性变化的小波分析

为了研究太阳黑子的周期性变化规律,采用SIDC提供的1700—2012年逐年与1987—2012年逐日的太阳黑子数据,利用小波功率谱分别从长周期和短周期两个方面研究太阳黑子的周期,分析结果表明,太阳黑子存在3个显著性周期:0.075 a(27 d)、11.04 a和111.6 a,除此之外,还有55 a的局部显著周期。对太阳黑子数与太阳F10.7射电流量进行交叉小波变换,分析结果发现两者在10.1~12.3 a的尺度上有着显著的共振性。利用最小二乘谱分析方法得到太阳黑子时间序列各个周期的振幅和趋势信息,结果显示各个周期的振幅与其小波功率谱成正比关系,11.04 a的振幅最大,0.075 a最小,同时在1700—2012年间,太阳黑子呈现逐年递增的趋势,每年约增长0.08个单位。     

中国近海1992～1998海平面变化监测与分析

利用Topex/Poseidon和ERS-1卫星测高资料采用“共线”法计算出1992-10～1998-06中国近海海域海平面及其变化。在扣除T/P卫星测高仪的零点漂移影响后,发现与全球海平面上升率(+2.1±1.3)mm/a相比,不同海域的海平面变化趋势大不相同,黄、东、南海的海平面年变化率分别为：(+3.44±0.61)mm/a,(+3.12±0.47)mm/a,(-1.41±0.48)mm/a。从海平面变化异常中可以看出1993,1994,1997～1998年3次El Nino异常对中国近海海域海平面的影响是南海海域最大,东海次之,黄海最小。除了对海平面进行传统的频谱分析外,还进行了多分辨率的小波分析,还发现在上述3个海域中除了年周期变化较为稳定外,半年及季节(100 d)周期项存在着时间漂移。此外,在上述3个海域还存在着明显的两个月(62 d)周期的变化,其激发原因在此做了初步探讨。     

一种对流层延迟的ZTD与PM2.5浓度相关性研究

基于水汽与GNSS ZTD之间的高相关性,该文利用2015年12月至2016年5月中国大陆环境监测网络(CMONOC)的GNSS数据,借助小波变换方法开展GNSS ZTD与GNSS站点所在城市的PM2.5浓度观测的相关性研究。采用小波变换方法对ZTD与PM2.5进行相同的分解与重构,并对分解重构后的ZTD与PM2.5进行相关性分析。实验表明:基于小波变换方法分解重构的GNSS ZTD与PM2.5浓度的相关性明显高于GNSS ZTD与PM2.5浓度实测值的相关性,在中国华北、华中、西北及东北地区GNSS ZTD与PM2.5浓度的相关性呈显著正相关特性,中国西南以及沿海地区,由于降水及其他因素的干扰,GNSS ZTD与PM2.5浓度的相关性不显著。     

日长变化、大气角动量和ENSO:1997～1998厄尔尼诺和1998～1999拉尼娜信号

采用1970年1月－1999年6月期间日长变化序列（ΔLOD）、大气角动量（AAM）和南方涛动指数（SOI），通过小波变换等方法研究ΔLOD、AAM与ENSO间的关系。结果表明，ΔLOD和AAM的年际变化与ENSO具有相似的时变谱结构，从日长和AAM资料中可以检测到1997－1998年厄尔尼诺（El Nino)和1998－1999年拉尼娜（La Nina)事件的信号。     

利用GLOBK实现GPS周综合解

介绍了利用GLOBK实现GPS周综合解的基本原理和详细步骤,给出了实际计算结果与IGS计算结果的比较.从比较结果可以看出,两者卫星星历的RMS最大值为22.7mm;ERP的pole参数的X和Y方向的STD分别为0.018 mas和0.019 mas,LOD参数的STD为0.006 ms.     

小波和傅里叶变换在坐标时间序列分析中的应用

正确提取坐标时间序列中的特征信息是非线性变化分析的前提．根据傅里叶变换和小波变换各自的特点,提出将两种方法结合起来对时间序列在时域和频域上进行分析的算法．首先采用小波函数db4对坐标时间序列分解5层得到高频和低频部分,进而分析各次谐波的时域波形以及可能存在的突变信息和区间,再在快速傅里叶变换的基础上求得各次谐波的准确频率和幅值．研究结果表明,低频分析可以直观地得到“周年项”和“两年周期项”,而高频分析能够较准确提取“半周年项”、“一季项”等短周期．与单独采用傅里叶变换或小波变换相比,基于小波变换与傅里叶变换相结合的方法能够有效地提取坐标时间序列中的特征信息,具有较高的研究价值.      

赤道海面高亚季节变化的时空特征

本文对赤道海区Topex/Poseidon卫星(1992.10-1998.10)测高资料进行最小二乘法分区拟合,扣除周年和半周年信号之后,再用Vondrak滤波得到30天至150天的亚季节信号。小波振幅谱结果显示了海平面高度变化的亚季节时频时空特性与厄尔尼诺事件存在一定的相关性。     

卫星测高推求的中国近海与全球海平面变化的趋势及小波相关分析

基于多种卫星测高资料融合海面高数据对黄海、东海、南海和全球海平面异常在1993年至2005年期间的变化趋势进行分析,结果表明:黄海、东海、南海线性趋势分别为5.05mm/a,4.8mm/a,4.27mm/a,均大于全球平均趋势项2.66mm/a,各海域的周期振幅和相位变化也存在较大差异。近海各海域与全球的海平面异常的小波交叉谱和相关谱分析表明,近海各海域与全球海平面异常变化在年际周期上具有较高的谱能,但相位差异较大,短周期相关性不明显。     

我国IGS站的周期变化特征

利用谱方法和小波技术分析了我国IGS站坐标时间序列,阐述了其周期变化特征,即绝大部分台站在N、E、U方向都具有半年周期性、年周期性,U方向周期特性相对明显,同时台站的主要周期成分和时频局部特性又具有一定区域性.     

卫星测高在陆地湖泊水位变化监测中的应用

本文以呼伦湖为例,利用TOPEX/Poseidon测高卫星(1993～2002年)的GDR和WDR数据以及Jason-1(2002～2005年)的GDR数据对湖泊水位变化进行研究,得到湖泊水位异常的变化趋势。通过利用小波分析的方法对卫星测高获得的湖水位异常时间序列分析,得出了呼伦湖的水位年际变化周期,证明了利用卫星测高进行卫星测高监测湖泊水位变化的可行性。     

小波变换在时间序列特征提取中的应用

时间序列的数学特征主要包括随机项、周期项以及趋势项.针对变形监测等测绘领域中如何对时间序列进行特征提取并进行分析与预测等重要问题,提出一种基于多尺度分析的小波变换方法.首先选取合适的小波基函数、分解层次等参数,其次将待分析的时间序列分解成低频和高频两部分,最后将分解后的时间序列投射到不同尺度上,从而可以提取所需要的有用信息.研究结果表明,基于多尺度分析的小波变换方法能够有效对时间序列进行特征提取,分析出其中的随机项、周期项、趋势项等信息,可以用于GPS变形监测等工程实际中.     

基于小波变换的CORS高程坐标时序周期性分析与降噪方法研究

以香港连续运行参考站（CORS）网中的6个CORS的高程坐标时间序列数据为研究对象,利用小波多分辨分析从时频的角度来探测坐标时序中存在的周期性变化与非线性运动趋势,并采用小波变换阈值的方法对坐标时序进行降噪处理,根据不同的降噪质量评价指标来对比降噪效果．结果表明:高程坐标时序中存在极为明显的年周期与半年周期变化的特征,通过小波降噪可以有效地减弱或消除原始时序中的噪声信息,获得更接近理论分析的坐标时间序列．      

Linear drift and periodic variations observed in long time series of polar motion

 Two long time series were analysed: the C01 series of the International Earth Rotation Service and the pole series obtained by re-analysis of the classical astronomical observations using the HIPPARCOS reference frame. The linear drift of the pole was determined to be 3.31 ± 0.05 milliarcseconds/year towards 76.1 ± 0.80° west longitude. For the least-squares fit the a priori correlations between simultaneous pole coordinates x _p , y _p were taken into account, and the weighting function was calculated by estimating empirical variance components. The decadal variations of the pole path were investigated by Fourier and wavelet analysis. Using sliding windows, the periods and amplitudes of the Chandler wobble and annual wobble were determined. Typical periods in the variable Chandler wobble and annual wobble parameters were obtained from wavelet analyses. Received: 21 January 2000 / Accepted: 28 August 2000     

Parameter variability of the observed periodic oscillations of polar motion with smaller amplitudes

Compared to the Chandler and annual wobbles, the higher-frequency components of polar motion (PM) have substantially smaller amplitudes. Therefore, their study has had to wait until higher-quality time series with high temporal resolution, as measured by space geodetic techniques, have become available. Based on the combined Earth orientation series SPACE99 computed by the Jet Propulsion Laboratory (JPL) from 1976 to 2000 at daily intervals, the periodic PM terms, in particular at the quasi-biennial, 300-day, semi-Chandler, semi-annual, 4-month, 90-day, 2-month and 1.5-month periods, have been separated by band-pass filtering and it has been found that the persistence of oscillations becomes less with increasing frequency. In order to quantify and better describe the parameter variability of these PM components over time, the radii, direction angles and period lengths were computed from the periodic terms filtered out from the time series. The results clearly show the characteristics and time evolution of the periodic PM components. The largest elliptic oscillation is the semi-annual wobble with a maximum semi-major axis of up to 13 mas (milliarc seconds). The other wobbles are smaller. They have maximum semi-major axes of between 3 and 8 mas. If the oscillations have period lengths of 4 months and less, then they are elapsed not only progradly, but also retrogradly. AcknowledgementsThis paper was presented at the 27th General Assembly of the European Geophysical Society in Nice, France, 22–26 April 2002. Thanks go to Kevin Fleming for his linguistic advice. The author would also like to thank Barbara Koaczek for suggesting some valuable improvements.     

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。     

小波多时间尺度分析在变形分析中的应用

变形体的变形总体上看是错综复杂的,但是在某些细节上又表现为周期性变化或者突变,通过小波变换的多时间尺度分析就可以探究形变的周期变化以及突变点,同时通过计算形变信号经小波分解后的小波方差就可以找出形变的周期,这为我们研究形变带来了很大的便利,也可以更好地把握变形系统的演变规律和未来发展趋势。     

基于高阶AR模型的陀螺随机漂移模型

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS／INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行分析和比较。结果表明,相比于周期函数拟合,小渡变换不仅能够更好地削弱周期噪声的影响,还能够削弱高频白噪声的影响;相比于一阶马尔科夫过程,高阶AR模型能够更好地描述随机漂移中的相关噪声;基于小渡变换和高阶AR模型的GPS／INS组合导航具有明显的优势。     

利用小波分解改进极移预报模型

为进一步提高极移预报精度,将小波分解引入极移预报中。首先利用小波分解对极移序列进行分解,分离低频分量与高频分量,然后对低频分量建立最小二乘外推模型,获得极移序列的趋势项外推值与残差序列,最后采用自回归（autoregressive,AR）模型对高频分量与残差序列之和进行预报,最终极移的预报值为最小二乘外推值与AR模型预报值之和。结果表明,小波分解可以明显改善最小二乘外推与AR组合模型的极移预报精度,尤其对于中长期预报改善更为明显。