环境负载对区域GPS基准站时间序列的影响分析

基于1999-2011年中国地壳运动观测网络(CMONOC)及2007-2012年武汉市连续运行卫星定位服务系统(WHCORS)的观测数据,联合中国及周边35个IGS基准站数据,采用GAMIT软件解算,获得了ITRF2008框架下的GPS基准站坐标时间序列.然后采用QOCA计算了环境负载位移,并利用其对GPS时间序列进行改正.研究结果表明环境负载造成的中国区域基准站位移呈现显著的区域性特征,东北、华北、华中区域变化较为一致且较大,西南区域基准站(KUNM)垂直方向的负载位移均方根(RMS)最大值达6.09 mm.通过对改正前后的数据进行时间序列分析,认为环境负载改正能够削弱中国区域大多数GPS基准站(约70%)垂直及水平东方向位移时间序列的非线性变化,其加权均方根(WRMS)减小量最大达1.5 mm,但是对于水平北方向坐标时间序列的改善作用不明显.     

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基于GNSS基准站的三级GPS网解算精度分析

随着连续运行基准站技术在大地测量中的广泛应用,连续运行基准站在全国三级GPS网中的布设和数据处理也起到了关键作用,不仅加快了建设速度,加大了布网的灵活度,也保证了起算控制和解算精度。与以前相比,陆态网连续运行基准站分布密度总体上提高了10倍,重点地区提高了100倍,观测手段也有了很大变化。基于网络工程和陆态网络基准站对不同区域三级GPS网进行了解算和精度统计,分析了基准站对三级GPS网精度的影响。     

电离层高阶项改正对我国陆态网测站坐标的影响

通过不同的方案设计对中国陆态网测站进行解算,研究电离层高阶项延迟对测站坐标和接收机钟差的影响,并分析在不同地磁模型下的影响差异。结果表明,在太阳活动较为活跃时,电离层高阶项延迟对陆态网测站垂向坐标的影响能达到1.2 cm,对接收机钟差的影响接近4.4 mm;不同地磁模型下电离层高阶项延迟的影响很小。还分析了纬度、基线方向与长度对电离层高阶项延迟的影响。     

陆态网络连续重力站近期潮汐观测精度讨论

重力潮汐观测在全球潮汐模型的建立、重力扰动信号识别等工作中具有重要作用,而潮汐观测精度是完成这些工作的基础。本文利用中国大陆构造环境监测网络10个重力站3年的重力固体潮数据计算了观测潮汐模型。在与历史已有结果进行比较后,分析了观测潮汐模型精度以及环境对精度的影响。结果表明,10个站观测潮汐模型的M₂波潮汐因子中,误差最优为0.00014,主要潮波平均精度优于0.0010,高于20世纪80～90年代弹簧重力仪0.5～1个数量级,部分站点的精度可达早期超导重力仪水平,而与现代OSG型超导重力仪精度相差0.5～1.0个数量级。利用重力站中最优观测潮汐模型进行潮汐改正,潮汐改正精度指标（DRMS）可达±（0.2～0.3）×10^-8m/s²,稍优于DDW/NHi理论潮汐模型结果（±（0.3～0.6）×10^-8m/s²）。10个重力站均表现出了观测优于理论模型的特点。观测环境和场地的干扰会导致观测潮汐模型的精度下降,部分台站受环境变化和观测系统本身老化等不稳定因素干扰,其观测潮汐模型精度下降。DRMS自（0.1～0.2）×10^-8m/s²增至（1.0～1.7）×10^-8m/s²。     

基于K-Means++的省内子块体划分及中国大陆水平相对运动速度场模型的建立与分析

省市级区域CORS(Continuously Operating Reference Stations）系统是当代城市数字化、信息化和智慧化的重要组成部分,便于获取各类物体的时空信息及其相关动态变化．为了进一步实现区域框架基准的现代化与自主化,全面提升现代测绘基准综合服务水平和应急保障能力,同时为了提高中国大陆区域水平速度场的精度,并精细地刻画其自身的局部运动特征,本文利用陆态网上千站2011—2017年的连续观测数据,采用GAMIT/GLOBK软件,获得高精度的定位和速度成果,进而提出和构建了基于欧拉矢量模型的中国大陆省级块体相对运动模型和部分省内子块体相对运动模型,并与欧亚板块、大陆整体和二级板块相对运动模型进行对比分析;结果表明,欧亚板块相对运动模型仅能描述大陆的部分运动趋势,中国大陆整体板块相对运动模型能够较好地展现大陆整体运动趋势,二级板块和省级块体相对运动模型均能够较为精细地反映区域的局部运动特征,且两者水平相对速度的内符合精度均小于2mm·a~(-1),其外符合精度均小于3mm·a~(-1),其中前者物理意义更为明显,后者使用更为简便,但在青藏、川滇等地壳运动复杂的地区两者精度仍有欠缺．因此,本文提出利用K-Means++算法对地壳运动复杂区域的水平速度场进行聚类分析,以快速准确地对这些区域进行子块体划分;结果表明,划分成果与现有部分二级块体成果相符合．为了兼顾省内复杂地质构造与地形地貌的影响,同时提高省级块体划分的物理意义,对地壳运动复杂的省份再细分块体,进而对各子块体构建欧拉矢量模型;结果发现,该模型平均误差和中误差均小于2mm·a~(-1),提高新疆、西藏、川滇等地区的速度场模型精度至2mm·a~(-1)左右,在确保精确度的同时,满足使用简便性的要求．     

CMONOC观测约束下的中国大陆地区MODIS PWV校正

基于CMONOC提供的GNSS观测和气象资料,开展中国大陆地区不同气候类型的MODIS PWV校正研究。首先依据不同气候类型,开展GNSS PWV与MODIS PWV的相关性分析;然后基于GNSS PWV构建不同气候类型的MODIS PWV校正模型;最后根据MODIS PWV、模型校正的MODIS PWV分别与GNSS PWV比较,开展模型改进效果检验。研究表明:不同气候类型的MODIS PWV校正模型,均能有效改善MODIS PWV精度,提高MODIS PWV在短期天气预报和InSAR大气校正的应用。     

共模误差对陆态网测站速度场估计的影响

本文基于52个陆态网连续运行观测站和中国境内及周边10个IGS站近5年的坐标时间序列,利用相关系数加权的叠加滤波法定量计算坐标序列中存在的共模误差,并使用CATS软件分别估计测站各分量剔除共模误差前后的坐标时间序列的速度及其精度,结果显示:在E、N、U分量上,相对于原始坐标时间序列,由剔除共模误差的坐标时间序列整理而得的测站各分量估计速度与陆态网发布速度偏差的均值分别减小了7.32%,1.87%,7.84%,同时各分量估计速度的精度均值也分别提高了33.43%,21.11%,59.26%,这表明在估计区域的测站速度场时,若不剔除原始坐标序列中存在的共模误差,测站的运动速度及其精度可能会被不恰当地估计,即利用剔除共模误差后的坐标时间序列而得结果理论上更加准确可靠。     

应用PANDA软件计算中国大陆水平运动速度场

利用PANDA软件计算2011-01～2014-10“陆态网络”所有基准站的单日解坐标,并采用QOCA软件解算基准站水平运动速度场。分析显示,PANDA软件水平定位精度达到2 mm,且根据QOCA软件计算的“陆态网络”基准站水平运动速度场与中国地震局发布的速度场互差RMS在东西、南北方向分别为112 mm/a、0.95 mm/a,表明计算结果准确、可靠。在此基础上,基于速度场数值结果描述了中国大陆相对欧亚板块的水平运动速度场的空间分布特征。     

青藏高原东南缘现今地壳运动速度场分析

利用“中国大陆构造环境监测网络”1999~2015年GPS观测数据,获得ITRF2014框架下青藏高原东南缘滇西菱形块体区域测站的水平速度场。结果表明,相对于欧亚板块固定,该区域现今地壳运动方向总体上呈现由东向到东南向、再到南西向的顺时针旋转分布;从运动速度大小分布来看,则呈现菱形块体中间大两侧小、由北向南逐渐减弱的态势。采用三角形法计算得到的区域最大剪应变率分布表明,最大剪应变率高值区基本上都集中在滇西菱形块体的东西边界上,主应变方向主要表现为东西向压缩和南北向拉伸。东侧断裂带主要呈现左旋运动,西侧断裂带主要呈现右旋运动,与基于地质调查的断层新生代构造运动基本一致。