基于EMD方法的地心运动时间序列分析

针对时间序列混有的高频信息会影响地心运动规律分析的问题,采用网平移法对IGS提供的GNSS周解进行解算,得到2007-2017年地心运动时间序列,对其进行分解重构,剔除高频项,并利用重构时序对地心运动规律作进一步分析探讨。结果表明：本文解算的地心运动在T_x、T_y和T_z方向的精度均为毫米级。EMD方法重构的时序保留了原序列的基本信息,且抑制了高频项的影响,提高了周期贡献率,3个方向的贡献率分别提高了12.3%、16.7%及6.3%。通过分析重构后的时序发现,周年项振幅为各周期对应振幅的最大值,分别为2.32、1.89和2.07 mm;T_y和T_z方向长期变化趋势较T_x更为明显,分别为0.13和-0.27 mm/a;半年项较小,且在T_x和T_y方向上具有时变性。此外,还发现了一些其他较小的年际变化。     

地球参考系的实现

本文简要讨论了组合不同空间技术建立全球最优协议地球参考架（ＣＴＲＦ）的理论和方法；重点分析了影响ＣＴＲＦ稳定的几种主要地球长期形变因素的性质和规律。首次考虑到地球质心运动对ＣＴＲＦ的影响，提出了协议地球质心的概念，给出了更为完整的四维地面点位模型。     

利用SLR计算地心运动方法研究

Three methods for calculation of geocenter motion are intruduced.     

DORIS、GPS和SLR空间大地测量技术导出的地心运动规律

用调和分析法分析DORIS、GPS和SLR 3种空间大地测量技术导出的地心运动时间序列。结果表明:地心长期运动不显著,但存在北向运动趋势,速度小于1mm/a;相对于DORIS和GPS,SLR导出的地心运动更符合地球物理模型计算的结果,用22aSLR数据导出的地心运动在X,Y,Z方向的周年运动振幅分别为2.8±0.2mm,2.7±0.2mm和6.1±0.2mm。     

改进的GNSS水准地球重力场模型评价

利用GNSS水准进行地球重力场模型精度评价是一种常用的外符合精度评价方法。针对GNSS水准与模型大地水准面高常存在较大的偏差,且常用的数学拟合方法会掩盖造成系统偏差的因素这一问题,该文分析了GNSS测量大地高的时变影响、全球大地水准面与水准测量起算面之间的区域性基准差,同时提出了顾及时变影响的GNSS水准地球重力场模型评价方法。     

地表负载及GPS测站分布对参考框架转换的影响分析

GPS数据处理通常采用Helmert七参数转换将瞬时站坐标转换到指定的框架下,但瞬时站坐标中尚未模型化的季节性地表负载会影响平移参数(地心运动)和尺度参数的估值,进而影响测站坐标;不均匀的测站分布会加剧这一影响.本文利用GRACE重力场系数仿真GPS地表负载的实验表明,基于网平移法采用实际的IGS站至少能够恢复90%的地心运动信号.地表负载及GPS实际测站的不均匀分布可以解释大约30%的GPS尺度的周年变化.相对于IGb08的所有框架站,目前采用91个全球均匀分布的核心站作为框架转换的基准是合理的.采用IGb08的所有框架站进行转换会导致U方向误差增加,特别是对框架站密集的欧洲区域(误差均值约为1mm).因此框架转换时,应尽量选取均匀分布的测站,同时不估计尺度参数.     

高精度国际地球参考框架的研究进展

针对地球动力学等对毫米级国际地球参考框架的需求,介绍了国际地球参考框架的最新研究进展,探讨了现今顾及测站非线性运动的国际地球参考框架的局限性,并在毫米级国际地球参考框架建立的方法和技术改进方面提出了一些见解,对高精度国际地球参考框架的实现具有一定的参考价值。     

地心运动时间序列的抗差谱分析

本文将抗差估计与谱分析相结合，提出了抗差谱分析。用该方法对全球约120个IGS站5年GPS观测结果求得的地心运动时间序列进行了分析，发现地心运动在各方向有不同的主周期变化。X方向受地球物理交叉影响较大，无法分离出对该方向影响较大的主周期变化；而Y，Z方向都有明显的主周期变化。Y方向有明显的年周期变化、半年周期变化、季节性变化和月周期变化，其中，年周期变化的贡献最大；Z方向的主周期是年周期变化、半年周期变化、51天和609天的周期变化。与X，Y方向相比，Z方向振幅明显偏大。     

利用GPS数据反演地心运动

利用IGS提供的重新处理的周解,采用一阶形变法反演了2000～2009年的地心运动。结果表明,X、Y、Z方向的周年项振幅分别为3.72mm,3.06mm和8.95mm;Z方向的相位表明,2月份左右北半球的表面负载最大,8月份左右南半球的表面负载最大,南北半球存在明显的季节性质量交换。     

用SLR数据导出的地心运动结果

在利用卫星激光测距(Satellite Laser Ranging，简称SLR)资料研究地心运动时，将抗差估计和方差分量估计引入列数据处理中，根据1996年1月至2000年12月的Lageos2观测数据，分别采用直接法和动力法，计算出了2组相对于ITRF2000参考框架原点的地心运动序列。对计算结果进行了分析，得出了地心运动的平均值、变化速率及其周年项、半年项的振幅和相位，并与其他采用SLR资料计算的结果进行了比较。通过比较和分析，发现地心运动存在着近周年和近半年的周期分量，但地心运动的长期变化并不明显。