中国区域IGS站高程时序分析-杨元喜.pdf

中国区域IGS站高程 时序分析 杨元喜 明峰 2015.10 主要内容 1. 背景 2. 研究现状与我们的思路 3. 数据预处理 4. 局部加权回归的季节项—趋势分解（STL）  模拟数据  实测数据 5. 实测数据计算与分析 6. 结论与展望 一、背景  研究意义  地球表面与内部的动力学变化几乎是大地测量永 恒的研究热点  随着现代大地测量长期连续观测信息的积累，获 得观测区域的精细动态变化信息成为可能  尤其是GNSS 连续观测成本相对较低，观测信息相 对丰富，数值稳定性好，GNSS 时间序列是获得地 球动力学信息的最佳数据源之一  GNSS观测数据受各类地球动力学信息的交叉影响， 又受到各类无规律误差的叠加影响 3 一、背景  研究意义  高精度、高时空分辨率的GNSS坐标时间序列本身的 “信号”与 “噪声”也互相叠加，减弱误差影响困 难，提取有用的信号更困难  误差建模难，误差检验也难  我国实际上已经有近5000 个连续运行基准站，为分 析不同时空尺度下的地球 物理现象研究提供了基础  为建立和维持高精度地球 中国区域10个IGS站分布图 参考框架提供了基础 4 一、背景  已有成果分析  中国区域GPS站水平方向的运动特征和噪声特性已 有较深入研究 （蒋志浩等, 2009; Wang et al., 2012; 姜卫平 等, 2013, 2014)  高程方向研究较少  朱文耀等 （2003 ）利用谱分析和小波分析对全球GPS 高程时间序列进行了分析，其中包含2 个中国区域 GPS站，且考虑有色噪声时的速度误差估计显著大于 速度本身  张飞鹏等 （2002 ）分析了GPS基准网1999-2001 年的高 程时间序列，探测到了3~10 cm 的季节性变化，然而 由于观测跨度较短，没有估计速度和速度误差 5 一、背景  已有成果分析  季节性信号提取常用方法方面  常振幅常相位的周年+半周年谐波模型(Dong et al., 2002; Williams et al., 2004; Langbein 2008)  基于“准周期”信号假设的半参数模型(Bennet 2008)  基于统计季节性信号假设的线性Kalman滤波(Davis, 2012)  奇异谱分析法 (Chen et al., 2013)  “平均周年”信号法(Tesmer et al., 2009)  非参数拟合法 (Freymueller 2009; Zou et al., 2014) 6 一、背景