南极GPS坐标时间序列时频分析研究

发布时间：2017-11-09 23:07

  本文关键词：南极GPS坐标时间序列时频分析研究

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【摘要】：随着国际GNSS服务组织(International GNSS Service,IGS)观测资料的逐渐累积,对GPS坐标时间序列的研究分析也逐渐成为大地测量领域的一个热点。研究南极地区的IGS基准站坐标时间序列,有助于加深对南极地区自然环境及板块运动的认识。研究主要围绕南极地区IGS基准站坐标时间序列噪声特性、周期特性及点位变化规律展开。首先分析了南极地区9个IGS基准站坐标时间序列的数据质量,发现部分站点的数据缺失严重,针对时间序列数据存在的突变、间断和阶跃问题,提出相应的解决策略,并得到较好的处理效果,为后续对时间序列的功率谱分析和小波分析提供了有效的坐标时间序列数据。其次,采用方差齐性检验、相关分析两种方法分析了南极GPS基准站坐标时间序列的噪声特性,验证了南极GPS坐标时间序列中白噪声与有色噪声共存的性质,且时间序列高程U分量的噪声要明显高于水平N、E分量。同时发现潮汐、大气压等季节性自然因素与GPS坐标时间序列高程方向相关性明显。然后,采用功率谱分析、小波分析和经验模态分解三种方法分析了南极GPS坐标时间序列的周期特性。三种方法均表明,南极GPS坐标时间序列高程U分量上的年周期特性明显,部分站点存在半年周期项。另外,对GPS坐标时间序列进行了小波降噪处理,对比分析了采用软硬阈值处理的优缺点。最后,验证了线性拟合求取IGS基准站水平方向年运动速度和经验模态分解间接求取高程方向年运动速度的有效性;根据9个基准站的水平年运动速度分析了各基准站的运动趋势及其稳定性,验证了南极大陆整体正在向南美洲偏移的性质;结合基准站间基线的年运动速度得知,南极板块内部相对稳定,西南极地质条件较东南极活跃。此外,对南极IGS基准站的变化规律的几个影响因素进行了较全面的分析。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P228.4

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