区域GPS坐标时间序列特性分析

发布时间：2020-06-02 20:54

【摘要】：近二十多年来,以GPS为代表的空间大地测量技术的观测精度不断提高,已经积累了大量高精度的坐标时间序列数据,为大地测量学和地球动力学研究提供了宝贵的数据基础,特别是在区域地壳形变分析、强震位移场检测、全球板块划分以及冰期后回弹等领域发挥了重要作用。然而,由于GPS坐标时间序列中同时包含了各类“信号”和“噪声”,而且信号类型多样,噪声来源复杂,水平和垂向分量上信号与噪声的表现形式差异较大。如何从含有噪声的原始时间序列中提取可靠的“信号”是当前研究的难点和热点。本文针对欧洲地区46个IGS站2000-2016年共16年的GPS坐标时间序列数据,研究了GPS坐标时间序列分析的相关理论、模型与方法,包括地球参考框架理论、GPS坐标时间序列预处理、季节信号分析以及趋势项和噪声特性分析等。本文的主要研究内容如下:1.对GPS坐标时间序列中的粗差探测与剔除、缺失数据插值、中断探测等问题进行分析,并分别采用模拟数据和实测数据进行验证。结果表明,MSSA-IQR能够较准确的探测出序列中的粗差。当缺失数据占整个时间序列的16.6%时,MSSA对于缺失数据的插值也能达到较好的精度;中断检测方面,采用sigseg程序检测并修复GPS位置时间序列中的突变项,通过实测数据验证其有效性。2.利用多通道奇异谱分析对GPS坐标时间序列的季节性信号进行分析,并与最小二乘估计、奇异谱分析方法进行对比;详细探究了环境负载、共模误差对区域网GPS坐标时间序列的影响,结果表明,在季节信号提取方面MSSA优于SSA;在环境负载扣除方面,直接扣除环境负载会对垂向分量的速度估计与RMS产生一定程度的影响。3.介绍了噪声模型理论,推导了几种常见的噪声模型的协方差形式和功率谱密度的表达式,以及基准站长期运动趋势的提取,探讨基准站点呈现出的运动规律,导出研究区域所有站点的GPS速度场。
【图文】：

确定最优参数M和P的算法流程图

含噪信号与加入粗差和缺失数据的信号
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P228.4

【参考文献】

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本文编号：2693753