高频GPS数据处理方法研究及其在地震中的应用

发布时间：2017-06-20 01:06

  本文关键词：高频GPS数据处理方法研究及其在地震中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于高频GPS技术具有能够获得瞬时的地壳运动的巨大潜力，因此开展高频GPS数据的处理与分析来研究地震震前、震时和震后地表的动态变化，从而拓展高频GPS在地震研究中的应用是当下十分迫切的现实需求。利用动态差分方式进行定位时,震时稳定参考站的选取比较困难，容易产生同震现象，不能真实的反映测站的准确位移。PPP定位相对于差分定位,无需基准站,并且定位结果直接反映出点位变化,是监测瞬时地壳运动的一种有效方法。这两种方法各有优缺点，都需要进一步消除定位结果中的系统误差和多路径效应等误差的影响来提高定位精度,获得更优的定位结果来满足高精度定位的需求。 本文深入研究动态差分定位和精密单点定位的原理、特点及计算过程；对数据处理过程中遇到的各项误差及相应的误差模型进行研究；此外通过实验发现当数据质量中关于多路径效应的精度越差则对定位结果的影响也会越大，同时钟差文件也会影响定位结果，因此应该选择多路径效应值较小的观测文件，且时间间隔也较小的钟差文件进行数据处理时得到的结果会更精确；利用恒星日滤波和空间叠加滤波来削弱多路径效应和未模型化的系统误差，使数据处理结果更加可靠，通过对实际地震数据的处理可以发现，定位的精度有了显著的改善；整理出一套较完整的高频GPS数据处理的流程，将这套数据处理的流程应用到日本3.11地震中，从数据质量分析，参考站的选取，，参数模型的选择到滤波方法的选择等方面考虑，采用了PPP与动态差分两种定位方法，并将最终的结果进行对比分析，发现这套高频GPS数据处理流程还是比较可靠的，同时也有力的证明了各细节的考虑是非常有必要的，经过流程处理单点定位结果与动态差分定位的结果的一致性良好，精度基本相当。
【关键词】：高频GPS Track GPSTools 3.11地震 滤波方法 位移时间序列
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4;P315.7
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 国内外高频 GPS 观测网的布设情况8-9
• 1.2.2 滤波方法在高频 GPS 数据处理中的研究应用现状9
• 1.2.3 高频 GPS 单历元定位精度9-10
• 1.2.4 国内外高频 GPS 单历元处理软件的发展现状10-11
• 1.3 本文研究的主要内容及目标11-13
• 2 GPS 定位基本原理研究13-25
• 2.1 GPS 测量原理13-16
• 2.1.1 伪距测量和载波相位测量原理13-14
• 2.1.2 差分 GPS 定位理论14-16
• 2.2 GPS 定位主要误差源分析及误差的消除16-20
• 2.2.1 与卫星相关的误差16-17
• 2.2.2 与接收机相关的误差17-18
• 2.2.3 与卫星信号传播相关的误差18-20
• 2.3 TRACK 模块的原理与方法20-21
• 2.4 GPSTOOLS 软件的简要介绍21-23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 高频 GPS 数据处理前的数据准备25-31
• 3.1 卫星钟差文件的选择带来的影响25-26
• 3.2 动态差分定位精度与数据质量、参考站的选择之间的关系26-30
• 3.3 本章小结30-31
• 4 高频 GPS 数据处理中滤波方法的研究31-44
• 4.1 恒星日滤波法31-39
• 4.1.1 卫星轨道重复周期的计算32-35
• 4.1.2 恒星日滤波方法35-39
• 4.2 空间叠加法39-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 1 HZ GPS 记录的日本 3.11 地震地表运动44-50
• 5.1 数据准备44-45
• 5.2 参数设置45-46
• 5.3 数据解算46-49
• 5.3.1 动态 PPP 解算(GPSTOOLS)46-48
• 5.3.2 动态差分定位(TRACK)48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 6 结论与展望50-52
• 6.1 论文的相关结论50
• 6.2 主要结论50-51
• 6.3 展望51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55

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本文编号：464192