基于精密单点定位技术的海潮负荷位移反演研究

发布时间：2020-11-03 01:08

　　 海潮负荷效应是指固体地球对由海洋潮汐现象引起的海水质量分布变化的响应。在某些沿海区域海潮负荷位移可达数厘米,当前海潮模型的精度有限。本文在深入研究精密单点定位技术的基础上,将其应用于反演海潮负荷位移。本文的主要工作与贡献如下:(1)系统阐述了精密单点定位的数学模型、主要误差源及改正方法和参数估计方法。介绍了几种常用的组合模型,以及卫星相关的误差、信号传播相关的误差和接收机相关的误差,并针对这些误差给出了相应的改正方法,给出了最小二乘估计和Kalman滤波定位的基本原理和计算方式,用IGS站观测数据进行了定位实验与验证。(2)深入研究了海潮负荷对精密单点定位的影响。选择中国及其周边的10个IGS站,利用全球海潮模型FES2004研究了海潮负荷对测站位移的影响。实验结果表明:海潮负荷对测站高程位移的影响比水平位移的影响大,且海潮负荷对沿海测站位移的影响比对内陆测站位移的影响大。利用IGS站的实测数据研究了海潮负荷对精密单点定位的影响。结果表明:海潮负荷改正对测站单天解的高程坐标精度没有影响,但对于3小时、6小时和12小时解,海潮负荷改正可使沿海IGS站的高程坐标精度平均提高2mm。(3)研究了基于精密单点定位技术的海潮负荷位移反演及其精度评定。选取AZORES群岛和葡萄牙沿海GNSS测站,利用Bemese5.2软件PPP模块对预处理后的观测数据进行了处理,获得了测站坐标的时间序列,结合最小二乘谱分析提取了8个主要潮波(4个半日潮(M_2,S_2,N_2,K_2)和4个全日潮(K_1,O_1,P_1,Q_1))的周期特征,利用调和分析方法提取了8个主要潮波的海潮负荷位移参数,并进行了精度评定。实验结果表明:除了 K_1,K_2和P_1潮波之外,其他潮波与全球海潮模型的符合性较好;除了K1潮波外,AZORES群岛和葡萄牙沿海其他潮波的反演精度基本一致。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P731.23;P312.4
【部分图文】：

图２－１卫星钟差对精密单点定位的影响??（２）卫星星历误差??卫星星历误差是指计算得到的卫星轨道与真实卫星轨道的偏差，是高精度??ＧＮＳＳ应用的主要误差源之一［４３］。卫星轨道数据可以从导航电文中获得，也可以??通过国际ＧＮＳＳ服务组织ＩＧＳ以事后产品的形式得到。在ＧＮＳＳ数据处理过程??中，通常采用拉格朗日多项式插值方法或者多项式拟合方法可以得到符合精度要??求的卫星轨道数据。??（３）卫星的天线相位中心误差??从信号发射时刻卫星的位置到信号接收时刻接收机的位置的距离是两个天??线相位中心的距离，但是轨道数据参考的是卫星质量中心，这个误差称为卫星的??天线相位中心误差。卫星的天线相位中心误差由天线相位中心偏移（ＰＣＯ）和天??线相位中心变化（ＰＣＶ）两部分组成。在高精度ＧＮＳＳ应用中，通常利用卫星相??位中心偏差参数进行相位中心改正，ＧＰＳ卫星天线相位中心偏差如表２－１。??

频率不是色散介质，所以在ＧＮＳＳ信号传输过程中，对流层效应误差与工作频率??无关。对流层中的中性粒子对ＧＮＳＳ信号传播的影响称为对流层延迟误差。在天??顶方向上对流层延迟为２米左右如图２－２，随着视线到卫星的天顶角减小对流层??延迟效应增加，在卫星仰角低于５°的时候，对流层延迟误差可达到数十米甚至??更多。因此，在高精度ＧＮＳＳ应用中，对流层延迟效应是主要误差源之一。对于??１６??

接收机的天线相位中心偏差等误差的改正后，使用无电离层组合消掉了电离层延??迟误差，对未知参数进行估计。５个测站Ｎ、Ｅ和Ｕ方向上的位移剔除残差后如??图２－３?￣图２－５所示。??０．０７５?Ｆ?＇?＇?＇??〇．〇７５?Ｆ?１?１?＇?：??〇－〇５?０．０５??＾■〇５?０．０５??■０．０７５?ｋ?１?１?１＾?■００７５１?，?，?，?：??〇．〇７５°ｆ￣￣咖，１５００?－十咖?〇，７５°５？°?１０００?１５＾°?２（ｆ°??００５?，?，?０．０５??？０．０７５１?１?１?１??＾〇７５ｔ?，?，?
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本文编号：2867857