高频GPS动态监测地表形变的试验与研究

作     者：彭方喜 

作者单位：中国地震局地震研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：吴云;张燕

授予年度：2012年

学科分类：081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：高频GPS数据 地表形变 动态监测 

摘      要：GPS是目前研究地表形变的主要技术手段之一，具有观测精度高、作业灵活、有统一的参考基准等优点。传统GPS用于地表形变监测主要用静态低频模式，通常以24小时为单位估算测站的坐标、卫星轨道、对流层延迟参数等。在单日解的基础之上，通过卡尔曼滤波算法，得到周解或者月解。对于基准站而言，由单日松弛解进行基准转换可以得到某个参考框架（比如ITRF）下的三维坐标时间序列。传统的数据处理方法对于精确定位、维持区域网的参考框架、确定长期构造运动速率具有很重要的意义。但其时效性差，不能发挥实时或者准实时监测作用。 近年来，随着对位置服务时效性需求的增长以及高频GPS接收机的出现，研究高频GPS数据的处理技术成为研究的热点。在研究之初，通常对获得的高频GPS数据进行事后处理，以获得每个采样历元的测站坐标信息。这种模式严重依赖精密星历的发布，而精密星历的发布通常滞后12～18天，影响了数据处理的时效性。 高频GPS数据的准实时处理具有良好的应用前景和潜能，对于地表形变的动态监测具有重要意义。 本文首先以Bernese GPS Software Version5.0为基础，通过对软件的基本功能与结构的理解掌握以及高精度动态解算的实践，对GPS观测的随机模型、对流层延迟、多路径效应、高频数据处理方法、单历元数据处理方法、精密单点定位（PPP）数据处理方法等进行了深入的学习和研究，并开展了以下研究工作：详细阐述了高频GPS研究现状及研究意义，介绍了全球四大导航卫星系统，学习了高频GNSS数据处理原理及方法，设计进行了动态监测地表形变试验，以汶川大地震为例实践了高频GPS数据处理与分析。