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川藏地区质量负荷地表形变特性分析

测绘科学 2023年第10期48卷 28-42页

作者：董可龚晓颖邓雯倩蔡福宗冯威黄丁发西南交通大学地球科学与环境工程学院卫星导航研究中心成都611756

针对大气、水文等地表负荷的重新分配会引起地壳发生弹性形变,分析其形变规律并在GNSS坐标时间序列中予以精确剔除的问题,该文基于德国地球科学研究中心(GFZ)发布的地表质量负荷形变格网模型,获取我国川藏地区60个测站10年内的非潮汐大... 详细信息

针对大气、水文等地表负荷的重新分配会引起地壳发生弹性形变,分析其形变规律并在GNSS坐标时间序列中予以精确剔除的问题,该文基于德国地球科学研究中心(GFZ)发布的地表质量负荷形变格网模型,获取我国川藏地区60个测站10年内的非潮汐大气负荷位移和水文负荷位移,对地表负荷形变的量级和周期性规律进行分析。结果表明:研究区域非潮汐大气负荷和水文负荷的形变量级总体相当,水文负荷形变略大于非潮汐大气负荷;两类负荷垂向形变均显著大于水平方向,最大垂向位移均可达到厘米级;对于各类质量负荷形变的地理分布,非潮汐大气负荷形变受海拔影响显著,呈“东大西小”分布,水文负荷形变则随着纬度的降低有逐渐增大的趋势。两类负荷形变均具有显著的年周期和半年周期特性,年周期信号强度大于半年周期信号;西藏和四川两地区在水平南北向和垂向年内形变极值对应的时间分布总体一致,而在水平东西向不一致甚至相反,形变季节性规律与各地气温、降水等自然因素相关。质量负荷形变对川藏地区影响显著,在GNSS坐标时间序列数据处理中应重点关注。

关键词：质量负荷非潮汐大气负荷水文负荷地表形变

质量负荷引起地表形变的格林函数和球谐函数方法对比研究

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第7期42卷 1008-1014页

作者：沈迎春闫昊明彭鹏白希选田代恒中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室湖北武汉430077 中国科学院大学北京100049

固体地球对地表质量负荷响应,一般采用格林函数或球谐函数方法来计算。两者在数学上是等价的,在实际计算中存在差异。应用地表流体质量负荷变化数据,定量分析了二者在计算地表位移时的精度。结果表明,同一负荷作用下对单点地表位移的计... 详细信息

固体地球对地表质量负荷响应,一般采用格林函数或球谐函数方法来计算。两者在数学上是等价的,在实际计算中存在差异。应用地表流体质量负荷变化数据,定量分析了二者在计算地表位移时的精度。结果表明,同一负荷作用下对单点地表位移的计算,两者的精度在误差水平上是一致的,其计算效率也是一致的;但在计算全球1°规则网格站点时,球谐函数方法要比格林函数方法在计算效率上快近100倍。对地表流体质量变化而言,2°空间网格的分辨率一般可满足改正GPS位移数据的精度,且地表流体引起的站点垂直位移变化可解释超过50%的GPS观测方差。

关键词：格林函数球谐函数地表流体质量变化质量负荷

利用GPS和GRACE监测地表质量负荷引起的周期性形变

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城市勘测 2017年第6期 105-107页

作者：邵楠包晗沈阳市勘察测绘研究院辽宁沈阳110004

GPS可以监测地表质量负荷变化引起的地表形变。GRACE数据反映地表重力场变化,也可以进一步计算地表形变。本文简要介绍了两种监测手段的原理和特点,并以BJFS、BJSH、JIXN三个陆态网基准站为例,利用GPS和GRACE联合监测垂直方向地表形变特... 详细信息

GPS可以监测地表质量负荷变化引起的地表形变。GRACE数据反映地表重力场变化,也可以进一步计算地表形变。本文简要介绍了两种监测手段的原理和特点,并以BJFS、BJSH、JIXN三个陆态网基准站为例,利用GPS和GRACE联合监测垂直方向地表形变特征,主要针对周期性变化进行对比分析。结果表明,GPS和GRACE所计算的地表形变在垂直方向总体上具有较好的一致性,但在幅值上存在一定的差异性。

关键词： GPS GRACE 质量负荷季节性形变

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基于地球物理模型的质量负荷改正

基于地球物理模型的质量负荷改正

云南省测绘地理信息学会2015年学术年会

作者：高涵云南省地震局形变测量中心

对于大量的GPS连续跟踪站,非构造形变信息是无法完全利用纯数学的统计分析方法从地壳运动信息中直接分离出来的。因此,有必要对非构造形变的地球物理源进行探索。这也是提高GPS解算质量的必要保证。本文运用国际卫星对地观测资料及各类... 详细信息

对于大量的GPS连续跟踪站,非构造形变信息是无法完全利用纯数学的统计分析方法从地壳运动信息中直接分离出来的。因此,有必要对非构造形变的地球物理源进行探索。这也是提高GPS解算质量的必要保证。本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型,分别定量计算大气、积雪和土壤水造成的地壳非构造形变,讨论对GPS基准站位臵时间序列的影响。实验结果表明,地球物理模型改正质量负载对于消除非构造形变的效果优于谐波拟合改正,有效改善了GPS定位的垂向精度。由对质量负载叠加序列的谱分析可以看到,地表质量负荷引起的测站位臵变化高程（U）方向大于平面（N、E）方向,而负荷改正主要在对年周期项的影响上。

关键词： GPS 非构造形变质量负荷地壳运动

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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川滇GNSS垂向周期信息地球物理意义探索

测绘科学 2022年第7期47卷 9-13,52页

作者：侯争贾时蕾李向东闫越安宋少奇河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003 广州扬辉测绘科技有限公司广州510700

针对全球导航卫星系统(GNSS)坐标时间序列共模误差(CME)物理起源不明确的问题,该文利用地球物理资料通过格林函数计算质量负荷在垂直方向上引起的地表形变,分别与主成分分析(PCA)和独立成分分析(ICA)分离的分量进行对比,探索周期信号的... 详细信息

针对全球导航卫星系统(GNSS)坐标时间序列共模误差(CME)物理起源不明确的问题,该文利用地球物理资料通过格林函数计算质量负荷在垂直方向上引起的地表形变,分别与主成分分析(PCA)和独立成分分析(ICA)分离的分量进行对比,探索周期信号的地球物理意义。结果显示,PCA的时空滤波效率略强于ICA,但ICA提取的周年信号更接近真实情况,其地球物理起源可能与土壤湿度和大气湿度引起的地表形变密切相关,川滇地区CME的主要成分可能为土壤湿度引起的地表形变。该结果为研究川滇地区地壳形变特征、探寻区域CME的物理起源提供了科学依据。

关键词：全球卫星导航系统质量负荷共模误差主成分分析独立成分分析

非构造形变对GPS连续站位置时间序列的影响和修正

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地球物理学报 2005年第5期48卷 1045-1052页

作者：王敏沈正康董大南地震动力学国家重点实验室中国地震局地质研究所中国地震局地震预测研究所 Department of Earth and Space Sciences University of CaliforniaLos Ar gelesCalifornia 90095-1567.USA Jet Propulsion Laboratory California Institute of TechnologyPasadenaCalifornia 91109USA

GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变二类信息,去除其中的非构造形变信息对于有效运用GPS数据研究构造形变场至关重要.本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型,定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮... 详细信息

GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变二类信息,去除其中的非构造形变信息对于有效运用GPS数据研究构造形变场至关重要.本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型,定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮汐4项负荷效应造成的地壳非构造形变,并以此研究和修正这些非构造形变对中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列的影响.研究发现此4项负荷效应,特别是大气、积雪和土壤水,对于测站垂向位置的影响显著.通过模型改正可以使测站垂向位置的RMS降低～1mm,占其总量的～11%.对于垂向时间序列的周年项部分,这一改正可降低其振幅的37%.研究还表明经过地球物理模型改正和周年、半周年谐波拟合改正的时间序列比起仅经过周年、半周年谐波拟合改正的时间序列更为平滑,表明地球物理模型改正对于消除非构造形变场的作用不是周年、半周年谐波拟合改正所能替代的.

关键词：地壳运动非构造形变质量负荷 GPS

GPS坐标时间序列中非构造噪声的剔除方法研究进展

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地震学报 2009年第1期31卷 68-81页

作者：田云锋沈正康中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室中国北京100029 中国地震局地壳应力研究所中国北京100085 Department of Earth and Space Science University of CaliforniaLos AngelesCA 90095-1567USA

GPS台站坐标解算中包含多种地球物理参量造成的不确定性、系统误差和随机噪声.回顾了GPS台站坐标噪声分析的研究进展,包括功率谱分析、最大似然估计、区域叠加滤波、主成分变换以及质量负荷下的地壳弹性形变模拟等,并讨论了各种方法在... 详细信息

GPS台站坐标解算中包含多种地球物理参量造成的不确定性、系统误差和随机噪声.回顾了GPS台站坐标噪声分析的研究进展,包括功率谱分析、最大似然估计、区域叠加滤波、主成分变换以及质量负荷下的地壳弹性形变模拟等,并讨论了各种方法在分析噪声的类型和强度、共模误差(common-mode errors)的物理起源等方面的作用及局限性,展望了下一阶段的研究思路.

关键词： GPS 最大似然估计共模误差区域叠加滤波主成分分析质量负荷

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GPS坐标时间序列中的异常高频周期性噪声

测绘科学 2011年第1期36卷 26-28页

作者：田云锋中国地震局地壳应力研究所北京100085 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

本文分析了中国地壳运动观测网络GPS基准站及中国周边IGS连续站坐标中的周期性噪声,在北、东和垂向分量坐标时间序列中均发现了周期约351/n(n=1,…,6)天的正弦项,而地表质量负荷造成的位移序列中并没有对应的成分,不能解释异常周期项的... 详细信息

本文分析了中国地壳运动观测网络GPS基准站及中国周边IGS连续站坐标中的周期性噪声,在北、东和垂向分量坐标时间序列中均发现了周期约351/n(n=1,…,6)天的正弦项,而地表质量负荷造成的位移序列中并没有对应的成分,不能解释异常周期项的来源。在估计台站的运动速率时,如考虑此类"异常"周期项,速率误差略微减小,而周年项振幅的估计误差显著增大,且残差离散度未见明显改善。因此,不推荐在GPS速率矢量反演中加入异常周期项参数。

关键词： GPS 周期图周期项质量负荷

川滇地区垂向GPS时间序列共模误差提取与分析

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测绘地理信息 2018年第2期43卷 61-63页

作者：邵楠沈阳市勘察测绘研究院

在区域全球定位系统（global positioning system,GPS）时间序列分析中,共模误差（common mode error,CME）的剔除能有效提高GPS时间序列信噪比,提高站点坐标序列精度。使用主成分分析的方法对川滇地区42个GPS连续参考站垂向时间序列进... 详细信息

在区域全球定位系统（global positioning system,GPS）时间序列分析中,共模误差（common mode error,CME）的剔除能有效提高GPS时间序列信噪比,提高站点坐标序列精度。使用主成分分析的方法对川滇地区42个GPS连续参考站垂向时间序列进行CME提取,并利用川滇地区主要的非构造形变大气负荷与土壤水负荷进一步分析了CME与地表质量负荷改正的关系。频谱分析结果显示,剔除非构造形变后的CME序列年周期性明显减小,表明地表质量负荷形变是垂向GPS时间序列中CME季节性变化的主要成因。

关键词：垂向全球定位系统时间序列共模误差主成分分析质量负荷