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高频GPS数据处理方法研究及其在地震中的应用

翟宏光  
【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。


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