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小区域GPS数据优化处理探索

尹继尧  
【摘要】: 利用地壳形变资料研究地震的孕育过程和规律,进而进行地震预报一直得到地学研究者的重视,空间测地观测技术的出现为现今地壳运动的监测开辟了崭新的途径,特别是GPS技术,以其观测精度高,设备体积小,作业效率快,无须测站间通视,全天候等优点为监测全球和区域地壳运动带来了革命性的变化。利用GPS研究地壳运动,探索地球动力学现象在全世界得到迅猛发展,GPS在大地测量学,地球物理学,地质学等领域中的应用越来越广泛,GPS观测技术的应用也越来越得到广大地学工作者的重视。 地震中短期预报需要几天乃至几秒或更高采样率的观测数据。GPS虽然可以做到每秒几十个的数据采样率,但单历元解的精度只能达到米级精度,为了得到地震预报所需高精度的定位数据,目前主要采用7天解来提高定位精度,又由于进行GPS数据处理时,使用的都是精度较高的由IGS提供的精密星历,精密星历的取得需要在半个月后才能获得,这种状况严重阻碍了GPS方法在地震中短期预报中应用。目前在国内也没有关于这方面的研究和介绍,另外,我们注意到随着全球IGS站的逐年增多、GPS定轨理论及轨道计算数学模型的不断完善,精密星历等精度不断提高,小区域GPS观测的特殊性,为实现地震中短期预报对GPS基础数据的需要提供了可能的解决条件。 本论文针对北京市小区域GPS连续监测网的特点,通过对近似坐标的优化、IGS站的优选、快速精密星历替代精密星历试验,观测时段变化对精度的影响等几个方面的研究。初步认为,在数据处理中,严格参与计算的原始数据质量、相关参数设置、相关模型选择,GPS的3天解可以用来作为中短期地震预测的基础数据,推进GPS空间对地观测资料在研究小区域地壳运动和形变中的应用,同时,也可以为其它地区的小区域GPS连续监测网提供借鉴。根据上述思路,论文主要进行了以下几个方面的工作和探索: (1)论文简要介绍了GPS技术原理,最新发展,以及在国内外地球科学中的应用;介绍了GPS定位原理,包括定位的坐标和时间系统、基本观测量及其误差来源。 (2)对北京市区域GPS地震监测网两年半的数据进行了处理,得到该网内各个站点的位移时间序列图,并作行了简要的分析和总结,结果表明,北京市区域地壳运动背景趋势比较稳定,短期存在波动。


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