我国GPS跟踪站数据处理与时间序列特征分析.pdf

第!"卷第!期武汉大学学报!信息科学版:’;<!"=’<!
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文章编号"@F$@?AAF#$"##$%#!?#"H@?#C文献标志码"G

我国E.H跟踪站数据处理与时间序列特征分析

张!鹏@)"!蒋志浩"!秘金钟@)!)C!党亚民!

$@!武汉大学测绘学院)武汉市珞喻路@"B号)C!##$B%
$"!国家基础地理信息中心)北京市紫竹院百胜村@号)@###CC%
$!!中国测绘科学研究院)北京市海淀区北太平路@F号)@###!B%
$C!辽宁工程技术大学地理空间信息技术与应用实验室)阜新市中华路C$号)@"!###%

摘!要"应用国内%I3跟踪站$)的观测数据)分析研究跟踪站坐标位置变化规律)并给出了站坐标和速度场
精度的统计分析结果)同时介绍了国内%I3基准站的数据处理方法#通过对时间序列进行分析研究表明)
%I3基准站的时间序列具有一定的周期性)高程分量的周期性最为明显)并且时间序列的时频特性表现出明
显的区域性#
关键词"%I3基准站&精度&时间序列
中图法分类号"I""A<C@

!!国家测绘局%I3跟踪站的建设始于@BB!站网同全球网的几何联系)在%G>0T单天解中)
年)目前共建设了A个站)中国地壳运动观测网络加入了周边B个0%3国际%I3跟踪站)以得到位
$D>N=D%于@BBA年后建立和更新了国内"$个置及其协方差距阵的无偏解#
连续观测的基准站$其中包括F个国家测绘局!X"!E.H网平差与速度场计算
%I3跟踪站%#本次分析的国内跟踪站点包括在使用%G>0T软件求出单天解后)用
D>N=D基准站"$点和未纳入D>N=D基准站%LNE_高精度%I3网平差软件进行平差处理#
的国家测绘局跟踪站点"个)共"B个点#时间跨通过与全球%I3连续观测网$0%3%相连)从而将
度从@BBB?#!?#@至"##C?@"?!@共!FC周的%I3区域%I3观测系统与全球地心坐标系统相连)得
观测数据#到这些点在全球地壳运动模型中的位移及位移速
率#为了得到国内%I3跟踪站速度场信息)采取
!!数据处理方案以下两个步骤"!用%I3数据计算点位置的最
小二乘估值)此步骤由%G>0T软件完成#"根
!<!!数据处理方法据同一点的时间序列)通过_);().滤波方法)估
国内跟踪站网数据处理软件采用%I3数据分算点的速度#此步骤由%LNE_软件完成#计算
析软件%G>0T$@#<#H版%*%LNE_$@#<#版%)中使用0TMU"###框架)这样得到的速度场属于
%G>0T软件是美国麻省理工学院研制开发的基于这个全球框架#
%I3双差模型的事后数据处理及分析软件#
%LNE_软件是基于卡尔曼滤波方法的平差软件#"!时间序列分析
使用每日的%I3载波相位观测量来计算测站位
置+大气延迟因素+轨道参数等多种参数#在解算数据处理和平差后得到了精密的点位坐标时
中对各参数都给予了松弛的约束#为了加强跟踪间序列)对每个%I3台站的时间序列进行了深入

收稿日期""##F?@"?"##
项目来源"国家AF!计划资助项目$"##FGG@"c!#F%&国家基础测绘’%I3跟踪站运行及监测网观测(资助项目$@CF##$#!"C"@@%&国
家基础测绘’我国地心坐标参考框架维护(资助项目$@CF#@!#C"C"@A%&辽宁工程技术大学地理空间信息技术与应用实验
万方数据室基金资助项目$"##H##A%&国家基础测绘’基于网络工程资料的我国地心坐标框架质量分析(资助项目$"##F!$%#
"H"武汉大学学报!信息科学版"##$年!月

分析"表明了%I3台站在北#东#高程!个方向上!!在式%!&中".值越大"所代表的随机过程越
的周期特性"在移去速度场和周期等信息后可以平滑"随机过程的能量越接近低频区域"大部分地
获取每个台站时间序列的误差特性$在此基础球物理现象的.值为@(.(!".值在此范围所代
上"可以比较客观地定量标准的%I3台站精度"表的随机过程是分形布朗运动*"+$在%I3时间
揭示地球板块运动规律和估计相关地球物理因序列的功率谱中".]#对应于白噪声".]@对应
素$于闪烁噪声".]"对应于随机漫步噪声".&@的
国内%I3跟踪站点运动主要表现为水平方噪声都是有色噪声$可见"上述F个%I3台站的
向运动和高程方向运动"台站坐标的水平方向主时间序列存在有色噪声影响"是非平稳信号"并且
要以板块运动为主"主要的地球物理因素对水平主要受闪烁噪声和随机漫步噪声的影响$
方向的影响较高程方向小得多%如各种潮汐运动#图@列出上海站#哈尔滨站!个方向的功率
冰期后反弹和地下水影响等&"量级一般在H((谱图"纵坐标为功率谱