目前地壳形变是世界各国研究地震预报的重要手段之一,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。GAMIT/GLOBK软件是高精度GPS数据处理软件中最为经济,使用最广泛的一个软件,利用该软件解算GPS数据一般包括以下几个步骤:1、准备观测数据;2、对观测数据进行编辑和质量检查;3、设置GAMIT软件中的相关参数文件后进行解算;4、检验解算结果的质量;5、对解算结果做进一步的处理。以上步骤的操作非常繁琐(参数设置更为困难),尤其是对于初学者更加不容易。其使用难度大,不容易被掌握,因此给利用该软件进行GPS数据处理的人员带来了困难。如在我国,已有十几个省级地震局开始GPS观测,有的省已工作了近十年,但由于高精度GPS定位数据处理难度较大,国内只有较少单位能较好处理GPS数据,这严重限制了GPS在省级地震局的发展。因此降低GPS数据处理的难度,研究更方便的数据处理方法以便让GPS技术更好的为地震事业服务具有非常重要的意义,这是研究生论文开题报告中一项主要内容。在研究生学习期间,时逢“中国大陆构造环境监测网络”开始建设,该网络需建两百多个连续观测站,其中相当数量连续站建在土层上,对于地震研究,GPS数据的精度越高越好,土层连续站数据到底能否用于地震研究,这是一个急需要弄清楚的的问题。国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”建有25个连续观测站,这25个站几乎都是基岩站。北京市区域GPS连续监测网为高密度GPS连续监测网,截止目前为止已完成15个站,除牛口峪外,其它14个均为土层站。这为北京地区地震监测和地壳运动研究提供了很好的前景。本文拟利用以上数据对土层站用于地震研究所存在的问题进行初步探索。根据以上需要,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)介绍GTK+编程方法及其跨平台编程。GTK+广泛地用于在Linux和其他版本的UNIX上编写X Windows应用程序,但在Windows上安装使用GTK+是一件复杂的事情。本文介绍了GTK+在Windows上基于MinGW和MSYS的安装过程及其编译方法,并根据作者的开发经验发现一种方便快捷的GTK+显示汉字的方法。(3)研制IGS服务数据下载软件。IGS为GPS用户提供高质量、高效率的服务为GPS技术广泛应用于精密大地测量和地球动力学的研究提供了可靠的保证。尽管IGS提供的数据井然有序得存放在开放的FTP服务器上面,但是若要获得自己需要的数据并不容易。本文提供了一个专用于下载GPS数据的客户端,它可下载用于GPS数据处理的导航文件、观测文件、精密星历文件、质量检查结果文件以及用于GLOBK计算的h文件等。通过多次长时间的考验,在网络正常的情况下该软件能够较快下载需要的文件,能够提示网络故障并采取相应的处理。本软件已用于北京市地震局GPS台网的数据处理工作之中,基本满足从IGS网站下载数据的要求,对于批量(几个月或一年内)下载数据,其优越性更为明显。(4)对观测数据的编辑和质量检查。对观测文件头部信息的编辑和质量检查等大都采用国际公认的较好的数据处理软件—TEQC,但TEQC基于命令行方式,与用户的交互性不好,不方便使用。作者利用C++绑定GTK技术实现了以上操作的界面化,提高了工作效率。目前只有WINDOWS环境下的QC2SKY软件能够以全星空图方式查看质量检查的结果,这样就限制了在LINUX环境下的应用。针对这种情况,作者在阅读源代码的基础上,采用C++绑定GTK技术在LINUX环境下重新开发了一个全星空图查看程序。首次给出了在LINUX环境下的全星空图查看软件。(5)应用GAMIT/GLOBK软件解算GPS数据。GAMIT软件的配置文件都有固定的数据格式一旦设置出错,在GAMIT计算过程中就会给出错误信息,然后停止运算,有时候通过错误信息并不能直接找到错误的原因,因此正确的设置台站信息文件是很重要的一个步骤;一般编写脚本程序用来调用GAMIT软件模块进行数据处理,但脚本程序基于命令行方式,交互性不强,并且解算不同工程,需要对脚本程序进行修改,不便使用;以上是目前GPS数据处理中存在的问题。作者针对这种情况采用C++绑定GTK技术编写了一个带图形界面的参数文件编辑模块,可直接对文件中的相关信息进行填写,而不必担心格式问题;实现了界面化解算GPS数据,可适用于任何工程解算,在解算的过程中及时地将解算精度存放起来以便解算完毕后查看,这都方便了使用GAMIT软件进行GPS数据处理的工作。(6)解算结果后处理模块的实现。对GPS数据解算结果的后处理部分,作者主要实现了界面化数据提取,解算结果文件的编辑,利用GMT绘图软件绘制时间序列图和计算三角形面积等功能。这对分析GAMIT/GLOBK解算结果提供了一个便利的工具。(7)北京市土层GPS连续站数据的初步利用。作者在处理北京地区GPS连续站的数据过程中,发现京郊一些土层连续站水平分量变化和基岩站差别不大,垂直分量与基岩站不完全一致。本文利用北京地区GPS连续站的观测数据结合北京地区周围10个IGS站,用GAMIT软件进行解算,分析了土层连续站数据在地震研究使用中所存在的问题。