河南省区域CORS站坐标时间序列分析

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河南地质连续运行参考站系统(CORS)作为CORS系统在地质领域的首次应用,一方面可建立和维持河南地区高精度三维基准,为经济建设提供精确的定位、定向服务,为区域地球动力学和运动学等基础学科研究提供精确参考基准;另一方面向河南区域内的地质领域相关用户提供主流的地质工作服务。自2009年河南地质CORS投入使用以来,受地质构造、板块运动、人为活动等多种因素的影响,CORS基准站的位置处于动态变化的过程中。因此,对河南地质CORS系统进行坐标时间序列分析获取速度场,对系统的评估和地区的稳定性是十分必要的。本文基于河南地质CORS以及河南周边基准站点和中国境内IGS基准站的2016-2018年三年观测数据,对河南区域的噪声特性和速度场进行分析,具体的研究内容及成果主要包括:(1)分析河南地质CORS及河南周边地区基准站点原始观测数据的质量。结果表明:52个基准站的数据完整率均高于95%,L1、L2载波的多路径效应的Mp1、Mp2值均低于0.8,观测数据质量良好,基准站在2016-2018年运行稳定。(2)对观测数据进行基线解算、网平差,生成GPS坐标时间序列。解算后基线的标准化均方根误差均小于0.2,重复性检验加权均方根误差在NEU三个方向分量都非常稳定且数值较小,解算结果良好。生成原始时间序列后,先利用拉依达法对其进行粗差的筛选并剔除,再利用三次样条插值对时间序列中缺失的部分进行了插值补足,生成了清晰、稳定的坐标时间序列。(3)利用最大似然估计法对河南地质CORS系统进行了最优噪声模型估计,计算了白噪声模型、白噪声+闪烁噪声模型、白噪声+随机漫步噪声模型、白噪声+闪烁噪声+随机漫步噪声模型4种噪声模型组合在河南区域的最大似然估计值,对计算结果进行统计分析后,确定了在2016-2018年里最适合河南区域的噪声模型是白噪声+闪烁噪声模型。(4)基于最优噪声模型计算获取了河南及周边地区的速度场以及每一个基准站速度的不确定度。结果表明:河南区域水平方向整体向东南方向运动,东西方向平均速率为向东31.66mm/a,南北方向平均速率为向南10.77mm/a;垂直方向呈现出明显的地域性特征,南部和北部表现为上升趋势,西部、中部和东部则表现出下降的趋势。河南地质CORS系统在2016-2018年稳定性较好,各基准站水平方向上运动方向一致,反映了所在板块的运动趋势,各个基准站点之间并没有明显的相对运动。
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