基于CORS数据的安徽省地壳形变规律特征的研究

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连续运行参考站(Continuous Operating Reference System,CORS)积累的连续稳定的GNSS(Global Navigation Satellite System)观测数据,为研究区域地壳形变提供重要的数据支撑。除此之外,卫星定位技术与现代通信技术的结合,使得其在监测区域构造运动、卫星定轨以及研究冰后回弹等各方面上的应用得以大展身手。GNSS连续观测得到的数据经过精确计算后,可得到一组按照时间顺序排列的基准站坐标序列,其中包含了测站所在区域的构造性运动以及有地球物理效应引起的非线性变化。通过对GNSS时间序列进行建模,一方面可以准确的获取测站的位置以及运动速率,以便建立和维护区域参考框架。另一方面,通过对时间序列中非线性变化的特性研究,能够进一步提高测站坐标和运动速度解算的精度。本文主要工作是:利用GAMIT/GLOBK软件解算了2013年1月-2018年6月近5.5年期间安徽省卫星定位综合服务系统(AHCORS)的观测数据后,通过GNSS坐标时间序列分析方法,分别对AHCORS坐标时间序列共模误差以及该区域速度场进行分析。主要研究内容如下:1.采用GAMIT/GLOBK软件解算AHCORS在2013年1月-2018年6月期间的观测值文件。为了提高数据解算的精度,解算还引入我国及周边地区的5个IGS站的同期观测数据(CHAN、DAEJ、URUM、TCMS、LHAZ),运用GLOBK获取测站相对于ITRF(International Terrestrial Reference Frame)2008框架的坐标时间序列。2.采用主成分分析的方法对AHCORS时间序列进行区域空间滤波,确定共模误差。通过插值计算得到安徽省CORS站点的大气非潮汐负载(NTAL)、海洋非潮汐负载(NTOL)和水文负载(HYDL)单日时间序列,通过分析共模误差序列和地表负载均值序列周年和半周年特征发现,地表负载并不能很大程度上解释共模误差的来源,其他因素比如测站噪声、卫星轨道误差及参考框架定义等对共模误差的影响机制有待进一步研究。通过对空间滤波前后噪声序列的RMS降低率分析得到:滤波对N、E和U方向的RMS降低有明显效果,且对N、E方向的降低效果明显优于U方向。经过对滤波前后的坐标时间序列进行噪声分析,发现该区域共模误差前后WN+FN噪声均占主导地位。3.采用周期图法对AHCORS各坐标分量噪声序列的功率谱密度进行分析,结果表明安徽省CORS测站的最佳噪声模型为WN+FN模型。在考虑有色噪声的情况下,估计ITRF2008框架下三维方向速度场,结果表明AHCORS水平方向平均运动速度为31.72 mm/a,方向为E22.76°S;为了进一步获取AHCORS测站内部相对运动,将水平运动速度从ITRF2008框架转化到相对于欧亚板块的运动速度,结果显示以欧亚板块为参考,平均速度为6.28 mm/a,方向为E2.65°N。垂直方向上以淮河为界呈现出南方隆升,北方沉降的趋势。淮北地区沉降明显,最大沉降速率32.82mm/a,发生在SZDS站,该地区的明显沉降可能是由于近年来地下水与矿产资源的开采所致。
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