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1.
利用2010—2015年陆态网络GPS连续观测站的三维站坐标时序资料, 在采用最大似然估计MLE方法计算得到云南地区GPS基准站三维站坐标分量最优噪声模型的基础上, 进一步定量对比分析了有色噪声和白噪声模型下陆态网络GPS连续站速度场稳定性与时间序列长度的关系。 结果表明: 在闪烁噪声模型下, 中国大陆大部分地区GPS连续站1 a时段的速度不确定度大。 而随着时间的逐年累积, 闪烁噪声模型下的速度不确定度与同时段白噪声模型下的差异逐步减小, 闪烁噪声模型下3～4 a时段的速度不确定度与同时段白噪声模型的差异小于0.2 mm。 研究说明在有色噪声模型下要获得高精度的速度场需要3～4 a的观测数据, 白噪声模型下GPS速度场精度可靠可信的前提是采用不少于3～4 a的数据。 相似文献
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澳大利亚GPS坐标时间序列跨度对噪声模型建立的影响分析 总被引：2，自引：0，他引：2
坐标时间序列跨度对噪声模型建立存在较大影响。本文利用澳大利亚板块内10个连续GPS测站1998年1月至2009年7月的观测资料，采用4种策略分别以2.5年和递增的时间间隔，全面深入地分析了10个坐标时间序列的噪声特性变化，以及对应的速度及其不确定性的变化情况。通过分析10测站的噪声特性，发现采用假设白噪声加闪烁噪声组合的噪声模型与采用假设幂律过程的噪声模型具有等效性，其速度不确定性从时间跨度～9.5年开始趋于并且优于～0.2mm／a。同时，结果表明：采用长于9.5年的时间序列可以改善噪声对位置时间序列中速度以及不确定性的影响；并且在该区域不适合采用去除共模误差的空间滤波方法对时间序列进行处理；描述这些时间序列水平分量的最优随机模型为采用白噪声和闪烁噪声的组合。 相似文献
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CGCS2000(中国地心坐标系统2000)下CORS(全球导航卫星系统连续运行参考站)站的非线性运动主要受到地壳非构造形变信息、框架点公共误差信息和观测误差信息的组合影响,分析我国CORS站坐标时间序列中包含的非线性运动信息是维护CGCS2000坐标框架精确性、可靠性的基础.本文研究方法首先采用国际卫星对地观测数据及相关地球物理模型,计算了由质量负荷效应造成的地壳非构造形变, 并以此修正了这些非构造形变对国家CORS站坐标时间序列的影响.其次采用主成分空间滤波算法(PCA)提取质量负荷改正后的CGCS2000坐标框架公共误差(Common Mode Errors, CME)的时空特性.最后采用最大似然法定量估计了负荷改正和滤波后的国家CORS网坐标时间序列的噪声特性,采用加权最小二乘法评定了考虑不同噪声影响的CGCS2000框架下的国家CORS网年速度估值和实际精度. 相似文献
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分析了中国地壳运动观测网络在全国布设的27个GPS连续站开始运行以来至2005年11月的站坐标时间序列. 在对数据进行清理的基础上， 分析了各站坐标分量噪声的功率谱密度， 计算了表征各分量的噪声特性的谱指数. 谱指数显示， 大部分站的各坐标分量时间序列的噪声可以用白噪声+闪烁噪声的模型来描述， 少部分则可用白噪声+闪烁噪声+随机漫步噪声的模型来描述. 采用最大似然估计准则， 定量估计了模型中的各噪声分量. 结果表明， GPS站坐标时间序列中白噪声甚至不是噪声的主要成分. 因此， 仅顾及白噪声得到的测站运动参数的误差估计， 实际上是过高的， 或者说是过于乐观的. 相应地， 对这些运动参数作出解释时， 如果不充分考虑这一因素， 有可能会对读者产生误导. 相似文献
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有色噪声广泛存在于各种连续GPS站坐标时间序列,对GPS时间序列分析有重要影响.利用GAMIT/GLOBK软件解算了南极半岛地区8个GPS测站2010—2014年的实测数据,对坐标时间序列使用主分量分析法(PCA)进行了空间滤波,利用CATS软件估计了不同噪声模型下和空间滤波前后的噪声量级、站坐标时间序列参数及其不确定度,最后对南极半岛地区水平和垂向的形变模式进行了分析和讨论.结果表明,南极半岛地区GPS时间序列不仅存在白噪声,还存在较大量级的闪烁噪声,部分测站E方向在滤波前可能存在随机游走噪声;空间滤波能够有效降低这三种噪声的量级,从而有效减小线性项和周期项估计的不确定度;南极半岛地区在水平方向主要表现为板块运动,还可能存在局部性构造运动;在垂直方向上由冰川均衡调整(Glacial Isostatic Adjustment,GIA)因素引起的抬升较小,主要表现为现今冰雪质量损失引起的弹性抬升运动. 相似文献
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以云南地区27个GPS基准站坐标时间序列为研究对象，使用赤池信息量和贝叶斯信息量估计准则（AIC/BIC）对其进行噪声分析，计算并扣除时间序列中大气负载、非潮汐海洋负载和水文负载3种环境负载引起的位移量，得到各基准站分量在环境负载改正前后的最优噪声模型。结果表明，部分基准站分量经过负载改正后最优噪声模型会发生变化，改正前后的大部分基准站噪声特性均体现为闪烁+白噪声和幂律噪声。环境负载对基准站的垂向位移影响比水平向更为显著，水文负载成为影响基准站的最大因素，最大位移量达到厘米级。分析环境负载改正前后噪声特性的变化表明，环境负载改正在U分量上的影响最大，N分量次之，E分量最小，噪声模型的变化在地域上并未呈现明显规律。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(6)
对中国区域10个IGS站高程时间序列的季节性信号和长期趋势进行了分析.首先,对SOPAC提供的原始GPS时间序列进行中断探测、粗差剔除以及共模误差剔除等预处理.由于GPS时间序列中的季节性信号具有调制特性,本文采用一种"两步法"策略进行实测数据分析,即首先利用基于局部加权回归的季节项-趋势分解(STL)提取精确的季节性号,然后再对扣除季节性信号后的残差采用最大似然估计法估计其长期趋势.通过对中国区域10个IGS站预处理后的数据分析,结果表明上述各IGS站高程方向均表现出强烈的季节性变化,且部分测站季节性信号的相位和振幅均发生明显的调制变化.同时,在估计长期趋势之前,采用Kendall’tau test对扣除季节性信号后的残差序列进行了趋势显著性检验,结果表明在99%的置信区间内所有测站均存在显著的趋势;进一步采用附加季节项和趋势进行断点检验(BFAST test)证实在95%的置信区间内测站TCMS和TNML的趋势分别在历元2009.5384和2009.1493发生了显著改变.根据检验结果,最后本文利用最大似然估计,计算了白噪声+闪烁噪声模型下各IGS站的速度及其不确定度,并与SOPAC的结果进行了分析和比较. 相似文献
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共模误差是GPS台站位置时间序列中的主要误差源之一，分离和消除共模误差可以探测到原先淹没在噪音中的微弱信号。本文对中国260个卫星导航定位基准站2011～2018年的数据进行处理，获得了位置时间序列，采用主成分分析（PCA）方法对其扣除构造运动等形变信号后的残差序列进行区域共模误差分析。结果表明，PCA方法有效地提取了中国区域共模误差，经过滤波后时间序列的信噪比明显提高，第一主分量空间分布均一，第二主分量空间分布呈现明显的梯度变化，表明第二主分量不是少数台站的局部效应，是对第一主分量的补充和修正，中国区域的共模误差分析不能忽略二阶分量。对振幅调制的影响进行了对比分析，发现顾及振幅调制的共模误差不仅明显减弱了年周期的特征，还显著降低了闪烁噪声，表明由于参数过于简化而未被估计的“信号”会演变成共模误差，未被正确模型化的“信号”会影响区域滤波的准确性。 相似文献
10.
为探索地震事件对GPS坐标时间序列的长周期影响,对汶川地震前后四川GPS观测网络长约10年的解算成果进行了多参数模型噪声特征分析.基于最大似然估计方法和频谱特性分析,提取了地震前后各测站坐标序列中的噪声分量,使用Λ-统计检验,得出"白噪声+闪烁噪声"模型可以作为四川GPS区域观测网络的最优噪声组合模型,同时,地震事件使得地震前后GPS噪声分量中的白噪声、闪烁噪声、随机游走噪声等发生显著改变,说明传统谱噪声分析中简单地将地震数据拼接在一起并进行统一处理的模式并不可取;使用共模误差分析方法、区域速度场变化趋势等信息对地震前后噪声模型的改变成因进行了初步的物理解析. 相似文献
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《中国科学:地球科学(英文版)》2015,(4)
The span of coordinate time series affects the determination of an optimal noise model. We analyzed position data recorded for 10 continuous Global Positioning System(GPS) sites from 1998.0 to mid-2009 on the Australian Plate to estimate the best noise model and thereafter obtain the true uncertainties of the velocity, employing the maximum likelihood estimation(MLE) method. MLE was employed to analyze the data in four ways. In the first two analyses, the noise was assumed to be a combination of flicker noise and white noise for the raw time series and spatially filtered time series. In the final two analyses, the spectral indices and amplitudes were simultaneously estimated for a power law noise plus white noise model for the raw time series and spatially filtered time series. We conclude that the noise model of GPS time series in Australia can be best described as the combination of flicker noise and white noise. Velocity uncertainties fall below ~0.2 mm/yr when the time span exceeds ~9.5 years. A comparison of noise amplitudes and maximum likelihood estimation values between the raw and spatially filtered time series suggests that traditional spatial filtering to remove common-mode errors might not be applicable to the raw time series of this region. 相似文献
12.
共性误差是区域连续GPS网络中存在的一种与时空相关的主要误差源.对区域网络使用空间滤波能够有效减小这种误差并改善坐标时间序列的精度.本文使用GAMIT/GLOBK 10.5软件解算南极半岛区域11个GPS测站2010—2014的数据,各测站独立估计的单天解组成坐标时间序列.利用堆栈法(stacking)、主分量分析法(principal component analysis,简称PCA)和Karhunen-Loeve展开法(KLE)对其进行空间滤波,在利用PCA和KLE方法进行空间滤波时,使用前两个主分量作为共有模式分量.结果表明:三种方法均能有效提取南极半岛区域共性误差,PCA方法的滤波效果明显优于stacking方法,略微优于KLE方法;空间滤波能够有效减小残差时间序列的振幅、功率和RMS;对坐标时间序列进行空间滤波能够有效降低其线性项和周期项误差,从而提高线性项和周期项估计的精度.共性误差的谱分析结果显示在U方向上存在9.4天、13.7天等短周期的信号,推测共性误差组成成分中可能含有与海潮相关的误差源. 相似文献
13.
Each of the GPS time series that describes the changes of topocentric components consists of a deterministic and a stochastic part, whose character influences the errors of the deterministic parameters. As to the uncertainties of reliable velocities of permanent satellite station systems, surveys that estimate and take into account any dependencies that may affect subsequent operational efficiency are very important. For this analysis, we used 42 stations from the IGS (International GNSS Service) network from Europe, processed at the Military University of Technology EUREF Permanent Network Local Analysis Centre (MUT LAC). The deterministic part of the GPS time series was removed using the least squares method. The seasonal periods in topocentric components were determined assuming the existence of the residual Chandler oscillation (1.67 cpy), as well as the annual tropical (1 cpy) and draconitic (1.04 cpy) oscillations with their harmonics up to 4th. We assumed the character of the residue as a combination of white and powerlaw noise. The obtained results show, that in the case of the European sub-network of IGS stations we are dealing with the coloured noise between white and flicker noise with the amplitudes between 3 to 6 mm/year-k/4 for horizontal components and between 6 to 15 mm/year-κ/4 for the vertical ones, where κ is a spectral index. Finally, we showed that the amplitudes and spectral indices of noise are reduced after performing a spatio-temporal filtering. All the elicited results referred to the uncertainties of velocities by estimating them before and after filtration and the simulation of their values for different lengths of the time series. 相似文献
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分析了中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列中相关噪声的特性.利用最大似然估计反演了幂指数噪声的谱指数;考察了多种噪声模型,发现除闪烁噪声之外,约50%台站的东分量中的相关噪声可用"随机漫步噪声+一阶高斯-马尔可夫噪声"模型来描述,与其它分析机构产出的全球解并不一致,显示出处理策略的不同能够造成相关噪声的差异.白噪声和闪烁噪声的大小存在明显的地理分异,东南沿海台站的噪声要大于西北内陆台站.考虑相关噪声时,各站的速率估计方差要增大一个数量级以上,水平分量多在1mm/a以内,而垂向分量则较大. 相似文献
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Analysis of seasonal signals and long-term trends in the height time series of IGS sites in China 总被引：1，自引：0，他引：1
The seasonal signal and long-term trend in the height time series of 10 IGS sites in China are investigated in this paper. The offset detection and outlier removal as well as the removal of common mode error are performed on the raw GPS time-series data developed by the Scripps Orbit and Permanent Array Center (SOPAC). The seasonal-trend decomposition procedure based on LOESS (STL) is utilized to extract precise seasonal signals, followed by an estimation of the long-term trend with the application of maximum likelihood estimation (MLE) to the seasonally adjusted time series. The Up-components of all sites are featured by obvious seasonal variations, with significant phase and amplitude modulation on some sites. After Kendall’s tau test, a significant trend (99% confidence interval) for all sites is achieved. Furthermore, the trends at sites TCMS and TNML have significant changes at epochs 2009.5384 and 2009.1493 (95% confidence interval), respectively, using the Breaks For Additive Seasonal and Trend test. Finally, the velocities and their uncertainties for all sites are estimated using MLE with the white noise plus flicker noise model. And the results are analyzed and compared with those announced by SOPAC. The results obtained in this paper have a higher precision than the SOPAC results. 相似文献
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Continuous Global Positioning System (CGPS) position time series from eastern North America constrain the pattern and magnitude of regional crustal deformation. Initial analysis delineates consistent uplift patterns, as expected from glacial isostatic adjustment (GIA) predictions, but the associated horizontal deformation is not definitive, in part due to the short time periods for a significant number of the available stations. We employ an eigenpattern decomposition in order to define a unique, finite set of deformation patterns for this continuous GPS data. Similar in nature to the empirical orthogonal functions historically employed in the analysis of atmospheric and oceanographic phenomena, the method derives the eigenvalues and eigenstates from the diagonalization of the correlation matrix using a Karhunen–Loeve expansion (KLE). The KLE technique is used to identify the important modes in both time and space for the CGPS data, modes that potentially include signals such as horizontal and vertical GIA, tectonic strain, and seasonal effects. Here we filter both the vertical and horizontal velocity patterns on different spatiotemporal scales in order to study the potential geophysical sources, after the removal of correlated and random noise. The method is successful in disaggregating the linear vertical signal from more variable and less spatially correlated signals. The vertical and horizontal results are compared to the predictions of the ICE-3G GIA loading model with a number of plausible mantle viscosity profiles. The horizontal velocity analysis allows for qualitative differentiation between several potential GIA models and suggests that, with longer time series, this technique can be employed to remove correlated noise and improve estimates of crustal strain patterns and their sources. 相似文献