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1.
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
2.
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
3.
地震仪灵敏度参数的精度直接决定了地动量记录恢复的准确度.在中国国家地震台网的四个台站布设了多套参考地震仪,分别用地震事件和地脉动噪声作为信号源,用相关分析方法计算了在线地震仪相对于参考地震仪的灵敏度.结果表明:地震事件和地脉动噪声在垂直、南北、东西三个分量均可稳定获取在线地震仪灵敏度的可靠估计,并且两种方法表现出良好的一致性.对于无法中断观测的在线地震仪而言,本文提出的利用地脉动噪声相关分析估计仪器灵敏度是一个有效方法.在测试的四个台站中,蒙城台和九江台两个台站部分分量灵敏度误差超过3%,其中蒙城台的垂直向和南北向误差将近 10%.分析结果表明,对中国国家地震台网地震仪的灵敏度进行普查非常有必要,这项工作对提高我国地震台站的观测数据质量具有重要意义. 相似文献
4.
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
5.
基于云计算的九分量噪声互相关函数计算及其在China Array密集台阵数据的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
提出一种基于云计算的九分量噪声互相关函数的计算方法,可以利用弹性的云计算服务,实现海量噪声互相关函数计算的分解和加速。本文将此技术应用于"中国地震科学台阵探测——南北地震带北段"674个宽频带台站2014~2015年的三分量连续记录,获取了所有台站间的九分量噪声互相关函数。总体计算共完成了约22万条台站对路径上近14.9亿条单天互相关函数的计算,整体平均耗时约为10.2h,完成等量计算,传统计算模式需要耗时近6个月,基于云计算的NCF计算技术实现了近400倍的加速,并可以弹性地扩充。分析了所得九分量噪声互相关函数中瑞利面波的ZH振幅比,并与天然地震中瑞利面波的振幅比进行了比较,验证了计算结果的可靠性。基于云计算的噪声互相关函数计算方法,为利用现代计算技术处理海量数据提供了重要参考。 相似文献
6.
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
7.
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
8.
利用华北科学探测台阵180多个宽频带台站2007年的连续记录,得到了台站之间噪声互相关函数.通过对三个分量记录的相关运算,获得了Rayleigh波和Love波的经验格林函数,分析了其信噪比随周期的变化和高信噪比台站对的方位分布.利用经验格林函数的非对称性和聚束方法,研究了华北科学探测台阵地震噪声的方位分布,及其季节变化特征.尽管噪声源的分布随季节有轻微变化,但全年的分析结果表明,10～32 s周期内华北台阵的地震噪声源在各个方向上的分布近于均匀,这为利用噪声成像提供了理论前提. 相似文献
9.
大规模流动地震台阵技术发展为高分辨率深部结构成像提供了重要基础,背景噪声是影响流动地震观测质量的关键因素. 为掌握流动地震观测噪声规律,发展流动地震观测降噪技术, 编制流动地震观测技术规范, 我们开展了针对不同台基流动地震观测背景噪声的观测实验与分析. 其中,山西省临汾市五个地点架设了共22个对比观测台站, 进行了超过一年半的连续观测. 通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度, 研究了不同场地条件和环境噪声下流动地震观测台站的噪声特征及其台基响应,分析了不同台基处理方式对噪声的抑制效果. 结果表明:(1)高频人为噪声和长周期自然噪声是影响流动地震观测质量的主要噪声, 可以通过增加台基深度和改善台基处理方式等方法降低其影响; (2)增加台基深度能有效地降低长周期噪声和高频噪声, 2 m深坑能使高人为噪声台站各分量的高频频段和长周期频段分别降低5 dB和10 dB; (3)由于其不稳定性, 沙子台基的水平分量在长周期频段一般要高于摆墩台基5 dB, 流动地震观测中推荐使用摆墩台基; (4) 台站位置、台站内部温度和空气流动都是影响台站噪声的重要因素. 在此基础上提出了不同场地条件和噪声环境下的台基处理建议和适合国情的移动地震台阵台站建设参考方案, 有助于流动地震观测野外工作的标准化和规范化. 相似文献
10.
《地震研究》2016,(3)
基于2010~2014年云南地区25个GPS连续观测站的三维站坐标时间序列结果,通过不同噪声模型对其进行分析,结果表明:各坐标分量具有不同的噪声特性且最优噪声模型存在多样性,闪烁噪声+白噪声和幂律噪声+白噪声为该区主要的噪声模型,垂向分量最优噪声模型的分布表现出以NW向红河断裂带为分界的地域性。噪声模型与测站运动参数的定量分析表明,噪声模型对测站速度不确定度和年周期振幅不确定度影响较大,有色噪声模型下的速度不确定度和年周期振幅不确定度分别是白噪声模型下的3~7倍和2~3倍;噪声模型对速度及年周期振幅产生少量影响,有色噪声模型和白噪声模型下的线性速度估值偏差一般小于1 mm/a,少数测站垂向分量差异超过1 mm/a,年周期振幅估值偏差一般小于0.5 mm/a,且垂向分量偏差大于水平分量,东向分量偏差大于北向分量。 相似文献
11.
Fractal velocity models in refraction seismology 总被引：4，自引：0，他引：4
The introduction of noise components to a simple crustal velocity model is shown to markedly affect the appearance of synthetic seismograms calculated according to ray theory applied to refraction experiments. Here we simulate noise by a self-similar process with a power spectral density which falls off as inverse wavenumber to a simple power (0–2). The major effect is to destroy the coherency of the arrival branches normally expected from deterministic velocity models; the arrival amplitudes also show large trace-to-trace variations and considerable sensitivity to shot position. Some of these differences can be ascribed to the variety of noise model chosen (i.e., white noise, flicker noise and brown noise). It is argued that there is no clear distinction between coherent noise and geological structure. 相似文献
12.
《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
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
14.
利用香港GPS连续运行参考站网络2001年1月至2007年8月的观测资料,全面深入地分析了12个基准站坐标序列特征.本文采用主成分空间滤波算法去除公共误差,来提高坐标序列的信噪比,并采用最大似然估计准则定量估计滤波后坐标序列的噪声特性,计算了地球表面质量负荷（包括大气、非潮汐海洋、积雪和土壤水）对香港GPS基准站坐标序列的影响.研究结果表明：香港GPS基准站坐标序列具有高度的空间相关性,其公共误差具有较强的季节性变化特征;地表质量负荷变化引起的香港地壳形变可以解释公共误差序列中约为3mm的垂向周年变化,经过质量负荷改正后的公共误差序列与高阶电离层误差高度相关;滤波后坐标序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声模型来描述,顾及闪烁噪声所计算的速度误差要比只考虑可变白噪声计算的速度误差大2~6倍;基准站间存在达1.5 mm/yr的相对水平运动,揭示香港地区存在活动断层;部分基准站坐标具有明显的振幅为1～2 mm本地季节性变化,所有测站的残差序列也表现出强烈的季节性变化. 相似文献
15.
In this paper,we analyze the time series of site coordinates of 27 continuously monitoring GPS sites covered bythe Crustal Movement Observation Network of China over the whole country.The data are obtained in the periodfrom the beginning of the observation to the November of 2005.On the basis of data processing,we analyze thepower spectrum density of coordinate component noise at each site and calculate the spectral indexes manifestingthe noise property of each component.The spectral indexes indicate that for most sites,the noise of time series ofeach coordinate component can be addressed by the model of white noise flicker noise;and for a small amountof sites,it can be described by the model of white noise flicker noise random walk noise.We also quantita-tively estimate each noise component in the model by using the criterion of maximum likelihood estimation.Theresult shows that the white noise in the time series of GPS site coordinates does not constitute the main part ofnoise.Therefore,the error estimation of site movement parameters is usually too small,or too optimistic if weconsider the white noise only.Correspondingly,if this factor is not fully considered in explaining these movementparameters,it might mislead the readers. 相似文献
16.
震源定位是微地震监测技术要解决的主要问题.目前,井下微地震监测多采用走时拟合法计算震源位置.常规方法受到环境噪声、初至拾取误差、速度模型误差等因素的影响,定位结果存在一定误差.为了提高定位精度,本文提出了一种改进的基于网格搜索的微地震震源定位方法.本文方法根据P波的偏振特征参数计算概率密度函数求取震源方位角,并采用改进的目标函数和搜索算法计算震源的径向距离和深度.模型数据和实际资料的处理结果表明,本文方法具有较强的抗噪性,计算得到的震源方位角更加接近真实值;与常规目标函数相比,本文方法采用的目标函数具有更好的收敛性,其定位结果受初至拾取误差和速度模型误差的影响更小;本文提出的搜索算法能够消除由于错误拾取造成的观测到时中的异常值对定位结果的影响. 相似文献
17.
The wavenumber iterative modelling (WIM) method was first introduced to estimate the static corrections for 2D land profiles by performing first-break inversion in the wavenumber domain. The WIM algorithm presents some useful advantages, of robustness, stability and flexibility. Robustness is obtained by intensive exploitation of all the available data and by application of an automatic function for mispick removal. Stability is the result of an iterative procedure that ensures convergence towards a stable and plausible solution even at the end of the profile where the problem is normally ill-posed. Finally, flexibility is due to the possibility of solving for multilayered structures and of estimating vertical gradients of the velocity.This work extends the WIM method to three dimensions. The extension is feasible because the three-dimensional (3D) problem can be decomposed into a number of small independent problems, one for any pair of wavenumbers k x , k y . The extension preserves the above-mentioned advantages. The parameters of the estimated model are affected differently by noise: the analysis of the input/output noise transfer function demonstrates that the high spatial frequencies of the velocity distributions are the components that are most affected by noise; thus, the algorithm includes a gradual damping of the higher wavenumbers of the velocity parameter. Although the WIM 3D algorithm requires a larger amount of RAM compared with other standard approaches, considerable reduction in CPU run time can be achieved as every wavenumber pair can be treated as an independent linear problem. 相似文献
18.
2006年中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(100°E～105°E, 26°N～32°N)布设了由297个宽频带地震台组成的密集流动地震观测台阵.本文利用川西流动地震台阵29°N以北地区的137个台站2007年1月至2008年10月的连续三分量地震环境噪声记录,研究了汶川地震震前震后地壳速度变化特征.借助川西台阵的密度优势,我们针对单台三分量噪声自相关函数和单台不同分量间的互相关函数,利用互谱移动窗技术,在0.33～1 Hz频带范围内测量了经过50天滑动平均的相关函数与长时间平均参考相关函数的走时变化率,进而求得地壳浅部速度随时间的相对变化,并得到其空间分布特征.本文结果表明,利用环境噪声自相关方法可以得到与互相关方法基本一致的同震速度变化分布图像,同震速度变化分布与同震体应变具有明显相关性.具有更高空间分辨率的噪声自相关研究进一步发现,在鲜水河断裂和龙门山断裂交汇区存在同震速度增加区,这个区域与同震库伦应力变化和地表形变观测预测的周边断层库伦应力增加区一致.我们的研究发现,同震库伦应力增加效应的持续时间大约为2个月左右,在此之后,区域应力场逐渐恢复为普遍的应力下降. 相似文献