本文選題：GPS + 環(huán)境因素��； 參考：《山東理工大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：環(huán)境因素變化導(dǎo)致地表發(fā)生形變,環(huán)境因素對(duì)地表垂直位移的影響約幾十毫米,對(duì)水平位移的影響為垂直位移的1/3—1/10。環(huán)境因素對(duì)地表位移的影響嚴(yán)重制約GPS定位精度,因此在精度要求較高的空間大地測(cè)量時(shí)必須剔除GPS時(shí)間序列中環(huán)境因素引起的臺(tái)站位移。本文基于彈性地球的地表負(fù)荷理論,采用最新的大氣、非潮汐海洋、溫度和陸地水?dāng)?shù)據(jù),利用負(fù)荷格林函數(shù)或球諧函數(shù)將環(huán)境因素與臺(tái)站GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積積分,分析了環(huán)境因素引起的中國地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的24個(gè)GPS基準(zhǔn)站的位移變化。并對(duì)山東省6個(gè)GPS基準(zhǔn)站進(jìn)行了全球性環(huán)境因素改正和站點(diǎn)周邊環(huán)境因素分析,最后將大氣負(fù)荷、陸地水負(fù)荷和非潮汐海洋負(fù)荷進(jìn)行了環(huán)境總負(fù)荷改正擬合,分析了GPS位移的季節(jié)性變化特征。研究表明：環(huán)境因素對(duì)GPS基準(zhǔn)站定位結(jié)果的影響主要體現(xiàn)在高程方向,對(duì)東方向和北方向位移影響較小。大氣負(fù)荷對(duì)中國地殼監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的24個(gè)GPS基準(zhǔn)站垂直位移影響最大可達(dá)16mm,水平位移的影響最大為5mm；非潮汐海洋的影響最大為4mm,溫度效應(yīng)引起的GPS基準(zhǔn)站垂直位移最大為lmm。環(huán)境因素引起的GPS基準(zhǔn)站垂直位移變化具有明顯的周期性,大氣負(fù)荷、非潮汐海洋負(fù)荷周年初相位出現(xiàn)在8月份和9月份,半周年初相位出現(xiàn)在12月份和1月份；而溫度、大氣濕度、陸地水和地下水周年初相位出現(xiàn)在12,1月份,半周年初相位出現(xiàn)在8,9月份,這與我國氣候的季節(jié)性特征相吻合。大氣濕度對(duì)山東省GPS基準(zhǔn)站垂直位移的影響最大可達(dá)7mm,地下水對(duì)山東省GPS基準(zhǔn)站垂直位移的影響最大可達(dá)5mm。對(duì)山東省大氣負(fù)荷、非潮汐海洋負(fù)荷、陸地水負(fù)荷進(jìn)行了改正并將總環(huán)境負(fù)荷改正的擬合與原始GPS殘差進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素改正可以較好的解釋山東省GPS基準(zhǔn)站垂直位移變化,對(duì)山東省臺(tái)站垂直位移誤差影響約為80%,并進(jìn)一步分析環(huán)境負(fù)荷改正與原始GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)偏差產(chǎn)生原因。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處：采用最新的全球環(huán)境資料,系統(tǒng)的研究大氣負(fù)荷、非潮汐海洋負(fù)荷、溫度效應(yīng)對(duì)中國構(gòu)造大陸24個(gè)GPS基準(zhǔn)站位移影響,研究結(jié)果可以解釋GPS觀測(cè)結(jié)果代表真實(shí)的地殼形變程度,為GPS數(shù)據(jù)處理和分析提供參考；首次利用山東地區(qū)GPS基準(zhǔn)站周邊環(huán)境因素(大氣濕度、地下水),研究GPS基準(zhǔn)站周邊環(huán)境因素對(duì)站點(diǎn)垂直位移的影響,研究結(jié)果可為相關(guān)區(qū)域提供參考。
[Abstract]:The change of environmental factors leads to the deformation of the surface. The influence of environmental factors on surface vertical displacement is about tens of millimeters, and the influence on horizontal displacement is 1 / 3 to 1 / 10 of vertical displacement. The influence of environmental factors on surface displacement seriously restricts the positioning accuracy of GPS. Therefore, the station displacement caused by environmental factors in GPS time series must be eliminated in space geodesy with high precision. Based on the surface load theory of the elastic earth, using the latest atmospheric, non-tidal ocean, temperature and land water data, the environmental factors are convolution with the GPS data by using the load Green's function or spherical harmonic function. The displacement changes of 24 GPS reference stations in China crustal movement monitoring network caused by environmental factors are analyzed. The global environmental factors correction and the surrounding environmental factors analysis of six GPS reference stations in Shandong Province are carried out. Finally, the total environmental load correction is carried out by fitting the atmospheric load, land water load and non-tidal ocean load. The seasonal variation characteristics of GPS displacement are analyzed. The results show that the influence of environmental factors on the positioning results of GPS datum station is mainly reflected in the elevation direction, but it has little effect on the displacement in the east and north directions. The influence of atmospheric load on the vertical displacement of 24 GPS reference stations in China's crustal monitoring network is 16mm, and the maximum effect of horizontal displacement is 5mm, while that of non-tidal ocean is 4mm, and that of GPS reference station caused by temperature effect is lmm. The change of vertical displacement of GPS datum station caused by environmental factors has obvious periodicity. The beginning phase of atmospheric load and non-tidal ocean load appears in August and September, the half week early phase appears in December and January, and the temperature, The early phase of atmospheric humidity, land water and groundwater appears in December January and the first half week phase in August and September, which is consistent with the seasonal characteristics of climate in China. The maximum effect of atmospheric humidity on vertical displacement of GPS reference station in Shandong Province is 7 mm, and that of groundwater on vertical displacement of GPS reference station in Shandong Province is up to 5 mm. The atmospheric load, non-tidal ocean load and land water load in Shandong Province are corrected, and the fitting of total environmental load correction is compared with the original GPS residuals. It is found that the correction of environmental factors can better explain the vertical displacement variation of Shandong GPS reference station, and the effect on the vertical displacement error of Shandong station is about 80, and the causes of the deviation between the environmental load correction and the original GPS observation data are further analyzed. The main innovations of this paper are as follows: using the latest global environmental data, the effects of atmospheric load, non-tidal ocean load and temperature effect on the displacement of 24 GPS reference stations in the tectonic continent of China are systematically studied. The results of the study can explain that the GPS observations represent the true degree of crustal deformation and provide a reference for the processing and analysis of GPS data. For the first time, the surrounding environmental factors (atmospheric humidity) of the GPS datum station in Shandong region are used for the first time. In this paper, the influence of surrounding environmental factors on vertical displacement of GPS reference station is studied, and the results can provide reference for relevant areas.
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P228.4

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本文編號(hào)：1920013