CORS系統(tǒng)在地表形變監(jiān)測中的應用研究
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【摘要】:2010年12月,我國首次提出了“地理國情監(jiān)測”的概念。而GPS觀測技術(shù)在地球物理研究中已有多年的歷史,積累了大量的GPS數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)成功應用于地殼水平運動觀測研究,為研究中國大陸現(xiàn)今地殼運動乃至震情預測提供了極其重要的資料。CORS(Continuously Operating Reference System)系統(tǒng)可以獲取連續(xù)不問斷的GPS觀測數(shù)據(jù),在地表形變監(jiān)測中具有無可比擬的優(yōu)勢。由于GPS觀測數(shù)據(jù)在高程方向上的噪聲比水平方向上的噪聲大,受到各種因素的影響,導致CORS系統(tǒng)在地殼垂直運動方面的應用受到一定的限制。本論文擬研究CORS站點坐標高程分量的周期性運動規(guī)律,提取真實的地表形變信息,對CORS站點坐標的周期性變化規(guī)律定性的進行成因分析。并結(jié)合JSCORS和美國加利福尼亞州CORS多年的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)為例進行實例分析。本論文主要有以下研究內(nèi)容:(1)研究了對CORS站點連續(xù)缺失的數(shù)據(jù)進行插值的方法。分別就拉格朗日插值法、三次樣條曲線插值法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對CORS缺失數(shù)據(jù)的插值效果進行了對比研究。結(jié)果表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的插值效果最佳,為CORS站點數(shù)據(jù)連續(xù)缺失較多的情況提供了一個較好的解決方案。(2)分析了CORS站點高程方向時間序列的周期變化規(guī)律。分別采用功率譜分析和小波變換的方法,從時域和頻域兩方面來研究CORS站點高程方向時間序列的周期變化規(guī)律。首先提取時間序列的線性趨勢項,然后對處理后的平穩(wěn)的時間序列進行分析。通過分析發(fā)現(xiàn)大部分的CORS站點存在以年和半年為周期的周期性運動,尤其以年周期運動為主。(3)建立了CORS站點高程方向上的時間序列預報模型。首先介紹了目前比較常用的多項式擬合函數(shù)模型和時間序列模型,然后將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法與時間序列模型進行融合,建立了一個新的預測模型,并通過實例對三種模型的預報精度進行了對比,結(jié)果表明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與時間序列的融合模型效果最優(yōu),提高了預報的精度。(4)研究了影響CORS站點高程方向上時間序列周期性變化的因素,從海洋潮汐、大氣壓強、基巖熱膨脹等方面進行了定性分析。
【關(guān)鍵詞】:CORS 地表形變 功率譜分析 時間序列 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學位授予單位】:東南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:P228.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-13
- 1.1 研究背景和意義8-9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.3 目前研究中存在的不足11
- 1.3 研究的主要內(nèi)容11-13
- 第二章 時間序列分析方法13-18
- 2.1 時間序列概述13
- 2.2 時間序列常用模型13-14
- 2.3 平穩(wěn)時間序列的數(shù)字特征14-15
- 2.4 時間序列模型建模方法15-17
- 2.5 本章小結(jié)17-18
- 第三章 CORS站點高程時間序列分析18-36
- 3.1 CORS站點原始時間序列分析18-20
- 3.2 數(shù)據(jù)插值方法20-27
- 3.2.1 拉格朗日插值方法20-21
- 3.2.2 三次樣條插值方法21-22
- 3.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值方法22-24
- 3.2.4 不同插值方法效果比較24-27
- 3.3 功率譜分析27-30
- 3.4 小波分析30-35
- 3.5 本章小結(jié)35-36
- 第四章 CORS站點高程時間序列的應用分析36-52
- 4.1 影響高程方向周期性變化的因素分析36-41
- 4.1.1 地球物理因素的影響36-38
- 4.1.2 GPS及數(shù)據(jù)處理因素的影響38-40
- 4.1.3 其他因素的影響40-41
- 4.2 CORS站點高程時間序列預報分析41-48
- 4.2.1 多項式擬合函數(shù)預報分析41-43
- 4.2.2 時間序列ARIMA模型預報分析43-45
- 4.2.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時間序列融合模型預報分析45-48
- 4.3 CORS在地表沉降監(jiān)測中的應用48-50
- 4.3.1 高程控制網(wǎng)水準測量確定的地面沉降48-49
- 4.3.2 JSCORS數(shù)據(jù)確定的地面沉降49-50
- 4.4 本章小結(jié)50-52
- 第五章 結(jié)論與展望52-54
- 5.1 主要工作與結(jié)論52-53
- 5.2 問題及展望53-54
- 致謝54-55
- 參考文獻55-58
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文與取得的學術(shù)成果58
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1 范俊R肌±璋亓
本文編號:330073
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