南极IGS基准站坐标时间序列分析.pdfVIP

第 5期 矿 山 测 量 NO．5 2015年 10月 MINE SURVEYING 0ct．2Ol5 doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2015．05．008 南极 IGS基准站坐标 时间序列分析 王 默 然 (华北理工大学 矿业工程学院，河北 唐山 063009) 摘要 ：文中通过分析南极地 区9个 IGS基准站坐标 时间序 列的数据质量，提 出了坐标 时间序列研 究 时段的选取标准。同时采用线性拟合、方差齐性分析、自相 关分析和周期功率谱分析等方法分别研 究了各站点运动趋势、坐标时间序列噪声特性及高程分量的周期特性等内容 ，并得到相关结论。 关键词-IGS；坐标时间序列；残差；周期项 中图分类号 ：P228 文献标识码 ：B 文章编号 ：1001—358X(2015)05—0024—04 IGS基准站坐标 时间序列为大地测量及地球动 力学研究提供 了大量 的基础资料 。对其进行分析 ， 可 以获得站点精确的运 动趋势 ，从 而可 以更深入研 究造成站点运动的内部机制。 全球范围内关于 IGS基准站坐标时问序列的研 究已经很多 ，但对于南极地区 IGS基准站坐标时 间 序列的研究相对较少。主要原因是南极地区的 IGS 基准站与其他地区相 比，具有很多不同特性。如大 高度角卫星较少 、卫星连续可视时间短 ，加之南极地 区地理环境的特殊性 ，导致观测过程 中产生 的多路 图 1 南极 IGS基 准站 径误差和电离层延迟也更加复杂…。 表 1 IGS站点位置及观测时段 本文主要 目的是对南极 IGS基准站坐标时间序 列数据的质量分析 、站点运动趋势分析 、坐标时问序 列噪声特性及高程分量周期项分析。 1 南极 IGS数据 1．1 原 始 数据 截至2014年 ，在南极地 区建立 的 IGS基准站 已 有9个 ，均匀分布在南极洲海岸线 附近 ，如图 1。获 得的数据为 SOPAC(ScrippsOrbitandPermanentAr— rayCenter)提供的自1994以来各站点连续观测的单 天解数据。各站点的经纬度，观测时间段及时间序 连续性很差 ，数据整体缺失率达到 20％以上 ，不适合 列的相关信息见表 1。 进行长时间尺度的分析研究 ；②JGS基准站坐标分量 1．2 研 究用数 据 时间序列信号 的整体噪声分别在 2003年和2009年 对于时间序列的研 究，一般认为连续观测数据 前后出现了不同程度的减弱。 时间段越长越有利于提取准确有价值的信息。通过 对于缺失时间段过大的时间序列很难将其恢复 对各个站点原始坐标 时间序列的观察 (这里仅列出 至原来面貌 ，所 以选用的研究数据 中不能包含缺失 SYOG，如图2)，不难发现 ：①南极 IGS基准站部分站 时间段过大 的时间序列。为 了提高研究可靠性 ，定 点数据缺失严重或观测年 限不足，DUM1、MAW1、 义 IGS坐标时间序列分析中时段选取标准如下 ： OHI2、VESL四个站点的时间序列 (1)研究时段 内数据缺失量不能大于 5％； 24 第