新疆陆态网络连续站坐标时间序列分析

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近20年来,我国大陆构造环境监测网络(Crustal Movement Observation Network of China,CMONOC)的连续运行参考站(continuous operating reference stations,CORS)目前已经积累了数量庞大且连续的观测数据。通过对观测数据进行处理,可以分析相应地区的速度场,进而为地壳运动形变规律研究以及地震分析预报等提供的数据基础。尤其是在对特定区域地壳形变分析、地震位移场检测、板块运动分析以及冰期后回弹等诸多领域发挥了难以替代的作用。但是,常规GPS数据解算出的站点坐标时间序列经常会包含多种有色噪声,因此需要对这些有色噪声进行定性并研究它们产生原因。同时由于时间序列会受到构造因素与非构造因素的影响,其中非构造因素当中环境负载对坐标时间序列数据中的影响最大,所以在分析研究区域有色噪声时也需要考虑环境负载的影响。以便为断层滑动监测、地震预报及研究、矿山生产建设等领域提供数据基础,具有重要的科学以及应用价值。本文针对新疆地区CMONOC连续站2010-2020这十年的原始坐标时间序列数据,以Hector解算软件所得的坐标时间序列数据为研究对象,在考虑环境负载的影响下对有色噪声进行定性并分析,进一步得到新疆地区基于ITRF14下的速度场。具体研究内容为:(1)基于时间序列数据处理理论,对主流GNSS数据处理软件GAMIT/GLOBK的主要原理以及数据处理流程进行了相关的介绍。主要包括了GAMIT部分以及GLOBK部分数据处理主要流程、以及精度评价等内容。这几部分内容为接下来的时间序列噪声模型分析与环境负载对噪声模型的影响提供理论基础。(2)对时间序列分析软件Hector解算原理与主要处理流程进行介绍,获取2010至2020这十年内新疆地区31个CMONOC连续观测站的原始时间序列数据,并对原始数据进行初步处理。使用多种组合噪声模型对研究区域时间序列数据当中所包含的有色噪声进行分析,结果表明,在N方向上,“WN+GGM”噪声模型占比70.97%;E方向上“WN+FN”噪声模型占比48.39%;在U方向上,“WN+FN”噪声模型占比80.65%。(3)分别从构造因素以及非构造因素对时间序列数据展开研究,分析不同噪声模型对观测结果的影响规律。利用贝叶斯数值分析法确定最优组合噪声模型,并对修正前后速度场进行比较分析。通过计算环境负载,确定其对坐标时序的影响。(4)通过德国地学中心的环境负载数据结合陆态网络数据进行分析,初步分析了环境负载因素对有色噪声的影响,研究结果表明环境负载改正后N方向上GGMWN模型的比例由70.97%降低至58.06%;E方向上FNWN模型的比例由48.39%提高至51.61%;U方向上FNWN模型的比例由80.65%提高至90.32%。(5)在考虑环境负载及最优噪声模型的基础上,初步建立了新疆地区陆态网络连续站基于ITRF14框架下的速度场,分析得出在水平方向上新疆东部地区向东运动,而西南部地区向东北方向运动。
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