[发明专利]一种基于GNSS技术建立时变海潮负载位移模型的方法

说明书

本发明公开了一种基于GNSS技术建立时变海潮负载位移模型的方法，包括以下步骤，S1.对GNSS数据进行小时解的解算，解算过程中不进行海潮负载改正，得到动态GNSS坐标时间序列；S2.利用带通滤波的调和分析算法估计静态海潮负载位移参数；S3.基于静态海潮负载位移参数，利用最小二乘配置方法建立静态海潮负载位移模型；S4.利用滑动调和分析方法计算海潮负载位移参数的季节变化序列；S5.利用奇异谱分析方法研究海潮负载位移参数时变序列的时变特性和规律，并对时变规律进行建模；S6.建立时变海潮负载位移模型。其优点在于，本方法建立的海潮模型顾及了海潮负载时变特性，更加符合海潮信号的物理机制，精度也更高。

技术领域

本申请属于GNSS技术应用领域，涉及一种建立时变海潮负载位移模型化的方法。

背景技术

随着观测技术的发展，大地测量技术要监测测站位移的精度和重力变化的精度分别达到了1mm和0.1，这就需要以相同或更高的精度确定并分离潮汐的影响。其中IERS2010协议提供的模型能够以1mm量级的精度对固体潮进行改正；IERS2010协议给出的模型对极潮的改正精度也能达到毫米量级；目前，海潮负荷效应的计算还不能满足毫米量级精度的需求，如何建立高精度的近海海洋潮汐负荷位移模型一直以来是相关领域的研究重点。

海洋潮汐的季节变化对沿海地区的水位变化起着重要作用。目前有大量研究显示海洋潮汐参数存在着明显的季节性变化。众所周知，海潮负载是由于海洋潮汐引起海水质量地重新分布导致的。因此，海潮的季节性变化势必会引起海潮负载的季节性变化。然而，目前海潮负载位移参数几乎都是通过经典调和分析方法获取各个分潮的调和常数(振幅和相位)，而实际上海洋潮汐各个分潮的调和常数存在显著的季节性变化。因此，在高精度大地测量数据处理中进行海潮负载改正时，海潮负载位移参数的时变性也是需要考虑的重要因素。

发明内容

基于上述问题，本申请提供一种精度可以达到毫米量级的，充分考虑海潮负载位移参数时变性的海潮负载位移模型的方法。其技术方案为，

一种基于GNSS技术建立时变海潮负载位移模型的方法，包括以下步骤，

S1.对GNSS数据进行小时解的解算，解算过程中不进行海潮负载改正，得到动态GNSS坐标时间序列；

S2.利用带通滤波的调和分析算法估计静态海潮负载位移参数；

S3.基于静态海潮负载位移参数，利用最小二乘配置方法建立静态海潮负载位移模型；

S4.利用滑动调和分析方法计算海潮负载位移参数的季节变化序列；

S5.利用奇异谱分析方法研究海潮负载位移参数时变序列的时变特性和规律，并对时变规律进行建模；

S6. 建立时变海潮负载位移模型。

优选的，步骤S2中，

S21.使用的带通滤波方法为切比雪夫Ⅰ型带通滤波算法，得到带通滤波后的动态GNSS坐标时间序列；

S22.利用经典调和分析方法估计静态海潮负载位移参数，具体方法如下：

采用最小二乘求解静态海潮负荷位移参数所建立的方程为

式中，为测站坐标的时间序列值，方向包括南北方向N、东西方向E、垂向方向U，当N数值为正时为北，为负值时为南；当E数值为正时为东，为负值时为西；当U数值为正时为上，为负值时为下； 为分潮k的角速度、 为天文幅角初相，对式(1)进行线性化得

式中