顾及有色噪声影响的甘肃境内CMONOC基准站坐标时间序列分析

刘双童; 徐鉴民; 高志钰; 陈晨; 杨树文

doi:10.12265/j.gnss.2020101002

顾及有色噪声影响的甘肃境内CMONOC基准站坐标时间序列分析

doi: 10.12265/j.gnss.2020101002

1.
甘肃农业职业技术学院，兰州 730020
2.
中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室，北京 100029
3.
中煤航测遥感集团有限公司，西安 710100
4.
兰州交通大学测绘与地理信息学院，兰州 730070

详细信息

作者简介:
刘双童：（1992—），男，硕士，助教，研究方向为GNSS数据处理，摄影测量与遥感

徐鉴民：（1978—），男，硕士研究生，讲师，研究方向为信息化教学资源开发

高志钰：（1994—），男，博士研究生，主要从事GPS与地壳形变研究

通讯作者:
徐鉴民 E-mail：1271897143@qq.com

中图分类号: P228
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出版历程
- 收稿日期: 2020-10-10
- 网络出版日期: 2021-04-06
- 刊出日期: 2021-02-15

Coordinate time series analysis of CMONOC stations in Gansu Province considering the influence of colored noise

1.
Gansu Agriculture Technology College, Lanzhou 730020, China
2.
State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China
3.
China Coal Aviation Remote Sensing Group Co., Ltd., Xi'an 710100, China
4.
Faculty of Geomatics, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China

摘要

摘要: 针对甘肃省境内19个CMONOC基准站坐标时间序列结果，采用极大似然估计法（MLE）探讨了各基准站的最优噪声模型，确定了基准站的速度场，并分析了甘肃省地壳运动状况. 研究结果表明：甘肃省境内CMONOC基准站各坐标分量噪声特性存在较大的差异，“白噪声+闪烁噪声（WN+FN）”为最优噪声模型，能够更好地描述基准站坐标时间序列3分量上的噪声特性，且估算的速率不确定度是仅考虑WN时的4~15倍. 甘肃省CMONOC基准站在ITRF14框架下水平方向运动的平均速率为34.54 mm/a，运动方向为SEE 98.07°；相对于欧亚板块的水平方向运动的平均速率为6.49 mm/a，运动方向为NEE 79.23‬°.
- 有色噪声 /
- 时间序列 /
- 极大似然估计法（MLE） /
- 噪声模型 /
- 速度场
Abstract: According to the coordinate time series results of 19 CMONOC reference stations in Gansu Province, the maximum likelihood estimate (MLE) was used to explore the optimal noise model of each reference station, the velocity field of the reference station was determined, and the crustal movement in Gansu Province was analyzed. The research results show that the noise characteristics of each coordinate component of the CMONOC reference station in Gansu Province are quite different. "WN+FN" is the optimal noise model, which can better describe the noise characteristics of the three components of the reference station coordinate time series, and The estimated rate uncertainty is 4 to 15 times when only white noise is considered. The average rate of horizontal movement of the CMONOC reference station in Gansu Province under the framework of ITRF14 is 34.54 mm/a and the direction of movement is SEE 98.07°; the average rate of horizontal movement relative to the Eurasian plate is 6.49 mm/a and the direction of movement is NEE 79.23‬°.
- the colored noise /
- time series /
- maximum likelihood estimation method /
- noise model /
- velocity field

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图 1 GSLZ站时间序列

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图 2 CSTS站时间序列

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图 3 ITRF14框架下甘肃省境内CMONOC站点水平速度场

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图 4 欧亚框架下甘肃省境内CMONOC站点水平速度场

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表 1 甘肃省境内CMONOC站点概况

站点	经度/(°)	纬度/(°)	时间段
DXIN	100.2006	40.9837	1999.1630—2019.3356
GSAX	95.7612	40.5162	2010.7000—2019.3356
GSDH	94.6846	40.1435	2010.6315—2019.3356
GSDX	104.6046	35.5543	2010.6315—2019.3356
GSGL	102.8894	37.4548	2010.6315—2019.3356
GSGT	99.8135	39.4099	2010.6041—2019.3356
GSJN	105.7595	35.5267	2010.6342—2019.3356
GSJT	104.0571	37.1806	2010.6342—2019.3356
GSJY	98.2154	39.8084	2010.6315—2019.3356
GSLX	104.6464	34.9950	2010.6315—2019.3356
GSLZ	103.6713	36.0784	2010.6315—2019.3356
GSMA	102.0583	34.0196	2010.6671—2019.3356
GSML	100.8177	38.4411	2010.6233—2019.3356
GSMQ	103.0880	38.6324	2010.6315—2019.3356
GSMX	104.0229	34.4300	2010.5658—2019.3356
GSPL	106.5863	35.5478	2010.6123—2019.3356
GSQS	106.2119	34.7456	2010.6315—2019.3356
GSTS	105.9053	34.4845	2010.6315—2019.3356
GSWD	104.8151	33.4228	2010.6315—2019.3356

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表 2 两种噪声模型下坐标时序参数估计比较

站点	方向	WN速度/(mm·a⁻¹)	WN+FN速度/(mm·a⁻¹)	WN振幅/mm	WN+FN振幅/mm	WN相位/rad	WN+FN相位/rad
GSAX	N	−0.23±0.01	−0.37±0.07	0.45±0.03	0.41±0.10	1.39±0.04	1.37±0.16
	E	30.92±0.01	30.90±0.07	0.12±0.02	0.13±0.09	1.49±0.15	1.43±0.52
	U	−0.82±0.02	−0.73±0.29	0.31±0.04	0.37±0.27	−1.15±0.32	−1.37±1.11
GSLZ	N	−0.15±0.02	−0.66±0.10	0.37±0.08	0.26±0.13	−1.45±0.26	1.50±0.42
	E	39.73±0.02	39.41±0.08	0.31±0.08	0.35±0.13	1.06±0.07	1.02±0.09
	U	−2.66±0.02	−2.62±0.24	1.12±0.12	1.07±0.38	0.49±0.03	0.40±0.14
GSML	N	−2.99±0.01	−2.85±0.08	0.79±0.03	0.86±0.11	1.22±0.02	1.23±0.06
	E	32.80±0.01	32.80±0.07	0.35±0.01	0.37±0.02	−1.02±0.10	−0.93±0.29
	U	−0.14±0.02	−0.18±0.29	0.76±0.03	0.78±0.17	−1.15±0.12	−1.18±0.52
GSTS	N	−7.99±0.02	−8.19±0.13	0.52±0.09	0.37±0.21	1.12±0.06	0.95±0.10
	E	34.65±0.01	34.43±0.11	1.30±0.07	1.24±0.19	1.05±0.01	0.99±0.03
	U	−0.71±0.09	−0.15±0.72	1.69±0.36	1.47±1.01	1.42±0.16	1.37±0.46

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表 3 ITRF14框架下甘肃省境内CMONOC站的水平速度估值和中误差统计表 (mm·a⁻¹)

精度指标	V_E	V_N	δ_E	δ_N
最大值	40.80	0.64	0.39	0.24
最小值	30.37	−9.11	0.05	0.05
平均值	34.20	−4.85	0.10	0.10

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表 4 欧亚框架下甘肃省境内CMONOC站的水平速度估值和中误差统计表 (mm·a⁻¹)

精度指标	V_E	V_N	δ_E	δ_N
最大值	12.87	5.73	0.39	0.24
最小值	2.20	−1.94	0.05	0.05
平均值	6.37	1.21	0.10	0.10

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