GNSS影像及其时空特征初探

摘要：

地壳垂向形变在连续空间和时间域内呈现显著特征,探求其时空变化特征有助于理解地球物理过程,为研究地球内部相互作用机制提供支持.本文使用美国西部地区 PBO与中国大陆CMONOC两个 GNSS网测站的坐标时间序列,通过基于中位数并顾及年际差异的非参数方法(MIDAS方法)估计测站的速度与不确定性;建立空间结构函数(SSF)并确定区域内各测站间的相对关系;以此为基础,构建顾及空间结构的滤波器(MSF)以剔除粗差,增强区域共性;最后,基于 MSF与图像处理技术对速度场进行空间加密,生成了研究区域空间内连续的地壳垂向形变图,即区域 GNSS影像.随后,针对两个研究区域,分别利用 MSF验证实验与棋盘格检测验证了 GNSS成像方法的合理性及生成 GNSS影像的可靠性;并通过对比使用顾及空间结构滤波前后的各测站速度与不确定性生成的GNSS影像,验证了顾及空间结构的滤波方法在 GNSS影像生成中的必要性,并分析了其中存在过度平滑与规则圆弧状突变边缘的问题,讨论了可能的解决方案.最终,将两区域 GNSS影像结果与已有的大地测量学及地球动力学结果进行了对比,发现美国西部地区的GNSS影像正确反映出了海岸山脉以峰值速度为2 mm·a－1 ,内华达山脉以峰值速度为3 mm·a－1 ,以及赫布根湖地区以峰值速度为 1.5 mm·a－1隆升;洛杉矶地区(峰值速度为－2.5 mm·a－1 ),维多利亚河及其河谷地区(速度为－1.5 mm·a－1 ),以及蛇河平原东部、蒙大拿州西南部(速度为－1 mm·a－1左右)的沉降运动;中国大陆的 GNSS影像同样反映出喜马拉雅山脉与青藏高原南部(速度呈现为 1.0 mm·a－1 ),华北地块与天山地块(速度为 1.5 mm·a－1与0.3～0.6 mm·a－1 )等典型区域的隆升;长江下游地区以苏锡常地区(速度为－2.1 mm·a－1 )为中心,向外速度逐渐减小的沉降运动,以及华南地区(速度呈现为－0.6～－1.5 mm·a－1 )、东北地区(速度呈现为－0.6～－1.5 mm·a－1 )、塔里木盆地(速度呈现为－1.2 mm·a－1 )等区域的沉降运动.因此,本文认为 GNSS影像具有合理性与正确性,有助于地壳垂向形变的整体时空分布特征研究.

关键词：GNSS影像、垂向形变、时空特征

所属期刊栏目：63

分类号：P228(大地测量学)

资助基金：国家重点研发计划项目;国家自然科学基金面上项目;国家杰出青年科学基金项目

在线出版日期：2020-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：155-171