中国区域IGS站高程时间序列季节性信号及长期趋势分析

摘要：

对中国区域10个IGS站高程时间序列的季节性信号和长期趋势进行了分析.首先,对SOPAC提供的原始GPS时间序列进行中断探测、粗差剔除以及共模误差剔除等预处理.由于GPS时间序列中的季节性信号具有调制特性,本文采用一种“两步法”策略进行实测数据分析,即首先利用基于局部加权回归的季节项-趋势分解(STL)提取精确的季节性号,然后再对扣除季节性信号后的残差采用最大似然估计法估计其长期趋势.通过对中国区域10个IGS站预处理后的数据分析,结果表明上述各IGS站高程方向均表现出强烈的季节性变化,且部分测站季节性信号的相位和振幅均发生明显的调制变化.同时,在估计长期趋势之前,采用Kendall'tau test对扣除季节性信号后的残差序列进行了趋势显著性检验,结果表明在99％的置信区间内所有测站均存在显著的趋势;进一步采用附加季节项和趋势进行断点检验(BFAST test)证实在95％的置信区间内测站TCMS和TNML的趋势分别在历元2009.5384和2009.1493发生了显著改变.根据检验结果,最后本文利用最大似然估计,计算了白噪声+闪烁噪声模型下各IGS站的速度及其不确定度,并与SOPAC的结果进行了分析和比较.

关键词：GPS、时间序列、季节性信号、长期趋势、STL滤波、有色噪声

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资助基金：国家高技术研究发展计划项目编号:2013AA122501-1、国家自然科学基金项目批准号:41374019,41020144004,41474015,41274045,41574010和地理信息工程国家重点实验室开放研究基金项目编号:SKLGIE2015-Z-1-1资助

在线出版日期：2016-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：834-844