基于高频GPS和强震仪观测实时监测地表形变

涂 锐

中国科学院国家授时中心，陕西 临潼710600

GPS和强震仪观测是获取高精度地表形变（位移、速度、加速度）的两种有效手段，它们已广泛应用于自然灾害监测且各具特色。GPS易于获取高精度位移，但存在采样频率低、高频信噪比低，信号稳定性差的缺陷；同时，强震仪易于获取高分辨率加速度，但因基线漂移误差的存在，其积分后的速度和位移常存在偏差。当前的数据处理方式大多是单站模式或单传感器模式，导致大区域的密集台网和多传感器的观测资源没有充分利用。为了取长补短，优势互补，本文提出了两类新的数据处理策略，一类是多站增强解（包括GPS增强解，强震仪增强解）；另一类是多传感器组合解（包括松组合解，紧组合解，自适应组合解），从而实现了密集台网观测的最优估计和不同传感器观测的优势互补。其主要研究内容与结果如下：

（1）研究了GPS测速增强解算方法。基本思想：相邻测站上卫星星历误差、大气残差等几乎相同或相近，在GPS历元差分测速估计中，参考站上强约束测站坐标求解误差改正数，并播发到流动站上进行改正，可以有效消除或减弱其共性误差影响，从而提高流动站解算精度和解的稳定性。算例结果表明，本文提出的GPS测速增强解算方法明显优于单站测速恢复位移方法，基于广播星历产品实时获取的地表位移形变精度可达1～2cm。

（2）改进了强震仪观测经验的基线漂移校正方法。基本步骤：在大区域的密集台网中，首先选择无基线漂移或具有较小基线漂移的测站作为参考站，将相邻测站速度波形的相关性最大作为标准来确定瞬时基线漂移时间窗口，并采用经验的双折线来完成基线漂移校正，从而恢复位移波形。……