GNSS实时卫星钟差估计在地震监测中的应用

王浩浩,郝 明,庄文泉

(中国地震局第二监测中心,西安 710054)

0 引言

近年来,随着全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)高频定位技术的不断发展,其在地壳运动监测领域发挥着越来越重要的作用,为地震监测提供了一种有效的新型技术途径[1-2]。其中,利用差分相对定位技术可以计算得到监测站相对于某一固定参考站毫米级的动态位移,但监测区域内有时因地质条件等客观因素难以布设观测环境良好、稳定的基准站,而且坐标精确已知的基准站在强震发生阶段可能会发生移动,导致动态解算的定位精度显著降低[3-4]。而采用国际GNSS服务(international GNSS service, IGS)组织发布的精密卫星轨道和钟差等产品的精密单点定位(precise point positioning, PPP)技术,具有不依赖于某一特定参考基准站、实时性强等优势,仅利用单台GNSS接收机即可获得国际地球参考框架下高精度的“绝对位置”,具备准确捕捉地震位移波形的能力,更适合长距离、大范围的地壳形变监测[3-4]。文献[5]实验结果表明,卫星钟差的采样率越高,利用PPP动态解捕捉远场站点形变信息的优势越明显。文献[6]利用武汉大学自主研发的PANDA软件对高频GNSS观测信号进行PPP后处理,能够很好地获取2016-11-13新西兰Mw7.8地震产生的动态位移特征。

地震瞬时地表动态位移的实时高可靠性监测对地震预警系统而言至关重要,能够为震中以及震级的快速确定等研究工作提供关键信息[3]。然而,实时PPP高精度动态解的实现取决于精密卫星轨道和钟差的实时估计性能。目前超快速实时预报轨道产品已经能够满足其时效性和可靠性等要求,但卫星钟差的精确预报极易受到自身时频特性以及复杂太空环境的影响,高可靠的厘米级GNSS实时卫星钟差则需利用地面站观测数据进行实时估计得到[7]。……