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基于IGS连续跟踪站的地壳垂直形变时间序列分析

作　者: 杨强
导　师: 党亚民；秘金钟
学　校: 山东科技大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: GPS高程时间序列谱分析小波多分辨率分析地壳垂直形变
分类号: P228.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 298次
引　用: 6次
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内容摘要

上一世纪90年代初IGS的建立标志着GPS应用于地球物理研究工作的开始。世界各国地学研究机构在不同的国家建立了GPS连续跟踪站，到2001年为止全球共有1800多个GPS连续跟踪站在工作。本论文利用IGS连续跟踪站多年的观测数据进行研究。本论文的前半部分介绍了ITRF参考框架，论述了地球参考框架与板块运动之间的关系，以及参考框架板块运动模型与地质模型(NNR-NUVEL1A)有较好的一致性，表明ITRF板块模型适合于研究现今几年到几十年尺度的地壳形变。介绍了对GPS高程时间序列分析所需要的方法，如ARMA模型、线性拟合、功率谱以及小波等。论文的后半部分对全球均匀分布的GPS连续跟踪站高程时间序列进行插值，获得了均匀采样的时间序列。然后利用ARMA模型改进了时间序列。计算了跟踪站高程方向的线性速度。对时间序列进行自相关函数、谱分析和小波多分辨分析。通过分析，发现大多数跟踪站存在以半年和周年为周期的运动，表明全球范围高程变化具有明显的季节性变化项。论文对GPS高程时间序列存在的季节性变化从极潮、海洋潮汐、大气压、基岩热膨胀、冰期后回弹等多个地球物理因素进行了定性和部分定量分析。分析表明，全球地壳存在整体性扩张或收缩的振荡，同时南北半球的变化规律存在差异。计算了不同纬度的闭合环纬线变化率，认为南半球存在整体膨胀趋势，北半球整体变化不明显。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-16
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 研究历史及现状  12-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-16
2 形变分析的参考框架  16-29
  2.1 引言  16
  2.2 参考框架的定义  16-20
  2.3 板块运动  20-24
  2.4 ITRF2000简介  24-26
  2.5 区域形变分析的参考框架  26-28
  2.6 本章小结  28-29
3 时间序列分析  29-46
  3.1 时间序列概述  29-31
  3.2 平稳时间序列的随机线性模型  31-34
  3.3 非平稳序列的建模  34-37
  3.4 常用时间序列分析方法  37-45
  3.5 本章小结  45-46
4 GPS高程时间序列数据处理结果  46-65
  4.1 数据预处理  46-52
  4.2 ARMA模型改进时间序列  52-55
  4.3 改进时间序列速度场提取  55-56
  4.4 自相关函数分析结果  56-58
  4.5 谱分析结果  58-60
  4.6 小波多分辨率分析结果  60-63
  4.7 本章小结  63-65
5 季节性变化分析及地壳垂直变化规律  65-80
  5.1 高程方向季节性变化影响因素  65-66
  5.2 地球物理因素对季节性变化的影响  66-76
  5.3 地壳垂直运动规律  76-78
  5.4 本章小结  78-80
6 总结与展望  80-83
致谢  83-84
攻读硕士期间主要成果  84-85
参考文献  85-89
附录1:部分跟踪站谱分析图  89-93
附录2:部分跟踪站小波分析图  93-99
详细摘要  99-109

基于IGS连续跟踪站的地壳垂直形变时间序列分析

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