[发明专利]热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法

权利要求书

1.热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是，包括：

S1收集待分析区域IGS基准站的地表温度时间序列，采集测站信息，所述的测站信息包括观测墩高度、观测墩热膨胀系数、基岩泊松比、基岩热膨胀系数和基岩热扩散系数；

S2利用热膨胀效应影响模型，分别计算各IGS基准站由基岩热膨胀引起的垂直方向位移Δh(t)和由观测墩热膨胀引起的垂直方向位移ΔL(t)，Δh(t)和ΔL(t)之和即热膨胀效应的总影响，记为序列A，其中，t表示时刻；

S3采用地表质量负载重分布模型计算环境负载引起的IGS基准站垂直方向位移时间序列，记为序列B；

S4采用IGS推荐的GPS精密数据处理模型，得到IGS基准站的原始坐标时间序列，记为序列C；

S5从序列C中扣除序列B，得序列C-B；再从序列C-B中扣除序列A，得序列C-B-A；

S6采用序列C-B和序列C-B-A间的相关系数、加权均方根误差的改变程度和周期振幅的变化程度三个指标，来量化热膨胀效应对GPS坐标时间序列的影响。

2.如权利要求1所述的热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是：

所述的地表温度时间序列来源于由NCEP/NCAR再分析数据集提供的全球地表温度格网或EMCWF提供的高分辨率全球/区域地表温度格网。

3.如权利要求1所述的热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是：

步骤S2进一步包括：

采用热膨胀效应影响模型计算IGS基准站由基岩热膨胀引起的垂直方向位移Δh(t)；

采用热膨胀效应影响模型计算IGS基准站由观测墩热膨胀引起的垂直方向位移ΔL(t)；

Δh(t)和ΔL(t)之和即热膨胀效应的总影响；

上述，μ为基岩泊松比；α₁为基岩热膨胀系数；κ为基岩热扩散系数；N表示谐波数；a_i、b_i、c_i分别表示地表温度时间序列第i个谐波的振幅、角频率和相位，通过最小二乘拟合法对地表温度时间序列估计获得；α₂为观测墩热膨胀系数；H为观测墩高度；T(t)为t时刻观测墩附近的地表温度，为观测墩附近的地表温度年平均值，T(t)和值从地表温度时间序列获得。

4.如权利要求1所述的热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是：

步骤S3中，环境负载包括大气负载、非潮汐海洋负载和大陆水储量负载。

5.如权利要求1所述的热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是：

步骤S6中，序列C-B和序列C-B-A间的加权均方根误差的改变程度PWRMS为：

其中，WRMS(U)和WRMS(U-H)分别表示序列U和U-H的加权均方根误差，序列U和H分别表示序列C-B和序列C-B-A。

6.如权利要求1所述的热膨胀效应对GPS坐标时间序列影响的精确量化方法，其特征是：

步骤S6中，序列C-B和序列C-B-A间的周期振幅的变化程度PE为：

其中，k为周期数；PE(k)表示第k个周期下的周期振幅变化程度；A_a(k)和A_b(k)分别表示序列C-B和序列C-B-A的第k个周期的振幅；

序列C-B和序列C-B-A的第k个周期的振幅采用如下方法获得：

采用频谱分析法确定序列C-B和序列C-B-A的周期，采用最小二乘拟合法估计各周期的振幅。