[发明专利]一种有效探测GNSS基准站坐标时间序列不连续点的方法

说明书

本发明提出了一种有效探测GNSS基准站坐标时间序列不连续点的方法。本发明以GNSS基准站坐标时间序列作为输入数据；对坐标时间序列中相邻时刻的观测值作差得到坐标差值序列，使用四分位距方法对差值序列进行探测得到初始不连续点；构造坐标时间序列的参数估计模型，通过优化求解得到未知参数的估计值及残差；构建检验统计量，对初始不连续点进行统计检验，求解获取新的未知参数估值；检查新的未知参数的估值与初始未知参数的估计值是否相等；输出参数估计值，即为GNSS基准站坐标时间序列中不连续点。本发明无需先验信息，即可实现不连续点的自动探测，可靠性和适应性强，可为基准站坐标时间序列的精细建模和分析提供准确的基础信息。

技术领域

本发明属于时间序列分析领域，并具体涉及一种有效探测GNSS基准站坐标 时间序列不连续点的方法。

背景技术

GNSS基准站坐标时间序列中的阶跃(Offsets)现象，在时间序列分析中也 被称为不连续点(Discontinuities)，通常是由于接收机天线和天线罩更换、大地 震造成的同震位移、GNSS软件处理策略变化以及一些未知的人为因素和环境因 素引起的。一方面，GNSS时间序列中不连续点的存在会降低GNSS坐标时间序 列的精度，如果未知的不连续点没有被探测并正确修正，则会使速度产生偏差， 进而影响地球物理学估计量，降低GNSS成果的可靠性和其建立及维持地球参考 框架的精度。另一方面，由于时间序列中多个不连续点类似于一种随机游走过程， 不连续点的存在会改变坐标时间序列的噪声特性。因此，不连续点的探测分析已 经成为GNSS成果分析与应用中的重要问题。

GNSS基准站中的不连续点处理，通常依靠基准站事件记录的方式来设定阶 跃参数，例如：地震事件、接收机天线更换或人为事件等，实际处理时在事件发 生的时间点上增加一个待估参数。但事件记录往往存在疏漏，一些未知的偶然事 件也无法一一记录，这时只能从时间序列本身获取缺失的阶跃信息，因此有必要 研究基于数据本身而无需先验信息的阶跃探测方法。随着GNSS基准站网规模的 不断增加、观测数据的不断积累，实现基准站坐标时间序列中不连续性的快速可 靠探测势在必行。

发明内容

本发明主要是针对目前GNSS基准站坐标时间序列分析预处理时，难以准确 自动探测和识别序列中不连续点这一问题，提供一种无需先验信息实现自动探测 与识别序列中的不连续的方法，为后续坐标时间序列的精细建模和分析提供准确 的基础信息，进而获取更为可靠真实的基准站运动特征。

针对上述问题，本发明的主要技术解决方案为：一种有效探测GNSS基准站 坐标时间序列不连续点的方法。所述方法按以下步骤进行：

步骤1，输入GNSS基准站坐标时间序列；

步骤2，将GNSS基准站坐标时间序列中相邻时刻的观测值作差得到GNSS 基准站坐标差值序列，将GNSS基准站坐标差值序列使用四分位距方法进行探测 得到多个初始不连续点；

步骤3，构造GNSS基准站坐标时间序列的参数估计模型，以步骤1所述的 GNSS基准站坐标时间序列作为输入数据，以所述GNSS基准站坐标时间序列的 参数估计模型的截断项、所述GNSS基准站坐标时间序列的参数估计模型的线性 速度、所述GNSS基准站坐标时间序列的参数估计模型的年周期项正弦系数、所 述GNSS基准站坐标时间序列的参数估计模型的年周期项余弦系数、所述GNSS 基准站坐标时间序列的参数估计模型的半年周期项的正弦系数、所述GNSS基准 站坐标时间序列的参数估计模型的半年周期项的余弦系数、步骤2所述的多个初 始不连续点作为未知参数，通过优化求解得到未知参数的最优线性无偏估计值及 所述GNSS基准站坐标时间序列的残差序列；