[发明专利]一种对北斗连续运行参考站覆盖区域构建应变场的方法

说明书

本发明公开了一种对北斗连续运行参考站覆盖区域构建应变场的方法。现有对北斗连续运行参考站求解应变场的数学模型算法复杂，且效率低、精度低。本发明通过北斗连续运行参考站观测数据获得所有站点的位移场，构建站点的Delaunay三角网，并构建每个三角形顶点的索引；利用每个站点的位移值给对应三角形顶点赋值，建立三角形坐标与位移场函数关系以及应变场与位移的关系，求出主应变率、面膨胀率以及最大剪切应变率。本发明建立的三角网避免狭长尖锐三角形，优化了拓扑结构和区域网型，三角网拓扑关系稳定且唯一，优化了应变场建模算法，提高了解算效率和精度。

技术领域

本发明属于应变场构建技术领域，具体涉及一种对北斗连续运行参考站覆盖区域构建应变场的方法。

背景技术

我国自主研发的北斗全球导航定位系统(BDS)具有全天时、高精度、高可靠性等优点，其应用范围非常广泛。此外，连续运行参考站技术(CORS)也成为当前测绘领域研究的热点之一。随着北斗连续运行参考站技术的不断完善，应用领域已经从大地测量学逐步延伸到地球动力学、卫星动力学、气象学以及地球物理学等领域。通过北斗连续运行参考站构建区域应变场，可以揭示地壳形变动态分布特征，以及加深认识应变场空间分布与地震的孕育、发生以及震后调整的关系。

目前，对于地球物理学应变场的研究，主要建立两种模型。一种是通过断层几何模型和运动模型建立块体运动学模型，求解块体内部应变场，这种模型为物理模型。还有一种是通过GNSS速度场进行数学计算，建立地表区域应变场，这种为数学模型。现有对于北斗连续运行参考站求解应变场的数学模型有最小二乘配置法、多尺度球面小波法、距离加权法等，算法复杂，且效率低、精度低；由于解算方法的不同，即使使用相同的数据得到的应变场结果也不一定相同。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种对北斗连续运行参考站覆盖区域构建应变场的方法，利用Delaunay三角网，并通过数学方法建立应变场计算模型，最终量化分析北斗连续运行参考站覆盖区域应力应变积累状态，方法简单且计算效率高。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种对北斗连续运行参考站覆盖区域构建应变场的方法，包括如下步骤：

步骤一：获取北斗连续运行参考站观测数据进行预处理，并利用高精度长基线数据处理软件解算北斗数据，对粗差进行踢除，获得所有站点的位移场；

步骤二：根据北斗连续运行参考站位置分布，构建站点的Delaunay三角网；

步骤三：用坐标方式构建每个三角形顶点的索引；

步骤四：利用步骤一解算得到的每个站点的位移值给对应三角形顶点赋值，建立位移场和顶点坐标的二元一次函数关系；

式中，(x,y)代表三角形的顶点位置；(u,v)代表北斗观测站点获取的位移值；

步骤五：在任一三角形中，根据步骤四公式，将三个站点的位移和站点坐标建立函数关系：

步骤六：将所有站点的位置信息和位移场信息带入步骤五建立的函数关系中，解算得到系数a₁,a₂,a₃和b₁,b₂,b₃；

步骤七：利用步骤六解算得到的参数，解算得到北斗连续运行参考站覆盖范围内的主应变率；

步骤八：计算最大主应变率和最小主应变率；

步骤九：计算最大剪切应变率和面膨胀率。

具体地，步骤七中的主应变率计算方法如下：