顾及环境负载的青藏高原东南缘GNSS垂向坐标时序噪声模型研究

胡顺强; 陈克杰; 贺小星; 朱海

doi:10.13203/j.whugis20240098

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顾及环境负载的青藏高原东南缘GNSS垂向坐标时序噪声模型研究

大地测量学与测量工程 | 更新时间：2026-11-05

- 顾及环境负载的青藏高原东南缘GNSS垂向坐标时序噪声模型研究
- Noise Model of GNSS Vertical Coordinate Time Series in Southeastern Tibet Plateau Based on Environmental Loading
- 武汉大学学报（信息科学版） 2026年51卷第3期页码：604-617
- 作者机构：
  
  1.江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，江西南昌，330022
  2.江西省自然灾害监测预警与评估重点实验室，江西南昌，330022
  3.南方科技大学地球与空间科学系，广东深圳，518055
  4.江西理工大学土木与测绘工程学院,江西赣州，341000
- 作者简介：
  
  胡顺强，博士，助理研究员，现从事GNSS坐标时间序列分析研究。husq@jxnu.edu.cn
  陈克杰，博士，研究员。chenkj@sustech.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42364002);地震数值预测联合实验室开放基金课题(2021LNEF01)
- DOI：10.13203/j.whugis20240098
  中图分类号： P228
- 收稿：2024-09-10，
  
  纸质出版：2026-03-05
- 稿件说明：
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胡顺强,陈克杰,贺小星，等.顾及环境负载的青藏高原东南缘GNSS垂向坐标时序噪声模型研究[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(3):604-617.

HU Shunqiang,CHEN Kejie,HE Xiaoxing,et al.Noise Model of GNSS Vertical Coordinate Time Series in Southeastern Tibet Plateau Based on Environmental Loading[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(3):604-617.
胡顺强,陈克杰,贺小星，等.顾及环境负载的青藏高原东南缘GNSS垂向坐标时序噪声模型研究[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(3):604-617. DOI：,10.13203/j.whugis20240098

HU Shunqiang,CHEN Kejie,HE Xiaoxing,et al.Noise Model of GNSS Vertical Coordinate Time Series in Southeastern Tibet Plateau Based on Environmental Loading[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(3):604-617. DOI：,10.13203/j.whugis20240098

摘要

准确辨识出全球导航卫星系统（global navigation satellite system

GNSS）垂向坐标时间序列的最优噪声模型，对于获取可靠的抬升或沉降变形速度场并评估速度不确定度至关重要。利用青藏高原东南缘在2011-01-01—2022-12-30间94个GNSS连续站观测数据和环境负载模型数据，选用9种噪声模型对环境负载改正前后的GNSS垂向坐标时间序列进行噪声特性分析，并定量评价了环境负载效应的影响。研究结果表明，水文、大气、非潮汐海洋负载均对GNSS垂向坐标时间序列存在影响。环境负载改正后，三者的均方根分别减少-1.3%~22%、-1.4%~17.4%和-0.1%~1.3%，其平均值分别为8.7%、6.7%和0.6%。在空间分布上，位于鲜水河-安宁河-则木河断裂带西侧的测站受水文负载影响更大，而东侧的测站受大气负载影响更大。经过环境负载改正后，94个GNSS连续站最优噪声模型主要表现为幂律噪声（power-law noise

PL），其次是白噪声分别与闪烁噪声、PL的组合。环境负载改正前后，基于最优噪声模型估计的速度差值范围为-0.11~0.26 mm/a，速度不确定度差值范围为-0.33~0.16 mm/a。进一步通过分析测站速度不确定度与高程、年均降雨量、经度、纬度之间的线性关系，发现青藏高原东南缘的年均降雨量、高程、经度、纬度对GNSS测站的稳定性影响较小。

Abstract

Objectives

Accurately identifying the optimal noise model of global navigation satellite system (GNSS) vertical coordinate time series is vital to obtain reliable uplift or subsidence deformation velocity fields and assess the associated uncertainties.

Methods

In this paper

we collect data from 9 noise models including white noise (WN)

flicker noise (FN)

power-law noise (PL)

random walk noise(RW)

WN+FN

WN+PL

WN+generalized Gauss⁃Markov noise

WN+RW

WN+RW+FN.These data and noise models are used to analyze the noise characteristics of GNSS vertical coordinate time series before and after environmental loading correction at 94 stations spanning from January 2011 to December 2022 in the southeastern Tibet Plateau.

Results

The results show the root mean squares reduction is -1.3%⁃22%

-1.4%⁃17.4%

and -0.1%⁃1.3%

with a mean value of 8.7%

6.7% and 0.6% for all stations after removing the hydrological

atmospheric

and nontidal ocean loading deformation from the GNSS vertical coordinate time series

respectively. The hydrological loading has a greater impact in the west side of Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe fault zone

and the atmospheric load has a greater impact in east side of this fault zone. The optimal noise model at all stations was mainly represented by PL

a combination of WN

and FN before and after environmental loading correction. The value of velocity and its uncertainty before and after environmental loading correction based on optimal noise model vary from -0.11⁃0.26 mm/a and from -0.33⁃0.16 mm/a. We analyze the stability of GNSS stations through the linear relationship between GNSS vertical velocity uncertainty and elevation

average annual rainfall

longitude

latitude. The results of correlations coefficient are 0.08

0.07

0.11

and 0.25

respectively

implying the average annual rainfall

elevation

longitude

and latitude have little impact on station stability in the southeastern Tibet Plateau.

Conclusions

This research suggest that the optimal noise model at most stations in the southeastern Tibet Plateau is PL. The results provide a reference for subsequent reasonable acquisition of GNSS velocity and its uncertainy in the southeastern Tibet Plateau.

关键词

Keywords

references

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