Bernese PPP技術在高采樣率GNSS地震監(jiān)測中的應用研究

摘 要：介紹了Bernese PPP數(shù)據(jù)處理流程，用Bernese對2003年12月22日美國加州圣西蒙地震時的高采樣率GPS觀測數(shù)據(jù)進行了PPP解算，得到了一些有益的結(jié)論和建議。

基金項目：陜西省教育廳科學研究項目：高采樣率GPS動態(tài)精密定位技術在地震監(jiān)測中的應用研究（2010JK671）。

1 引言

GNSS精密定位技術是地球動力學研究的重要技術手段，近年來隨著高采樣率GNSS技術的發(fā)展，GNSS地震學日益成為國內(nèi)外研究的熱點。GNSS精密定位主要有雙差定位模式和非差精密單點定位（PPP）模式，雙差模式需要同時解算至少兩個測站的GNSS觀測數(shù)據(jù)，大多用于坐標框架或測量控制網(wǎng)的建立，PPP模式只需對單個測站的GNSS觀測數(shù)據(jù)進行處理，因而更適于震源分析以及建立地震監(jiān)測預警系統(tǒng)[1，2]。本文首先介紹Bernese軟件的PPP數(shù)據(jù)處理流程，然后利用Bernese軟件對2003年12月22日美國加州地震時的高采樣率GPS觀測數(shù)據(jù)進行了PPP解算，成功獲得了測站形變和地震波信號。

2 Bernese及其PPP數(shù)據(jù)處理

Bernese是瑞士波爾尼大學研制的國際著名的GNSS精密定位定軌軟件[2，3]，該軟件支持精密星歷和多種GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)（新版V5.3支持GPS、GLONASS、Galileo、Beidou），支持動態(tài)+靜態(tài)定位，支持單差+雙差模式，具有目前所知的幾乎所有的GNSS定位定功能，其界面友好、易學易用，目前在全球眾多單位擁有上千家注冊用戶。Bernese PPP事后數(shù)據(jù)處理流程為：首先準備GNSS觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星精密星歷以及精密衛(wèi)星鐘差改正、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)、衛(wèi)星健康狀況、天線相位改正等數(shù)據(jù)文件；隨后建立項目并進行數(shù)據(jù)平滑RNXSMT及RINEX數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換RXOBV3、衛(wèi)星鐘數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換RNXCLK、地球自轉(zhuǎn)參數(shù)格式轉(zhuǎn)換POLUPD、衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換PRETAB、標準軌道生成ORBGEN、接收機鐘配準及標定不良偽距數(shù)據(jù)CODSPP、雙頻偽距及相位數(shù)據(jù)預處理MAUPRP；最后進行參數(shù)解算GPSEST（為了提高解算精度，建議先運行一次GPSEST并輸出殘差，然后對殘差統(tǒng)計RESRMS并標定不良數(shù)據(jù)SATMRK，標定之后再運行一次GPSEST）。

3 GNSS地震監(jiān)測數(shù)據(jù)處理

UTC時間2003年12月12日19時16分，美國加州圣西蒙San Simeon地區(qū)發(fā)生里氏6.5級地震，附近的1Hz采樣的GPS觀測站（如crbt、lows、pomm、pin1、trak等）受到了不同程度的地震影響，為GPS地震監(jiān)測研究提供了數(shù)據(jù)條件。本文使用IGS發(fā)布的事后精密星歷以及300秒間隔的精密星鐘改正文件，采用無電離層影響的線性組合觀測值，用Bernese對上述測站進行了PPP數(shù)據(jù)處理，變形較大的幾個站的N-E坐標序列如下圖1所示。

由圖1可見，BernesePPP技術不僅能得到明顯的震時測站形變和地震波信號，更可以對比得到不同測站的起震時間差異，這些信息無疑為震源交回、地震波分析提供了重要資料。

5 結(jié)論和建議

本文利用Bernese軟件，基于PPP解算模式，成功獲得了2003年12月12日美國加州圣西蒙地震時的1Hz采樣GPS測站的地表位移。Bernese軟件功能強大、易學易用、支持多種GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)，必將成為GNSS地震學研究的重要工具。

參考文獻

[1] 程羲.高采樣率GPS動態(tài)精密定位數(shù)據(jù)處理及其應用研究[D].西安科技大學，碩士畢業(yè)論文，2013。

[2]方榮新，施闖，辜聲峰. 基于PPP動態(tài)定位技術的同震地表形變分析[J].武漢大學學報-信息科學版.2009，Vol.34（11）：1341-1344

[3]周星.基于GAMITTRACK和BernesePPP的地震監(jiān)測比較[J].測繪信息工程2010，Vol.35（2）：19-20.

作者簡介

陳憲冬（1972-），男，山東冠縣人，副教授，碩士生導師，主要從事GPS、GIS方面的教學科研工作。