聂兆生 祝芙英 付宁波

1)中国地震局地震研究所，武汉4300712)地壳运动与地球观测实验室，武汉4300713)江西省测绘产品质量监督检验站，南昌330046

Kalman滤波在地震电离层TEC异常探测中的应用*

聂兆生1，2)祝芙英1，2)付宁波3)

1)中国地震局地震研究所，武汉430071

2)地壳运动与地球观测实验室，武汉430071
3)江西省测绘产品质量监督检验站，南昌330046

基于中国地壳运动观测网络GPS观测资料解算的电离层TEC数据，利用Kalman滤波方法对2008年5月12日汶川Ms8.0地震前的电离层TEC进行异常探测研究，并与以前的处理结果进行对比，对比结果表明:利用Kalman滤波方法能够有效地探测到震前的电离层TEC异常扰动。

Kalman滤波;电离层;总电子含量;异常;探测

AbstractIt has been verified by plentiful existing observations that the ionospheric disturbance do appear prior to earthquake.In this paper，on the basis of the ionospheric TEC derived from the GPS observation data from the reference stations of Crustal Movement Observational Network of China，we processed and analyzed the ionospheric TEC data prior to the WENCHUAN Ms8.0 earthquake by Kalman filtering and then we compared the results with the previous conclusion，the results indicate that the establishment of the model of the Kalman filter is reasonable and reliable in the detection of the ionospheric TEC anomaly prior to earthquake effectively.

Key words:Kalman filtering;ionosphere;TEC(Total Electron Content);anomaly;detecting

1 引言

研究表明，由地震引起的电离层扰动的确存在，而且在震级大于5级的地震发生前的几天到几个小时内会发生电离层扰动［1－8］。目前，电离层TEC异常探测方法主要有滑动均值法、中位数法、四分位距法［9］等，虽然对一些显著的TEC异常扰动也能探测出来，但由于异常探测的背景参考值大多为当月所有的观测资料，即对照及探测的观测资料在时间上已经涵盖了震发时刻，从而使得探测结果的可靠性有所降低。

Kalman滤波作为一种新的重要的最优估计理论已被广泛地应用于各种测量数据的处理应用中［10－13］。鉴于Kalman滤波的特点，基于中国地壳运动观测网络的GPS观测数据解算的电离层总电子密度(TEC，Total Electron Content)资料，本文尝试用该方法对汶川Ms8.0地震前的电离层TEC资料进行处理和分析，以期能够探测到震前的电离层TEC异常扰动。……