韦进 李辉 刘子维 康开轩

1)武汉大学测绘学院，武汉4300792)中国地震局地震研究所，武汉4300713)地壳运动与地球观测实验室，武汉430071

超导重力观测噪声水平的极大似然估计*

韦进1，2，3)李辉2，3)刘子维2，3)康开轩2，3)

1)武汉大学测绘学院，武汉430079

2)中国地震局地震研究所，武汉430071
3)地壳运动与地球观测实验室，武汉430071

利用极大似然估计和3种互不相关的噪声(白噪声，闪烁噪声，游走噪声)模型及其组合，对SG-053超导重力仪产出的重力固体潮整时值残差时间序列进行分析，得出残差时间序列中明显存在彩色噪声(闪烁噪声、游走噪声):白噪声1.40×10－8ms－2，闪烁噪声1.85×10－8ms－2，游走噪声为2.40×10－8ms－2。该方法估计的白噪声水平与潮汐分析方法得出的结果一致。

超导重力仪;残差时间序列;极大似然估计;噪声水平;白噪声

AbstractThe instrument noise level is one of the most important factor for the evaluation of SG-053.The tidal gravity residual time series of the SG-053 has been analyised with maximum likelihood estimation(MLE)and three noise(white noise，flicker noise，walk noise)models and their combination.It is shown that there is color noise in the tidal gravity residual，the white noise level is 1.40×10－8ms－2，the flicker noise 1.85×10－8ms－2and the random walk noise 2.40×10－8ms－2.This analysis result is consistent with the tidal analysis.

Key words:superconducting gravimeter;residual time series;maximum likelihood estimation;noise level;white noise

1 引言

超导重力仪的噪声水平的量级是仪器性能的重要指标，它是选择台址［1］，影响潮汐分析的重要因素［2，3］。文献［3，4］1997年利用武汉基准站超导重力仪确定了一种所谓的“单边”噪声，据经验估计量级在(0.2～0.8)×10－8ms－2。目前，分析超导重力仪噪声水平的主要方法是潮汐分析［1］。用两套潮汐分析软件(VAV与ETERNA)可以估计仪器的白噪声。文献［2］在利用超导重力仪精密测定地球潮汐常数时，认为武汉台站背景噪声较大，约为1.5× 10－8ms－2。而在很多地球物理现象中，时间序列噪声可以被描述成为一个幂率过程［5］。在连续GPS观测中采用幂率噪声模型来估计测站位移速率，能够很好地减少由于幂率噪声影响的低频振幅的影响［7－11］。实际上利用超导重力仪观测数据进行分析时，同样需要进行复杂的数据处理(滤波、潮汐分析、潮汐改正、气压改正等)。……