王锴华

1. 长江空间信息技术工程有限公司(武汉)，湖北 武汉 430010; 2. 武汉大学卫星导航定位技术研究中心，湖北 武汉 430079

GNSS连续运行基准站坐标时间序列(以下简称为时间序列)中由地球物理效应引起的非线性信号主要指由固体、海洋及大气潮汐、环境负载、热膨胀效应等造成的基准站周期性位移。由周期性温度变化驱动的基准站天线观测墩热效应(thermal expansion of the monument，TEM)及其所在基岩的热弹性形变(thermal expansion of the bedrock，TEB)统称为热膨胀效应，是时间序列非线性信号的潜在贡献源之一。通过构建或精化热膨胀效应模型，有效解释时间序列中由温度变化驱动的非线性信号形成的物理机制，量化、分析热膨胀效应的影响及其空间分布特性，并结合已有环境负载效应模型，对时间序列进行修正，有助于获得准确的测站位置、速度及其不确定度，构建并进一步完善基准站运动模型，为毫米级精度的地球坐标参考框架的建立与维持提供参考。

本文围绕时间序列中由温度变化驱动的非线性信号成因问题，深入研究了热膨胀效应在不同时间、空间尺度下的影响特征与规律。主要研究内容和成果包括：

(1) 提出了一种改进TEM模型，能顾及不同类型、结构的观测墩及其附属建筑物。通过GPS短基线对模型有效性进行了验证，发现时间序列中存在最大振幅达1.86±0.17 mm的周年信号。采用改进的TEM模型可解释平均84%的垂向周年振幅，较已有模型效果提高了80%以上。此外，除了闪烁噪声和随机游走噪声，有60%的时间序列随机过程还可用带通噪声或一阶高斯马尔可夫噪声来描述。……