崔 立，易長(zhǎng)榮，丁開華

天津市GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算改進(jìn)策略

崔 立1，易長(zhǎng)榮2，丁開華3

（1. 南京國(guó)圖信息產(chǎn)業(yè)有限公司，南京 210019；2. 天津市地質(zhì)事務(wù)中心，天津 300040；3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢） 地理與信息工程學(xué)院，武漢 430078）

為了進(jìn)一步提高全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）在地面沉降監(jiān)測(cè)中的精度，提出一種GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算改進(jìn)策略：選擇GNSS連續(xù)站作為沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)；采用最優(yōu)的計(jì)算模型；改進(jìn)平差方法。以天津市2007—2008年數(shù)據(jù)為例驗(yàn)證，結(jié)果表明，GNSS高程時(shí)間序列殘差的均方根可以減小27%～44%；地面沉降年度速率誤差平均減小35%左右；高程時(shí)間序列中的年度內(nèi)地面沉降變化趨勢(shì)更加明顯，GNSS連續(xù)站表現(xiàn)出線性沉降或周期性波動(dòng)式沉降。提出的改進(jìn)策略可以有效解決地面沉降監(jiān)測(cè)中的基準(zhǔn)問題，并提高地面沉降的監(jiān)測(cè)精度。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）；連續(xù)站；地面沉降；高程時(shí)間序列；監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)

0 引言

天津市平原區(qū)發(fā)育著較厚的第四系和新近系地層，是地面沉降易發(fā)區(qū)。同時(shí)，天津市缺乏地表水資源，長(zhǎng)期超采地下水導(dǎo)致了嚴(yán)重的地面沉降。在東部的濱海地區(qū)，還存在軟土次固結(jié)的現(xiàn)象，一定程度上加重了局部地面沉降趨勢(shì)[1]。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（global navigation satellite system，GNSS）技術(shù)是天津市地面沉降監(jiān)測(cè)的重要手段之一。早期的做法是通過多期觀測(cè)，用每期48～72 h的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算地面沉降量[2-4]。隨著GNSS連續(xù)站建設(shè)規(guī)模的增大，GNSS連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)已應(yīng)用于地面沉降監(jiān)測(cè)[5-6]，可對(duì)觀測(cè)環(huán)境造成的觀測(cè)噪聲進(jìn)行系統(tǒng)性的扣除，從而減小地面沉降監(jiān)測(cè)誤差。隨著地面沉降監(jiān)測(cè)精度要求的進(jìn)一步提高，利用GNSS計(jì)算沉降速率仍存在2個(gè)關(guān)鍵問題：1）沉降計(jì)算的基準(zhǔn)問題。區(qū)域地面沉降監(jiān)測(cè)往往關(guān)心的是地表相對(duì)本區(qū)域內(nèi)基巖的地面沉降，但以上成果大部分都是在國(guó)際地球參考框架（international terrestrial reference frame，ITRF）下計(jì)算的，理論上得到的是相對(duì)于地球質(zhì)心的地面沉降，即將地球質(zhì)心作為沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，得到的沉降值中實(shí)際上還包括了地面沉降以外的一些復(fù)雜因素的貢獻(xiàn)[7]。而文獻(xiàn)[3]假設(shè)以地面上的某個(gè)GNSS點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，忽略了這個(gè)地面點(diǎn)本身沉降的可能性。2）誤差問題。GNSS技術(shù)本身在垂向上定位精度較差，而在區(qū)域GNSS網(wǎng)與ITRF建立聯(lián)系的數(shù)據(jù)處理過程中還會(huì)引入一定誤差，主要是通過國(guó)際GNSS服務(wù)（international GNSS service，IGS）站和衛(wèi)星將區(qū)域GNSS網(wǎng)與全球IGS網(wǎng)綁定產(chǎn)生的誤差，以及將GNSS站坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到ITRF時(shí)產(chǎn)生的誤差。以上誤差降低了地面沉降監(jiān)測(cè)精度。

為解決上述問題，本文探討利用高精度GNSS處理軟件GAMIT/GLOBK對(duì)天津市GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算的改進(jìn)策略，包括基準(zhǔn)設(shè)置方法和改進(jìn)的數(shù)據(jù)解算方法，并用2 a的GNSS數(shù)據(jù)解算結(jié)果驗(yàn)證改進(jìn)策略的效果。

1 改進(jìn)策略

基于GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)特點(diǎn)和近年來GNSS數(shù)據(jù)處理在垂向精度上的研究進(jìn)展，從如下3個(gè)方面對(duì)天津市GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算策略加以改進(jìn)：

1）選擇基巖作為地面沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)。在地面沉降測(cè)量中，通常選擇一個(gè)穩(wěn)定的基巖點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，在利用GNSS技術(shù)監(jiān)測(cè)地面沉降時(shí)，可選擇坐落在本區(qū)域內(nèi)基巖上的GNSS連續(xù)站作為基準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)于基巖埋藏較深的基巖點(diǎn)，可在其附近軟土層中建設(shè)GNSS連續(xù)站，用靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量二者的實(shí)時(shí)高差變化，即GNSS連續(xù)站的垂直運(yùn)動(dòng)速率已知。這種情況也可將GNSS連續(xù)站視為沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。利用基巖GNSS連續(xù)站作為地面沉降的基準(zhǔn)點(diǎn)還必須考慮區(qū)域內(nèi)斷裂之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定性。以天津?yàn)槔?，研究結(jié)果表明[8]，現(xiàn)今天津地區(qū)主要斷裂的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)速率在0.13～0.48 mm/a，平均速率為0.29 mm/a，這個(gè)量級(jí)對(duì)天津地區(qū)沉降分析而言基本可以忽略。同時(shí)，長(zhǎng)期觀測(cè)結(jié)果表明[9]，天津地區(qū)基巖的垂直運(yùn)動(dòng)是長(zhǎng)期穩(wěn)定的，不存在突發(fā)的位移，因此天津地區(qū)任何基巖GNSS連續(xù)站都可以作為地面沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。

2）采用最優(yōu)的計(jì)算模型。在進(jìn)行GNSS高精度基線處理時(shí)，須采用一些最優(yōu)的模型來提高垂向分量的計(jì)算精度。其中對(duì)流層延遲映射函數(shù)采用目前精度最高的維也納映射函數(shù)（Vienna mapping function 1, VMF1）模型，與其他映射函數(shù)相比能使垂向坐標(biāo)精度提高5％～7％[10-11]?？紤]到對(duì)流層延遲的各向異性和隨時(shí)間變化特性，對(duì)流層延遲模型采用時(shí)間分段線性函數(shù)和梯度值計(jì)算，以進(jìn)一步提高區(qū)域網(wǎng)基線解的精度。還采用高階電離層改正模型，消除中緯度GNSS測(cè)站垂向上的部分周年運(yùn)動(dòng)[12]，便于對(duì)高程時(shí)間序列中的地面沉降信息作進(jìn)一步分析。對(duì)流層映射模型在GAMIT設(shè)置文件sestbl.中默認(rèn)為全球映射函數(shù)GMF，需要對(duì)干分量映射函數(shù)DMap、濕分量映射函數(shù)WMap和映射函數(shù)柵格Use map.grid進(jìn)行更改，并下載對(duì)應(yīng)的柵格文件。而高階電離層模型默認(rèn)是關(guān)閉的，需要對(duì)sestbl.中的電離層模型Ion model和國(guó)際地磁場(chǎng)參考模型Mag field等選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。

3）改進(jìn)平差方法。改進(jìn)的平差方法是基于GAMIT精密計(jì)算的小尺度GNSS區(qū)域網(wǎng)（最大站間距<1000 km），在平差時(shí)的旋轉(zhuǎn)參數(shù)對(duì)測(cè)站坐標(biāo)的影響微小，可以忽略不計(jì)，無須估計(jì)旋轉(zhuǎn)參數(shù)[13]。天津市沉降GNSS連續(xù)站網(wǎng)中本身含有基巖GNSS連續(xù)站，不需要引入較遠(yuǎn)的基巖GNSS連續(xù)站或全球尺度的IGS站作基準(zhǔn)點(diǎn)。網(wǎng)中最大站間距離170 km，構(gòu)成了一個(gè)小尺度的區(qū)域網(wǎng)；改進(jìn)策略在平差時(shí)僅須對(duì)小尺度區(qū)域網(wǎng)本身進(jìn)行平移。由于后續(xù)約束平差中不估計(jì)旋轉(zhuǎn)參數(shù)，需要提前在GLOBK無約束平差階段將其余的待求參數(shù)如衛(wèi)星軌道參數(shù)和極移、原子時(shí)與世界時(shí)的差異等地球旋轉(zhuǎn)參數(shù)予以緊約束[13]（如表1所示）。以上參數(shù)通過GLOBK設(shè)置文件globk.cmd 中的相關(guān)參數(shù)apr_svs、apr_wob和apr_ut1進(jìn)行設(shè)置，軟件默認(rèn)采用的是表1中一般策略的松約束值，需要更改為緊約束值。實(shí)施緊約束后，無約束平差的結(jié)果是消除了整體旋轉(zhuǎn)的GNSS區(qū)域網(wǎng)基線解。在約束平差階段，將基巖GNSS連續(xù)站初始?xì)v元的大地高固定來估計(jì)每天的平移參數(shù)，通過變換即可得到其他GNSS連續(xù)站相對(duì)基巖GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列。

表1 地球旋轉(zhuǎn)參數(shù)約束值設(shè)置

綜上所述，利用改進(jìn)策略進(jìn)行天津市地面沉降監(jiān)測(cè)的步驟是：1）搜集天津地區(qū)包括基巖GNSS連續(xù)站在內(nèi)的連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)；2）在GAMIT中采用VMF1映射模型和高階電離層改正模型等進(jìn)行高精度基線解算，得到小尺度的區(qū)域網(wǎng)解；3）在GLOBK中緊約束衛(wèi)星參數(shù)，并利用表1中改進(jìn)策略的約束值對(duì)區(qū)域網(wǎng)解作無約束平差；4）計(jì)算無約束平差結(jié)果中其他GNSS連續(xù)站相對(duì)于基巖GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列，進(jìn)而在高程時(shí)間序列的基礎(chǔ)上提取出需要的沉降信息。

2 天津市GNSS高程時(shí)間序列解算

2.1 GNSS數(shù)據(jù)搜集

目前，天津市自然資源和地震等部門建設(shè)了24個(gè)GNSS連續(xù)站（編號(hào)分別為CH01、CH02、DZ01、DZ02、GGSL、JHAI、JIXN、JX01、KC01、KC02、KC03、NIHE、PANZ、QING、SW01、TJA1、TJA2、TJBD、TJWQ、TJBH、WQCG、XQYY、XUZZ和YC01）和6個(gè)基巖點(diǎn)，用于地面沉降監(jiān)測(cè)和地殼運(yùn)動(dòng)研究等領(lǐng)域，相鄰GNSS連續(xù)站間距離最遠(yuǎn)45 km，最近5 km。其中JIXN作為中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)，其觀測(cè)墩坐落在北部山區(qū)的基巖上，KC01觀測(cè)墩建設(shè)在樓頂，其余站的觀測(cè)墩建設(shè)在軟土層中?，F(xiàn)有基巖點(diǎn)中部分點(diǎn)位剛加裝GNSS連續(xù)站和靜力水準(zhǔn)儀，還沒有形成長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)數(shù)據(jù)，因此只考慮JIXN作為沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)的方案。本次分析搜集了2017-01-01至2018-12-31共2 a的GNSS數(shù)據(jù)，其中CH01、DZ02、KC02、TJA1和YC01等5個(gè)站因?yàn)橛^測(cè)期間斷電等原因造成數(shù)據(jù)缺失50 d以上，在利用軟件TEQC對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)TJA2的有效觀測(cè)數(shù)據(jù)天數(shù)只有70%，其他18個(gè)站的有效觀測(cè)數(shù)據(jù)天數(shù)達(dá)到95%以上，連續(xù)性較好，因此僅對(duì)18個(gè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2.2 GNSS數(shù)據(jù)處理

利用GAMIT處理基線時(shí)，改進(jìn)策略可以不加入IGS站，但為了與一般策略[2-6]的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，仍加入了天津市周圍的BJFS、CHAN、DAEJ、SUWN、SHAO、WUHN和ULAB等7個(gè)IGS站進(jìn)行聯(lián)合解算。先驗(yàn)坐標(biāo)采用ITRF2014的值，天線改正模型與斯克里普斯軌道和永久陣列中心（Scripps Orbit and Permanent Array Center，SOPAC）使用的保持一致，采用IGS發(fā)布的高階電離層改正文件和2017年、2018年對(duì)應(yīng)的VMF1柵格文件，并對(duì)IGS站先驗(yàn)坐標(biāo)實(shí)施緊約束，同時(shí)估算基線和衛(wèi)星軌道相關(guān)參數(shù)。計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)后歸一化均方根為0.18左右，說明基線解算質(zhì)量良好。

作為對(duì)比，后處理階段利用GLOBK對(duì)2種策略進(jìn)行計(jì)算：1）改進(jìn)策略。將上述天津區(qū)域GNSS連續(xù)站的單天松約束固定解作為準(zhǔn)觀測(cè)值，在GLOBK中按表1的改進(jìn)策略約束后進(jìn)行無約束平差，提取GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列，設(shè)置JIXN的初始高程固定不變，計(jì)算出其他GNSS連續(xù)站相對(duì)于JIXN的高程時(shí)間序列。2）一般計(jì)算策略。利用GLOBK將上述天津區(qū)域GNSS連續(xù)站的單天松約束固定解與SOPAC產(chǎn)出的全球IGS站的同類基線解綁定，這一步通過7個(gè)公共IGS站和公共的GNSS衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)。綁定的卡方增量都小于1.0，說明區(qū)域網(wǎng)基線解和全球IGS網(wǎng)基線解兼容性很好。無約束平差按表1的一般策略松約束后進(jìn)行。在約束平差階段，設(shè)置一組全球核心的IGS站作為參考框架，計(jì)算出轉(zhuǎn)換參數(shù)，進(jìn)而對(duì)18個(gè)GNSS連續(xù)站變換得到ITRF14下的單日坐標(biāo)。GLOBK模塊產(chǎn)出的結(jié)果包括了北（N）東（E）高（U）坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，其中的U分量即大地高，地面沉降表現(xiàn)在U分量的變化上。

2.3 高程時(shí)間序列結(jié)果

每個(gè)站的大地高形成了長(zhǎng)度為700～730 d的高程時(shí)間序列。作為對(duì)比，本文將改進(jìn)策略和一般策略計(jì)算得到的每個(gè)GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列放在同一個(gè)坐標(biāo)軸中，分析它們的離散程度，起始值均歸化為零。限于篇幅，圖1只列出了5個(gè)GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列，其中JIXN作為基準(zhǔn)點(diǎn)，只有一般計(jì)算策略的結(jié)果，即地球質(zhì)心基準(zhǔn)下的高程時(shí)間序列。從圖中可以看到，JIXN的高程時(shí)間序列有明顯的周期性變化趨勢(shì)，包括了海洋及大氣潮汐、環(huán)境負(fù)載等季節(jié)性變化信息[7]，而用改進(jìn)策略的GNSS連續(xù)站則基本消除了這些信息，使DZ01和KC03的高程時(shí)間序列呈現(xiàn)出明顯的線性變化趨勢(shì)。為了消除更換儀器、升級(jí)軟件等對(duì)高程時(shí)間序列可能造成的影響，本文還利用時(shí)間序列分析軟件赫克特（Hector）探測(cè)修復(fù)了所有高程時(shí)間序列中的階躍，但仍然可能有相當(dāng)一部分小量級(jí)的階躍難以探測(cè)，會(huì)對(duì)速度估值產(chǎn)生最大0.2～0.3 mm/a的偏差[14]，這個(gè)量級(jí)對(duì)于天津市沉降分析而言基本可以忽略。

為進(jìn)一步量化離散程度，在每個(gè)GNSS連續(xù)站用坐標(biāo)時(shí)間序列函數(shù)[14]對(duì)2種計(jì)算策略的高程時(shí)間序列進(jìn)行擬合，并統(tǒng)計(jì)擬合后殘差的均方根（root mean squared，RMS）值[15]。RMS越小，表示離散程度越小，意味著高程時(shí)間序列精度越高。由于天津市地面沉降速率在年度之間存在差異，這里僅用天津市年度沉降監(jiān)測(cè)周期2017-08-15—2018-08-15期間的高程時(shí)間序列來進(jìn)行擬合，考慮了常數(shù)項(xiàng)、線性趨勢(shì)項(xiàng)、年周期項(xiàng)和半年周期項(xiàng)。擬合后的RMS結(jié)果如表2所示。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，改進(jìn)策略的RMS為一般策略的56%～73%，意味著改進(jìn)策略計(jì)算得到的所有GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列精度都優(yōu)于一般策略的精度?；谧鴺?biāo)時(shí)間序列函數(shù)，擬合了2種策略下每個(gè)GNSS連續(xù)站在2017-08-15—2018-08-15期間的線性沉降速率，如表2所示。由表可知，在只考慮高斯白噪聲的情況下，改進(jìn)策略的速率誤差明顯小于一般策略，平均減小幅度為35%。另外，一般策略計(jì)算出來的GNSS連續(xù)站都是地面下沉，CH02沉降速率最小，而改進(jìn)策略以JIXN為沉降基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出來的TJBD沉降速率最小，CH02呈弱上升趨勢(shì)。

表2 2種計(jì)算策略的RMS和沉降速率

注：A*表示改進(jìn)策略；B**表示一般策略。

3 改進(jìn)策略對(duì)天津市地面沉降分析的影響

基于改進(jìn)策略解算的天津市GNSS高程時(shí)間序列結(jié)果，討論改進(jìn)策略對(duì)天津市地面沉降分析的影響。從圖1可以看出，除2017-05—2017-09和2018-05—2018-09之外，改進(jìn)策略計(jì)算的高程時(shí)間序列離散程度比一般策略明顯減小。這是由于一般策略采用IGS站作為基準(zhǔn)點(diǎn)，并在GNSS區(qū)域網(wǎng)與ITRF建立聯(lián)系的過程中帶入了誤差，而改進(jìn)策略計(jì)算沒有帶入這樣的誤差；所以RMS較小，精度更高。而在2017-05—2017-09和2018-05—2018-09期間即每年的夏季及前后，一般策略和改進(jìn)策略計(jì)算的高程時(shí)間序列離散程度較其他時(shí)間要大，這是由于天津在此時(shí)間段氣溫較高，大氣對(duì)流和電離層活動(dòng)更加活躍，垂向定位誤差較大的原因?qū)е碌?。且這段時(shí)間內(nèi)，大氣對(duì)流和電離層活動(dòng)帶來的誤差占主導(dǎo)因素，相比之下引入ITRF框架帶來的誤差較小，導(dǎo)致2種策略計(jì)算的高程時(shí)間序列離散程度沒有明顯區(qū)別。

從表2可以看出，一般策略計(jì)算的速率比改進(jìn)策略普遍小約10 mm/a。這是因?yàn)橐话悴呗园薐IXN所代表的天津地區(qū)的基巖運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等共同信息，顯然把這部分信息歸為地面沉降將不利于沉降原因的分析，造成一般策略計(jì)算的地面沉降速率存在系統(tǒng)性的偏差。而在改進(jìn)策略中以JIXN為基準(zhǔn)點(diǎn)的地面沉降值減去了這些信息的影響，因此改進(jìn)策略計(jì)算的地面沉降結(jié)果更加合理。

從圖1還可以看出，采用改進(jìn)策略計(jì)算出的4個(gè)GNSS連續(xù)站的高程時(shí)間序列變化趨勢(shì)十分明顯，有利于分析地面沉降變化規(guī)律。其中DZ01和KC03高程呈現(xiàn)明顯的線性下降趨勢(shì)，沉降速率穩(wěn)定。KC01和TJBH的垂直運(yùn)動(dòng)情況相對(duì)復(fù)雜，呈現(xiàn)出周期性上升和下降現(xiàn)象。初步分析認(rèn)為，高程上升可能是由于雨季降水使淺層地下水得到補(bǔ)充，地下水位回升，引起地面反彈。KC01和TJBH相距僅11 km，但地面反彈時(shí)間不同。TJBH在2017-09—2017-11期間高程呈上升趨勢(shì)，在2017-12—2018-08期間高程呈下降趨勢(shì)，2018-09又開始呈上升趨勢(shì)，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期。而KC01在2017-05—2017-09期間高程呈上升趨勢(shì)，在2017-10—2018-04期間高程呈下降趨勢(shì)，2018-05開始進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期。比對(duì)發(fā)現(xiàn)，TJBH比KC01高程上升延遲約4個(gè)月，2個(gè)站的回彈幅度均超過10 mm，下降幅度大于上升幅度，整體仍呈下降趨勢(shì)。以上不同的沉降規(guī)律可能與所處位置的地質(zhì)條件有關(guān)，還需要結(jié)合水文地質(zhì)等專業(yè)知識(shí)進(jìn)一步研究。

GNSS監(jiān)測(cè)地面沉降速率分布如圖2所示（圖中“北部”等方位表示GNSS連續(xù)站位于天津市北部地區(qū)等相應(yīng)方位），可以看出改進(jìn)策略計(jì)算的中西部和西南部地面沉降速率較大，QING沉降速率最大，北部地面沉降速率較小，北部個(gè)別地區(qū)的地面出現(xiàn)回彈。這與水準(zhǔn)測(cè)量、合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量等手段得到的地面沉降趨勢(shì)基本一致，反映了天津市中西部和西南部地下水超采的現(xiàn)狀。

圖2 天津市GNSS連續(xù)站地面沉降速率

4 結(jié)束語

本文利用穩(wěn)定的基巖GNSS連續(xù)站JIXN作為區(qū)域地面沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，并對(duì)數(shù)據(jù)處理方法做出改進(jìn)，得到高程時(shí)間序列和相應(yīng)沉降速率?；诟倪M(jìn)策略的計(jì)算結(jié)果顯示，高程時(shí)間序列的離散度得到減小，擬合后殘差的RMS減小27%～44%，地面沉降年度速率誤差平均減小35%，可以進(jìn)一步提高GNSS連續(xù)站在天津市地面沉降監(jiān)測(cè)中的精度，且改進(jìn)策略計(jì)算的地面沉降結(jié)果更加合理。同時(shí)，時(shí)間序列離散度的改善可提高信噪比，使GNSS連續(xù)站的年度內(nèi)高程變化趨勢(shì)更加明顯，GNSS連續(xù)站表現(xiàn)出線性沉降或周期性波動(dòng)式沉降。結(jié)果可為地面沉降防治工作提供參考。建議下一步結(jié)合水文地質(zhì)資料對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果做深入分析。

致謝：感謝美國(guó)麻省理工學(xué)院的KING R W博士在本文計(jì)算策略上提供的幫助。

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Improved strategies of GNSS data processing for monitoring land subsidence in Tianjin

CUI Li1, YI Changrong2, DING Kaihua3

（1. Nanjing Guotu Information Industry Co., Ltd., Nanjing 210019, China; 2. Tianjin Geological Affairs Center, Tianjin 300040, China;3. School of Geography and Information Engineering, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430078, China）

In order to further improve the accuracy of land subsidence monitoring with global navigation satellite system (GNSS), the paper proposed the improved strategies of GNSS data processing for monitoring land subsidence: GNSS continuously operating stations were selected as the monitoring datum of land subsidence; the optimal calculation models were adopted; the adjustment method was developed. Taking GNSS data from 2007 to 2008 in Tianjin city as an example, results showed that the strategies could reduce the root mean square of residual of GNSS height time series by 27%～44%, and decrease the the annual rate error of land subsidence by about 35% on average; moreover, it could make the yearly variation trend of land subsidence in height time series be more obvious, with a linear subsidence or periodic fluctuating subsidence indicated by GNSS continuously operating stations. The proposed method would help solve the datum problem of land subsidence monitoring effectively and improve the monitoring precision of land subsidence.

global navigation satellite system (GNSS); continuously operating stations; land subsidence; height time series; monitoring datum

崔立, 易長(zhǎng)榮, 丁開華. 天津市GNSS地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)解算改進(jìn)策略[J]. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào), 2023, 11(4): 78-83.（CUI Li, YI Changrong, DING Kaihua. Improved strategies of GNSS data processing for monitoring land subsidence in Tianjin[J]. Journal of Navigation and Positioning, 2023, 11(4): 78-83.）DOI:10.16547/j.cnki.10-1096.20230411.

P228

A

2095-4999(2023)04-0078-06

2022-11-08

崔立（1982—），男，陜西延安人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)镚NSS、遙感等技術(shù)和應(yīng)用。

易長(zhǎng)榮（1982—），男，湖北公安人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)镚NSS、GIS、遙感等技術(shù)和應(yīng)用。