利用GPS技术精化区域海潮模型研究

Due to the lack of regional data constraints, all global ocean tide models are not accuracy enough in China's offshore areas, and the displacements predicted by the different models are not consistency. The ocean tide loading effects have become a major source of error in the high-precision GPS positioning. It is important for high-precision GPS applications to build an appropriate regional ocean tide model. An accurate tide model can improve the accuracy of GPS positioning, similarly, the precision GPS measurements can also contribute to refine the ocean model, which is a positive feedback process. A large number of continuous GPS tracking stations located in the offshore area have been built up under the many major projects funded, and it provides us with an opportunity and possibility to refine ocean tide model. We plan to collect all available GPS data in the offshore area to process again. In the processing, we take the amplitude and the initial phase of the tidal waves as parameters and use least-squares estimation to solve them along with other parameters, such as station coordinates, the carrier phase ambiguities and tropospheric zenith delay parameters, and then use Kalman filtering to obtain the optimal solution from a series of daily solutions. Based on the estimations, an ocean tide model is built for our area.

由于缺乏区域数据的约束，目前广泛应用的全球海潮模型在我国近海区域都存在精度上的缺陷，不同模型计算得到的海潮负荷位移差异很大。海潮的负荷效应已成为高精度GPS定位中的一个主要误差源。建立适用于我国区域的海潮模型具有重要的现实意义。精细、准确的海潮模型可以提高GPS定位精度，同样高精度的GPS观测也可用于精化海潮模型，这是一个正反馈的过程。我国多个重大项目都在近海区域布设了GPS连续观测站，为利用GPS建立精化的区域海潮模型提供了数据基础。课题计划收集所有可用的近海GPS观测数据，在数据解算中将潮波的振幅和初相作为未知数与GPS定位解算中的其他未知数（测站坐标、载波相位模糊度及对流层天顶延迟等）一起进行最小二乘估计， 并采用卡尔曼滤波的方法从一系列的单日解中获取最优解，由此建立适用于我国区域的海潮模型。

由于缺乏区域数据的约束，目前广泛应用的全球海潮模型在我国近海区域都存在精度上的缺陷，不同模型计算得到的海潮负荷位移差异很大。海潮的负荷效应已成为高精度GPS定位中的一个主要误差源。建立适用于我国区域的海潮模型具有重要的现实意义。精细、准确的海潮模型可以提高GPS定位精度，同样高精度的GPS观测也可用于精化海潮模型，这是一个正反馈的过程。我国多个重大项目都在近海区域布设了GPS连续观测站，为利用GPS建立精化的区域海潮模型提供了数据基础。课题对我国区域连续运行基准站时间序列进行分析，发现沿海区域基准站时间序列有～15天周期项。表明目前广泛采用的全球海潮模型，在我国沿海区域缺乏数据约束，而不够准确；课题利用GPS观测数据，建立了适用于我国区域的海潮模型。模型可以用于今后修正我国区域海潮模型不精确的问题，应用于高精度GNSS数据处理、重力观测数据处理以及验潮站数据处理中海潮符合的计算等，从而提高GNSS、重力以及验潮站的精度。此外，模型的不断精化使得GNSS可用于扑捉更微弱的信号，从而促进地球科学研究的深入。此外，课题还研究了大规模GNSS数据中关键技术问题，为未来基于大规模GNSS基准站建立海潮模型奠定了基础。