[发明专利]基于站间相关性空间结构函数构建的GNSS成像方法

说明书

本发明提供一种基于站间相关性空间结构函数构建的GNSS成像方法，包括输入GNSS测站坐标时间序列观测值，以及每个GNSS测站的速度及不确定性；结合研究区域的地质学与大地测量学结果，对GNSS网内的测站进行聚类划分，得到聚类区域；计算各聚类区域内任意两测站所构成测站对之间的相关系数，根据测站间相关系数进行数据池划分，获取每个聚类区域中若干数据池及在各数据池内的GNSS测站对；在每个聚类区域内，计算每个数据池中所有测站对相关系数的中值和绝对中位差，构建各聚类区域的空间结构函数，标准化形成整个GNSS网最终的空间结构函数；依据速度不确定性和空间结构函数，确定研究范围内所有测站的权，利用空间插值方法进行空间插值，形成影像。

技术领域

本发明属于GNSS数据精密处理技术领域，涉及一种基于GNSS多测站时间序列构建空间结构函数的GNSS成像方法。

背景技术

近年来，GPS/GNSS监测网络的投入运行，在覆盖范围上获得了巨大的扩展，测站数目日益增多，包括中国地壳运动观测网络和中国大陆构造环境监测网络，美国的PBO网络，欧洲的EPN，日本的GEONET等网络，产生了大量的呈级数增长的观测数据。

利用这些密集的GNSS监测网络，可以合理利用GNSS时间序列确定测站速度及其不确定性，从而进行地壳形变成像；然而，利用GNSS成像技术，遇到的瓶颈问题包括如何构建反映地壳形变空间特征的空间结构函数。

发明内容

本发明提供一种GNSS成像方法，实现基于各向同性假设的空间结构函数的构建，该方法利用研究区域内GNSS测站速度及不确定性所反映的统计特征进行构建，有效提高GNSS成像的空间分辨率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种基于站间相关性空间结构函数构建的GNSS成像方法，包括以下步骤，

步骤1，输入GNSS测站坐标时间序列观测值，以及每个GNSS测站的速度v_n及其不确定性σ_n，n＝1,2,…,N；其中，N为整个GNSS网中GNSS测站的总数，n为整个GNSS网中GNSS测站的标号；

步骤2，结合研究区域的地质学与大地测量学结果，对GNSS网内的测站进行聚类划分，设得到K个聚类区域，第k个聚类区域记作I_k，k＝1,2,...,K；

步骤3，计算各聚类区域内任意两测站所构成测站对之间的相关系数，设第k个聚类区域I_k内有I个测站，计算第k个聚类区域I_k内的GNSS网中对应的任意两测站i,j所构成测站对之间的相关系数γ_i,j；其中，k＝1,2,...,K，i＝1,2,...,I；j＝1,2,...,I；i≠j；

步骤4，在每个聚类区域I_k内，根据测站间相关系数γ_i,j进行数据池划分，获取每个聚类区域中若干数据池及在各数据池内的GNSS测站对，设聚类区域I_k有Q个数据池，某个数据池内测站数目记作m，该数据池内可组成的GNSS测站对为m(m-1)/2；

步骤5，在每个聚类区域I_k内，计算每个数据池内任意测站对之间的速度差值以及数据池中所有测站对相关系数的中值，实现方式如下：

依据步骤1中获得的速度，计算每个数据池内任意两测站a,b所构成测站对之间的速度差值dv_a,b以及数据池中所有测站对相关系数的中值M(γ_q)，q＝1,...,Q；

步骤6，在每个聚类区域I_k内，对每个数据池将各测站对的速度差值dv_a,b按从小到大排序，求取测站对的速度差值序列的中位数M(dv)；