[发明专利]华北平原地壳垂向位移季节性和时空变化分析方法和系统

权利要求书

1.一种华北平原地壳垂向位移季节性和时空变化分析方法，其特征在于，包括：

获取地壳形变序列y_GPS、GRACE卫星同期RL06球谐系数产品和降雨数据产品；

根据负荷弹性形变理论、滑动窗拟合多项式法、高斯滤波及GAC，对GRACE卫星同期RL06球谐系数产品进行改正，得到地壳负荷形变

采用变分模态分解VMD方法分解地壳形变序列y_GPS和地壳负荷形变得到y_GPS和各自的模态分量IMF_GPS和IMF_GRACE；

根据能量谱值和L-S谱分析法，确定IMF_GPS的季节项分量SEA_GPS和趋势项TR_GPS、以及IMF_GRACE的季节项分量SEA_GRACE和趋势项TR_GRACE；

分别对IMF_GPS的季节项分量SEA_GPS和趋势项TR_GPS、以及IMF_GRACE的季节项分量SEA_GRACE和趋势项TR_GRACE进行重构，确定季节项分和趋势项的重构结果；

根据重构结果，利用加权均方根法进行分析，确定SEA_GPS与SEA_GRACE的季节项关系，并结合TR_GPS、TR_GRACE和降雨数据产品确定华北平原地区地壳形变的时空变化关系，以实现对当地水资源的有效管理。

2.根据权利要求1所述的华北平原地壳垂向位移季节性和时空变化分析方法，其特征在于，获取地壳形变序列y_GPS，包括：

获取中国大陆环境监测网络CMONOC提供的CORS站坐标时间序列，将CORS站坐标时间序列作为GPS卫星观测数据U(t)；

剔除GPS卫星观测数据U(t)中大于三倍标准差的异常值，得到地壳形变序列y_GPS。

3.根据权利要求1所述的华北平原地壳垂向位移季节性和时空变化分析方法，其特征在于，根据负荷弹性形变理论、滑动窗拟合多项式法、高斯滤波及GAC，对GRACE卫星同期RL06球谐系数产品进行改正，得到地壳负荷形变包括：

采用滑动窗拟合多项式法、高斯滤波及GAC，对GRACE卫星同期RL06球谐系数产品进行改正，得到地球重力场球谐系数C的变化量ΔC_lm和地球重力场球谐系数S的变化量ΔS_lm；

根据负荷弹性形变理论，确定负荷弹性形变公式：

通过负荷弹性形变公式，解算得到地壳负荷形变

其中，θ和分别表示余纬度和经度，A表示地球半径，h_l表示l阶引力潮作用下的径向勒夫参数，k_l表示l阶引力潮作用下的水平勒夫参数；W_l表示高斯平滑核函数，表示完全规格化缔合勒让德函数，m表示固定球谐系数的阶次，l表示勒夫参数的阶次。

4.根据权利要求3所述的华北平原地壳垂向位移季节性和时空变化分析方法，其特征在于，

其中，r表示高斯滤波平滑半径，a表示地球的平均半径，γ表示球面上任意两点与之间角度。