地球物理大地测量

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目的：充分利用与综合各种数据资源，精确计算全部类型潮汐与非潮汐地球动力学影响导致的卫星轨道摄动，以期全面提升大地测量卫星的地球重力场、地球变化监测和卫星动力学定轨水平。

（1）利用“卫星轨道摄动潮汐影响计算”，逐一选择潮汐影响类型，分别计算重力位、摄动力的固体潮、海潮大气潮负荷、地球极移和海潮极潮影响。

（2）构造卫星轨道面大地高格网模型，并依据卫星运行时间，构建全球非潮汐海平面、大陆水和大气压（月/半月）变化格网模型时间序列。

（3）利用“全球等效水高格网规格化球谐分析”，由全球非潮汐海平面、大陆水和大气压（月/半月）变化格网模型时间序列，生成相应的非潮汐负荷规格化球谐系数模型时间序列。

（4）利用“球谐系数模型加权运算”，将全球非潮汐海平面、大陆水和大气压球谐系数模型相加，生成全球非潮汐负荷球谐系数模型时间序列。

（5）利用“地球外部空间非潮汐负荷影响计算”，由卫星轨道面大地高格网模型和全球非潮汐负荷球谐系数模型，选择大地坐标格式，分别计算卫星轨道面上摄动位和摄动力三分量非潮汐负荷影响格网时间序列。

（6）利用“格网时序插值任意时刻点值”，由卫星星历文件和卫星轨道面上非潮汐负荷格网时序，按经纬度坐标和时间，内插卫星轨道在实际时刻的非潮汐负荷影响。

目的：基于CORS网站点大地高变化时序，结合大气、地表水及海平面变化等观测资料，通过精化负荷垂直形变、大地水准面、地面重力及地倾斜变化格网时序，实现区域非潮汐负荷形变场及时变重力场的连续监测。

方法：基于全球和区域地表负荷模型的移去恢复法。

（1）计算全球负荷垂直形变场及重力场月变化模型值，以及区域剩余负荷垂直形变场与重力场月变化模型值。

（2）利用“非潮汐时序分析与处理”有关程序，从CORS站天解（或周解）时间中移去线性变化，构造CORS站大地高月变化（非线性变化）时序。

（3）利用“4等效水高球谐综合负荷形变场计算”，从CORS站大地高月变化时间序列中，移去全球负荷影响（大地高月变化、负荷垂直形变）模型值。

（4）继续利用“等效水高球谐综合负荷形变场计算”，选择计算负荷影响类型为“等效水高值”，从区域等效水高变化格网中，移去全球负荷等效水高模型值，生成区域剩余等效水高变化格网模型时间序列。

（5）利用“区域格林函数积分负荷形变场计算”，由区域剩余等效水高变化格网模型时间序列，从CORS站大地高月变化时间序列中，再移去区域剩余负荷影响（大地高月变化）模型值，生成CORS站剩余大地高月变化时序。

（6）利用“站点大地测量参数负荷形变场精化”，由CORS站网各站点剩余大地高月变化时间序列，生成区域剩余等效水高月变化时序。

（7）利用“区域格林函数积分负荷形变场计算”，由区域剩余等效水高月变化格网模型时序，生成区域剩余地面大地高、大地水准面、地面重力与地倾斜月变化精化值格网时序。

（8）将地面大地高、大地水准面、地面重力与地倾斜变化格网时间序列的全球负荷影响模型值、区域剩余负荷影响模型值和区域剩余负荷影响精化值相加，得到区域地面大地高、大地水准面、地面重力与地倾斜月变化格网时间序列。

目的：通过InSAR监测量野值探测，极浅地表自身变化分离，InSAR监测量CORS网时空监测基准统一，以及InSAR监测量时序分析与时变信号重构等，优化整合CORS网非线性时变信号全天候连续监测能力和时变信号无误差累积优势，与InSAR高精度地面垂直变化空间差异性的高分辨率监测能力，实现统一时空监测基准中高时空分辨率垂直形变(地面沉降)的高精度监测。

技术方案：

（1）依据地面沉降空间高相关特点，由InSAR监测量构造平滑的参考格网，以分离InSAR野值、粗差和突变等非沉降信息信号，分离SAR多路径效应和复杂粗糙地表环境干扰。

（2）依据沉降量与动力源/作用点距离或距离平方近似反比的空间性质，对每期InSAR监测量进行高斯滤波，使其二阶可微，以分离极浅地表层非沉降信号，抑制大气延迟短波扰动及地表自身变化。

（3）利用InSAR监测量与CORS网地面沉降量中长波成分的差异，将InSAR监测量时序统一到CORS网监测基准，以控制InSAR监测量随时间的误差累积，补偿或校正大气延迟与潮汐形变引起的空间变化信息和时变信号，修复空间尺度大于InSAR干涉区的时变信号，将InSAR监测量统一转为正（常）高变化。

（4）依据动力（加速度）是沉降量（位移）对时间的二阶导数，对InSAR沉降量进行时序分析与重构，使其连续可导，以提高沉降量的可靠性和精度水平，实现地面沉降的情势分析与短时推估预报。

说明：

（1）由CORS网地面沉降格网范围覆盖各组InSAR时序监测区，实现多组InSAR监测量时序的空间监测基准统一。

（2）按相同采样时刻，对各组InSAR沉降量进行信号重构，就能实现多组时序InSAR监测成果的深度融合。

目的：从CORS网地面高程、重力和地倾斜变化格网时序中，提取地面稳定性变化信号，估计CORS网作用范围内总体地面稳定性，定量跟踪CORS网运行期间，地面稳定性降低的时间与地点、持续作用时间与空间作用范围，揭示地面稳定性时空演变动态。

（1）利用稳定性降低定量辨识准则，由CORS网地面形变场变化格网时序，直接生成地面稳定性变化格网时序。

利用“高程变化格网地面稳定性变化检测”、“重力变化格网地面稳定性变化检测”、“地倾斜变化的地面稳定性变化检测”，分别由地面高程变化、地面重力变化和地倾斜变化格网时间序列，确定3种地面稳定性变化格网时序。

（2）综合CORS网地面稳定性变化与形变场监测成果，定量估计CORS网作用范围内的总体地面稳定性格网模型。

①利用“格网格值水平梯度估计”，选择“采用极坐标表示水平梯度向量”，由CORS网地面沉降速率格网，计算地面沉降速率水平梯度格网。

②利用“系列格网格值统计文件构造”，分别统计基于高程、重力和地倾斜变化的地面稳定性变化格网时间序列，获得3种稳定性变化时序的标准差格网模型。

③利用“文件数据统计信息提取”，获得3种稳定性变化时序的标准差格网、地面沉降速率水平梯度格网的平均值和标准差。

④灵活运用“两格网文件的加权运算”，将3种稳定性变化时序标准差格网、地面沉降速率水平梯度格值分别减去其平均值，再除以各自标准差，实现3种稳定性变化时序标准差格网和地面沉降速率水平梯度格网的归一化。

⑤利用“两格网文件的加权运算”，以总体稳定性较大值与地质灾害（隐患）点的分布一致性为目标，调整权比关系，将3种稳定性变化时序的标准差和地面沉降速率水平梯度格网加权平均，定量估计CORS网作用范围内总体地面稳定性格网。

⑥以总体地面稳定性格网模型为底图，展绘该地区已有地质灾害（隐患）点位置，评价 CORS站网对整个区域总体地面稳定性的定量估计能力。

总体地面稳定性能刻画地面稳定性空间分布差异。数值越小的地方，表示该地方地面稳定性状态变化越小，可认为其附近地面总体上是稳定的，反之，总体的稳定性较差。

（3）以总体地面稳定性为背景场，优化整合基于地面高程、重力和地倾斜格网的地面稳定性变化，构建CORS网地面稳定性变化格网时序。

①利用“系列格网数据统计信息提取”，分别统计基于地面高程、重力和地倾斜格网的地面稳定性变化格网时序，获得3种时序的平均值和标准差。

②灵活运用“两格网文件的加权运算”，通过将全部格网格值减去平均值，再除以标准差，归一化3种地面稳定性变化时序与总体地面稳定性格网。

目的：统一地面稳定性变化监测基准。

③以地面稳定性降低与已有地灾（险情）事件基本一致为优化目标，调整3种地面稳定性变化、总体稳定性的权比关系。权值之和等于1。

④加权平均确定CORS站网地面稳定性变化格网时间序列。

⑤地面稳定性变化格网模型时序，反映了地面稳定性变化的当前态势（时间上），以及不同位置上当前态势之间的差异（空间上）。

⑥在整个地面稳定性变化格网模型时间序列中，格值越大，表明该时刻、该地方的地面稳定性降低幅度越大。

⑦无论在什么情况下，若某时某地（用时序对应时刻的格网所在水平坐标表示）的地面稳定性变化值增大，都表明此时该处的地面稳定性正在加速降低。

⑧在地面稳定性变化格网时序中，格值较小的格网所在地与时序对应时间，能作为CORS网作用范围内整个时间跨度的地面稳定性变化参考基准。