基于GAN的GPS坐标时间序列降噪

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作者 周新宇 陈刚 边家文 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第5期506-511,共6页

将生成对抗网络(generative adversarial networks, GAN)应用于GPS坐标时间序列的降噪处理中,通过生成器生成时间序列数据,并利用判别器对生成数据与干净的时间序列数据进行区分。在训练过程中,不断迭代优化生成器,直至判别器无法区分... 将生成对抗网络(generative adversarial networks, GAN)应用于GPS坐标时间序列的降噪处理中,通过生成器生成时间序列数据,并利用判别器对生成数据与干净的时间序列数据进行区分。在训练过程中,不断迭代优化生成器,直至判别器无法区分生成数据与真实干净数据,从而实现降噪效果。仿真实验结果表明,与WNNM、BiLSTM和SSA等传统方法相比,GAN方法在残差振幅、残差谱指数和速度不确定度等关键指标上与原始噪声的相关指标最接近,展现出更高效的降噪性能。真实数据的实验结果进一步验证了本文算法在实际GPS坐标时间序列降噪中的有效性。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 深度学习 GAN 信号降噪

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基于SSA探测GPS坐标时间序列的阶跃 被引量：2

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作者 苏利娜 翟宏光 +1 位作者 王秋宁 田晓静 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2023年第5期464-466,486,共4页

探测可能存在的阶跃是GPS坐标时间序列预处理的关键步骤,自动化探测阶跃对于密集台站或数量庞大的GPS网络管理具有重要意义。本文提出基于奇异谱分析的阶跃自动探测方法,并验证该方法的有效性。实验表明,该方法可以探测出有明显台阶的阶... 探测可能存在的阶跃是GPS坐标时间序列预处理的关键步骤,自动化探测阶跃对于密集台站或数量庞大的GPS网络管理具有重要意义。本文提出基于奇异谱分析的阶跃自动探测方法,并验证该方法的有效性。实验表明,该方法可以探测出有明显台阶的阶跃,且震后形变等瞬态运动不影响探测结果,但对于与背景运动差异不明显的阶跃存在一定的局限性。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 自动探测 阶跃 奇异谱分析

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基于RegEM算法的GPS坐标时间序列插值应用分析 被引量：9

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作者 王方超 吕志平 +1 位作者 吕浩 邝英才 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第1期45-50,共6页

将一种基于数据驱动的RegEM算法引入GPS坐标时间序列插值中,分别采用模拟不同比例连续缺失数据与实测含缺失数据,比较RegEM与拉格朗日方法、三次样条方法、正交多项式方法的插值效果与性能。结果表明,对于模拟不同比例连续缺失数据,RegE... 将一种基于数据驱动的RegEM算法引入GPS坐标时间序列插值中,分别采用模拟不同比例连续缺失数据与实测含缺失数据,比较RegEM与拉格朗日方法、三次样条方法、正交多项式方法的插值效果与性能。结果表明,对于模拟不同比例连续缺失数据,RegEM算法插值效果均优于传统方法,且在大量数据连续缺失的情况下效果最优;对于实测含缺失数据,RegEM方法插值所得序列保留方差最大化效果最好,约为正交多项式方法的1.17倍、三次样条方法的1.38倍。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 插值 数据驱动模型 RegEM

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基于改进的经验模态分解和SSA联合算法的GPS坐标时间序列重构 被引量：4

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作者 张祎磊 边家文 +2 位作者 丁开华 冉佳诺 刘文平 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2022年第9期904-909,共6页

基于ICEEMDAN算法无需先验信息即可准确分离和提取低频信号与趋势信息的特性,以及SSA具有较好的信号重构优势,提出基于ICEEMDAN和SSA的联合重构方法。该方法将弱周期信号利用ICEEMDAN方法进行提取与重构,可弥补SSA方法中当弱周期信号对... 基于ICEEMDAN算法无需先验信息即可准确分离和提取低频信号与趋势信息的特性,以及SSA具有较好的信号重构优势,提出基于ICEEMDAN和SSA的联合重构方法。该方法将弱周期信号利用ICEEMDAN方法进行提取与重构,可弥补SSA方法中当弱周期信号对应的Hankel矩阵的奇异值和噪声Hankel矩阵的奇异值接近时容易被噪声掩盖而难以提取的不足。通过模拟实验和真实站点数据验证该算法分解和重构精度,并与奇异谱分析法、小波分解法、滑动最小二乘法进行比较。实验结果表明,ICEEMDAN-SSA联合算法相对于已有方法具有更好的重构精度。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 周期信号 ICEEMDAN算法 信号重构

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基于RSI的GPS坐标时间序列瞬态地壳形变信号探测

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作者 成国辉 罗勇 +1 位作者 刘斌 匡翠林 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第8期25-29,共5页

提出了利用RSI的瞬态地壳形变信号探测方法,并将其应用于北美洲卡斯卡迪亚古陆俯冲带区域的部分GPS连续跟踪站的时间序列的瞬态形变探测中。研究结果表明:RSI方法能有效探测各序列中的瞬态形变,且能获得瞬态形变发生的开始时间、结束时... 提出了利用RSI的瞬态地壳形变信号探测方法,并将其应用于北美洲卡斯卡迪亚古陆俯冲带区域的部分GPS连续跟踪站的时间序列的瞬态形变探测中。研究结果表明:RSI方法能有效探测各序列中的瞬态形变,且能获得瞬态形变发生的开始时间、结束时间、持续时间和滑移量;与未使用偏移改正的序列相比,使用瞬态偏移改正得到的残差时间序列方差显著减小。 展开更多

关键词 相对强弱指数 瞬态形变 gps坐标时间序列 信号探测

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基于迭代PCA的GPS时间序列震后形变估计方法和应用 被引量：4

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作者 苏利娜 甘卫军 +2 位作者 张勇 苏小宁 赵倩 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期940-949,共10页

GPS时间序列的震后形变分析对于研究区域震后形变机制和岩石圈流变学特性以及维持国际动态地球参考框架具有重要意义.本文在现有参数估计方法的基础上,提出兼顾震后形变衰减特征空间相关性和整体建模的"迭代PCA参数估计方法"... GPS时间序列的震后形变分析对于研究区域震后形变机制和岩石圈流变学特性以及维持国际动态地球参考框架具有重要意义.本文在现有参数估计方法的基础上,提出兼顾震后形变衰减特征空间相关性和整体建模的"迭代PCA参数估计方法",并利用模拟数据证实了新方法可以获取更稳健可靠的震后形变、同震形变和震间速度参数.最后,以37个新西兰GPS连续站坐标时间序列为例,利用迭代PCA方法提取了2016年11月13日Kaikoura地震共性的震后形变时间演化过程和各站点的震后形变,并定量分析了震后形变对地表速度的影响.结果表明各站的震后形变在时间域上以衰减常数τ为4天的对数模型持续松弛;空间域上南岛北东部和北岛最南部震后形变较大,其中,最大震后形变点为cmbl站,截至2017年6月10日NEU方向累计的震后形变分别达到107mm,135mm和187mm,地表速度分别达到133.58mm·a-1,112.05mm·a-1和175.58mm·a-1,仍高于稳定的震间速度. 展开更多

关键词 迭代PCA gps坐标时间序列 震后形变 MW7.8新西兰Kaikoura地震

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联合区域叠加滤波法与小波变换去除GPS站坐标时间序列噪声 被引量：7

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作者 马俊 周晓慧 朱兆涵 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2017年第12期6-11,共6页

GPS站坐标时间序列中存在的周期性与非周期性误差严重影响了对测站运动特征的分析及其非线性变化的物理机制解释。因此,为削弱噪声的影响,本文首先利用区域叠加滤波法去除了南加利福尼亚地区16个测站时间序列的共模误差,以此削弱时间序... GPS站坐标时间序列中存在的周期性与非周期性误差严重影响了对测站运动特征的分析及其非线性变化的物理机制解释。因此,为削弱噪声的影响,本文首先利用区域叠加滤波法去除了南加利福尼亚地区16个测站时间序列的共模误差,以此削弱时间序列中存在的包括周年和半周年误差在内的周期性误差。为去除滤波后残留的噪声,对滤波后的信号进行静态离散小波变换,提取了周期为半周年以上的信号。结果表明,联合区域叠加滤波法与小波变换对GPS站坐标时间序列进行处理,既能够削弱周期性误差对信号的影响,又能较好地提取测站的非线性运动信号。 展开更多

关键词 gps站坐标时间序列 共模误差 小波变换 信噪分离

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一种改进的GPS坐标序列共模误差滤波方法 被引量：1

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作者 谢玖刚 匡翠林 周要宗 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2019年第9期924-927,共4页

提出一种改进的相关加权叠加滤波方法,顾及GPS站点位置残差序列的总体噪声水平,有利于抑制站点自身噪声和残余粗差给共模误差(common-mode error,CME)计算带来的不利影响。该方法采用相关系数作为权重因子,拥有良好的空间响应。选取我... 提出一种改进的相关加权叠加滤波方法,顾及GPS站点位置残差序列的总体噪声水平,有利于抑制站点自身噪声和残余粗差给共模误差(common-mode error,CME)计算带来的不利影响。该方法采用相关系数作为权重因子,拥有良好的空间响应。选取我国陆态网8个GPS站点的数据对该方法的适用性进行分析,结果表明,相对于相关加权叠加滤波,其拥有更好的性能,均方根(RMS)改进率提高20%左右,能更加准确地提取CME。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 共模误差 相关加权叠加滤波

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非潮汐海洋负载效应对近海岸IGS测站坐标时间序列的影响 被引量：11

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作者 周伯烨 姜卫平 李昭 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第11期1008-1013,共6页

根据均匀分布在全球各大洲的IGS测站信息,选取105个数据质量良好的近海岸测站以及29个内陆测站,利用ECCO发布的海底压力数据计算得到由非潮汐海洋负载引起的IGS测站位置N、E、U方向上的位移。分析了由地理位置差异导致的测站受非潮汐海... 根据均匀分布在全球各大洲的IGS测站信息,选取105个数据质量良好的近海岸测站以及29个内陆测站,利用ECCO发布的海底压力数据计算得到由非潮汐海洋负载引起的IGS测站位置N、E、U方向上的位移。分析了由地理位置差异导致的测站受非潮汐海洋负载效应的影响存在的差异,并修正了SOPAC提供的IGS测站坐标时间序列,探讨了非潮汐海洋负载效应引起的测站位移对近海岸测站坐标时间序列的影响。结果表明,近海区域(<50km)测站受到非潮汐海洋负载影响U方向平均量级为5mm,远大于内陆(>500km)测站U方向的影响;经过非潮汐海洋负载修正,71%的测站高程坐标时间序列RMS值得以减小,其中最大可使RMS值降低13%;大西洋、太平洋西海岸受其影响比东海岸大,考虑到其受非潮汐海洋负载效应影响显著,使用大西洋与太平洋西海岸地区测站坐标时间序列前必须进行非潮汐海洋负载修正。 展开更多

关键词 非潮汐海洋负载效应 近海岸区域 gps坐标时间序列 wRMS分析

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地表质量负载对格陵兰岛区域GPS站点坐标时序特征的影响 被引量：2

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作者 汪浩 岳建平 +1 位作者 向云飞 李乐乐 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第8期20-24,共5页

选取ITRF2008框架下格陵兰岛区域12个GPS站2013年1月-2016年12月期间的日解坐标时间序列作为研究对象,并利用极大似然估计分析地表质量负载改正前后各站点的噪声特性、速度场及周期项振幅。结果表明:站点最优噪声模型主要为白噪声+幂律... 选取ITRF2008框架下格陵兰岛区域12个GPS站2013年1月-2016年12月期间的日解坐标时间序列作为研究对象,并利用极大似然估计分析地表质量负载改正前后各站点的噪声特性、速度场及周期项振幅。结果表明:站点最优噪声模型主要为白噪声+幂律噪声与白噪声+闪烁噪声,地表质量负载形变修正GPS坐标时序后,明显增加U方向闪烁噪声的成分,平均降低其速度约0.36mm/a,对水平方向影响较小;同时分别降低高程方向44.1%、14.2%的1a项、0.5a项振幅,相反,却增加了水平方向的周期项振幅。 展开更多

关键词 地表质量负载 gps坐标时间序列 噪声模型 速度场 周期项振幅

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GPS网共模误差的空间响应分析 被引量：7

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作者 龚国栋 贺小星 +2 位作者 花向红 舒颖 丁凌航 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2016年第11期951-957,共7页

对共模误差的空间变化进行分析。以美国南加州及周边区域的GPS台站网中3个站台为中心,通过划分9个不同的尺度空间,采用基于主成分分析(PCA)的空间滤波方法,对每个空间尺度GPS坐标序列共模误差进行提取,探讨不同空间尺度下GPS网共模误差... 对共模误差的空间变化进行分析。以美国南加州及周边区域的GPS台站网中3个站台为中心,通过划分9个不同的尺度空间,采用基于主成分分析(PCA)的空间滤波方法,对每个空间尺度GPS坐标序列共模误差进行提取,探讨不同空间尺度下GPS网共模误差的空间响应特性,为子区域的划分提供相应的理论基础。 展开更多

关键词 gps坐标时间序列 共模误差 PCA空间滤波 空间尺度

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尼泊尔M_W7.9地震震后断层滑动时空特征分析 被引量：1

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作者 杨忠荣 袁林果 +2 位作者 姜中山 杜文成 张宁宁 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第9期891-896,共6页

利用2015年尼泊尔MW7.9地震震后16个站531d的连续观测数据,基于弹性位错理论,使用主成分反演方法(PCAIM)分析该地震震后断层滑动的时空变化特性。结果表明:1)震后断层滑动服从对数衰减模式;2)余滑主要分布在主震破裂带北部区域,最大滑... 利用2015年尼泊尔MW7.9地震震后16个站531d的连续观测数据,基于弹性位错理论,使用主成分反演方法(PCAIM)分析该地震震后断层滑动的时空变化特性。结果表明:1)震后断层滑动服从对数衰减模式;2)余滑主要分布在主震破裂带北部区域,最大滑动量达到20.6cm,位于地表以下26.7km处;3)余滑释放的地震矩为3.36×1020 N·m,对应矩震级约为MW7.6。 展开更多

关键词 尼泊尔地震 gps坐标时间序列 主成分反演方法 震后形变 余滑

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不同地球模型对中国陆区大气负荷位移建模的影响 被引量：2

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作者 李长海 钟萍 +3 位作者 姜中山 汤苗 杨兴海 由晓文 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期973-985,共13页

目前进行质量负荷位移建模时通常使用的是全球或区域平均的一维地球模型,这类地球模型无法反映地壳结构的局部差异,如地壳厚度、地震波波速等.本文利用地表气压再分析数据产品NCEP/NCAR Reanalysis 1(NCEP R-1)和不同地球模型(Prelimina... 目前进行质量负荷位移建模时通常使用的是全球或区域平均的一维地球模型,这类地球模型无法反映地壳结构的局部差异,如地壳厚度、地震波波速等.本文利用地表气压再分析数据产品NCEP/NCAR Reanalysis 1(NCEP R-1)和不同地球模型(Preliminary reference Earth model(PREM)、AK135、STW105和CRUST1.0)计算的负荷格林函数计算中国陆区的大气负荷垂向形变,结合GPS实测位移数据,评估基于不同地球模型计算得到的地表形变的差异.通过比较PREM与不同地球模型的建模结果发现,一维地球模型之间的建模差异较小,主要集中在气压变化较大的东部地区和西北地区,气压变化较小的青藏高原地区的建模差异则更小.相反,PREM与CRUST1.0模型在青藏高原地区的建模差异最大,在东部地区的建模差异最小.PREM与STW105、AK135和CRUST1.0在中国陆区的最大位移建模差异分别为0.05、0.34和0.44 mm.不同地球模型的建模差异是由负荷格林函数不同产生的,而负荷格林函数在近场受上地壳厚度的影响较大.对于局部地壳结构差异明显的青藏高原地区,一维地球模型AK135和STW105的建模结果对GPS残差的修正效果与PREM相当,而CRUST1.0地壳模型在修正PREM后可以使残差的WRMS最高降低0.93%.本文的研究表明,地壳结构的局部差异对负荷位移建模的影响不容忽视. 展开更多

关键词 地球模型 负荷格林函数 大气负荷 gps垂向坐标时间序列

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