Effect Analysis of Ocean Tide Loading on GPS Precise Positioning Combining High Precision Local Tide Model with Global Ocean Tide Model
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摘要: 利用卫星测高技术建立的全球海潮模型的精度和分辨率均有限,而高精度、高分辨率的近海区域潮汐观测资料,可用于改善和提高全球海潮模型在沿海地区的精度。利用中国东海和南海的近海海潮模型,对HAMTIDE11A.2011全球海潮模型中的中国近海区域进行了替换,并得到了修正前后模型计算的海潮负荷对不同区域GPS测站精密定位的影响。分析可得:(1)确认修正前后的全球海潮模型计算的海潮负荷对GPS测站精密定位的影响存在约5 mm的差异,并通过频谱分析得到修正后的模型在GPS精密定位中剔除海潮负荷影响的效果在半日、周日及半年周期处明显优于修正前的模型;(2)采用高精度近海模型进一步修正全球海潮模型,该成果对近海区域的GPS精密定位海潮负荷改正具有一定参考价值。Abstract: The accuracy and resolution of global ocean tide models established by satellite altimetry technology are often limited.The data from local offshore tidal models generated by long-term observation of local tide stations however, is highly precise and at high resolution and could be used to improve the accuracy of global ocean tide models. In this paper, we use the high accuracy local tidal data from the East and South China Seas to refine the local area of the HAMTIDE11A.2011 global ocean tide model. We also analyze the effect of ocean tide loading observed by elaboration and non-elaboration models on the precise positioning of GPS stations distributed across different areas. The results show that 1) the effects of ocean tide loading calculated by the global ocean tide model elaboration and non-elaboration with precise positioning from GPS stations have a millimeter level difference, and 2) the deduction results for the ocean tide loading effect computed by elaboration model with GPS precise positioning is better than the non-elaboration model using the fast Fourier transform method for the semidiurnal, diurnal and semiannual periods.
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图 2 修正与未修正的HAMTIDE11A.2011全球模型计算的海潮负荷对内陆及沿海测站位移影响的时间序列
Figure 2. Effect of Local Ocean Tide Loading of M2 Constitute on Stations’ Displacement
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图 3 近海潮汐效应对不同测站位移垂直方向的影响
Figure 3. Effect of Local Tide Loading on up Displacement of Different Stations
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图 4 近海潮汐效应对不同测站位移水平方向的影响
Figure 4. Effect of Local Tide Loading on Horizontal Displacement of Different Stations
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图 5 全球海潮模型修正前后改正GPS短周期解时间序列海潮负荷影响效果比较
Figure 5. Comparison of the Results of Ocean Tide Loading Correction Computed by Elaboration and Non-elaboration Global Ocean Tide Model on GPS Sub-daily Solution
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图 6 全球海潮模型修正前后改正GPS单天解时间序列海潮负荷影响效果比较
Figure 6. Comparison of the Eeffects of Ocean Tide Loading Correction Computed by Elaboration and Non-Elaboration Global Ocean Tide Model on GPS Daily Solution
表 1 近海及全球海潮模型的基本信息
Table 1 Basic Information of Local and Global Ocean Tide Model
模型 分辨率 覆盖范围 构建方法 osu.chinasea.2010 0.03°×0.03° 1°N~ 41°N98°E~ 129°E T/P+流体动力模型 HAMTIDE11A.2011 0.125°×0.125° 全球 T/P+Jason-1反演 EOTlla 0.125°×0.125° 全球 多任务测高反演 FES2004 0.125°×0.125° 全球 T/P+ERS-2+验潮站+流体动力模型 TPXO.7.2 0.25°×0.25° 全球 T/P+Jason+流体动力模型 CSR4.0 0.25°×0.25° 全球 T/P反演 Schwiderski 1°×1° 全球 验潮站+流体动力模型 
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表 2 近海效应中M2潮波对不同测站位移各分量的负荷影响
Table 2 Effect Time Series of Ocean Tide Loading Calculated by Global Ocean Tide Model Elaboration and Non-elaboration Based on Inland and Coast Stations
振幅/mm M2潮波 西安 香港 上海 厦门 垂直分量 0.06 0.23 0.77 1.94 东西分量 0.03 0.11 0.26 0.14 南北分量 0.01 0.07 0.16 0.2
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