基于快速傅里叶变换与小波变换的GNSS坐标时序时空演化特征分析

摘要

中国位于欧亚板块东南部，处于印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的挤压夹持之中，分布有广泛且复杂的地质构造，成为了地壳运动较强且较为复杂的地区. GNSS连续观测是获得地壳运动信息的重要来源，从GNSS坐标时序提取周期及趋势项可为分析区域地壳运动提供研究基础.本文综合利用快速傅里叶变换与小波变换方法开展中国大陆地区GNSS坐标时序时空演化特征分析.首先采用对GNSS坐标时序进行预处理和降噪处理，然后利用快速傅里叶变换方法在频域上对分区GNSS站点坐标时序进行周期提取，最后依据GNSS测站周期，利用小波变换方法进行分解与重构，获得高频周期项结果和低频趋势项结果，并开展相关分析.研究发现：(1)在1年以内的时间尺度上，除东北区域以外，各方向上的周期均以1年周期为主，半年周期次之，季节周期较弱；(2)各站点在N、E、U 3个方向上各年的一年、半年周期的周期长度均存在一定的伸长或收缩，不同区域的不同站点随时间呈现出的周期强度变化存在一定差异；(3)在研究时段内，中国大陆地区在水平方向上的地壳运动趋势为：中国西部呈现向东北偏移的趋势，其余区域呈现向东南偏移的趋势，且向东偏移的趋势略强于向南、北方向偏移的趋势.在垂直方向上，不同区域不同站点的运动趋势较为复杂.

关键词

地壳运动 / 时频分析 / GNSS坐标时间序列 / 快速傅里叶变换 / 小波变换