測繪學院2014屆本科畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 - 肖毅

1、測繪學院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表學號2010301610404學生姓名肖毅指導教師魏二虎畢業(yè)設(shè)計題目利用激光測衛(wèi)(月)數(shù)據(jù)對地心變化的研究畢業(yè)設(shè)計（論文）進展情況（學生填寫）論文的研究意義地球質(zhì)心CM（center of mass of the esrth system）是指包括大氣圈、水圈、巖石圈、地幔(軟流圈和中圈)和地核(液體外核和金屬內(nèi)核)在內(nèi)的全部物質(zhì)的質(zhì)量中心。精確的地心坐標及其運動趨勢，可以實現(xiàn)更高精度的地心坐標系，及時掌握并預(yù)測坐標系的變化情況。為地球衛(wèi)星和航天器的軌道設(shè)計以及飛行定軌提供更好的坐標參考框架。本文旨在通過利用GLONASS衛(wèi)星的SLR數(shù)據(jù)建立較高

2、密度的地心坐標運動序列，并使用傅里葉分析和小波分析的方法對地心運動序列進行波譜分析，獲取地心的周期性變化以及長周期趨勢等變化規(guī)律。結(jié)合現(xiàn)有的資料，對地心的運動規(guī)律和成因進行猜想，結(jié)合外界因素分析影響地心運動的因素以及之間的關(guān)系。2、研究進展概況2.1 研究步驟（1）根據(jù)任務(wù)書的要求從總體上了解論文的研究內(nèi)容，通過閱讀相關(guān)參考文獻了解課題的相關(guān)知識，重點學習后期需要用到的分析方法。（2）撰寫開題報告，對已經(jīng)閱讀過的文獻進行整理和總結(jié),了解地心運動現(xiàn)階段的研究狀況，國際上對地心的相關(guān)服務(wù)以及相關(guān)的研究方法。并對自己后期如如何開展研究有一個大體規(guī)劃。（3）收集數(shù)據(jù)。具體包括數(shù)據(jù)處理軟件Bernese

3、 GNSS Software，Lageos-1衛(wèi)星，GLONASS衛(wèi)星星歷，地面測站觀測文件時間跨度為兩年，采樣間隔為每天求取一個數(shù)據(jù)，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的國際公布值。（4）利用GLONASS衛(wèi)星的SLR觀測值，進行從2010年1月到2012年2月的計算，獲得地心運動序列，對此序列進行傅里葉變換和基于MORLET小波的小波變換，計算出頻率域內(nèi)的振幅和小波系數(shù)。（5）將傅里葉變換和小波變換處理后的值在圖像上表現(xiàn)出來，以便于后續(xù)的地心坐標時間的長期和周期項分析。（6）結(jié)合相關(guān)的文獻，資料以及研究成果，對已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)進行分析，了解地心運動的周期項和長期項的影響因素有哪些。2.2 現(xiàn)階段的研究成果 目前的

4、研究成果主要學會利用Bernese軟件進行slr數(shù)據(jù)處理，解決其中遇到的一些問題，并對其中的一些問題有了初步的了解。 處理完兩年的GLONASS數(shù)據(jù)，并成圖。 X軸數(shù)據(jù)： 圖 1 GLONASS衛(wèi)星SLR數(shù)據(jù)求得地心X方向運動 Y軸數(shù)據(jù)：圖 2 GLONASS衛(wèi)星SLR數(shù)據(jù)求得地心Y方向運動 Z軸數(shù)據(jù)： 圖 3 GLONASS衛(wèi)星SLR數(shù)據(jù)求得地心Z方向運動從圖上可以看出，無論是X軸、Y軸還是Z軸，相對于某一固定的參考框架來書，地心的坐標每一天都是在不斷變化的，有著不同程度的波動，同樣可以看出，數(shù)據(jù)在橫多地方有著明顯的殘差存在其中。大多數(shù)情況下，地心的數(shù)據(jù)是在一定的范圍內(nèi)波動的，例如+2cm2

5、cm，但部分數(shù)據(jù)會出現(xiàn)較大的殘差，但考慮到，部分數(shù)據(jù)的殘差對整體數(shù)據(jù)周期性的影響較小，所以并沒有對數(shù)據(jù)殘差進行剔除。后續(xù)工作中會對數(shù)據(jù)進行降噪處理。同樣，對于數(shù)據(jù)，我還進行了小波分析，小波分析的結(jié)果如下圖所示。X軸小波分析圖：Y軸小波分析圖：Z軸小波分析：從圖中明顯可以看出，x軸在240天的周期上具有較為明顯的周期項，而Y軸在360天的周期上有較為明顯的周期項，而Z軸的周期項在300天左右較為明顯。3、待解決問題及計劃3.1 現(xiàn)階段研究難點及擬用解決方案（1）通過圖像可以看出，地心運動的波動很大，短時間內(nèi)存在大量的起伏，首先，數(shù)據(jù)存在一定的粗差，導致數(shù)據(jù)部分地區(qū)的起伏較大，其次個人認為是解算方

6、法不合理使得結(jié)果中存在大量噪聲，具體的噪聲過濾方法還沒有較好的想法，下一步主要嘗試噪聲的過濾。的到較為平滑的地心運動數(shù)據(jù)。（2）以目前的結(jié)論可以看出，地心所存在的各種長短數(shù)據(jù)周期中，周年項和半周年項屬于比較明顯的數(shù)據(jù)周期，至于一些較短的周期，以及在一些軸向上存在的更為短的周期項，產(chǎn)生的原因和機理還不是很清楚。（3）進過初步的傅里葉分析，但由于數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過濾波處理，導致fft的頻譜分析效果不明顯，使得數(shù)據(jù)在各種平率上的響應(yīng)都很大，難以得出結(jié)論是什么周期的波動對地心運動具有更大的影響。3.2 后期工作計劃安排后期重點做數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性分析，找出地心運動變化的各種影響因素，并結(jié)合資料進行分析。具體安排：查閱相關(guān)資料，了解在地心運動的短周期高頻率部分是否存在規(guī)律，和相關(guān)的解釋機制，學習相關(guān)知識。結(jié)合相關(guān)資料對地心運動的分析，對數(shù)據(jù)處理所得的成果進行分析解釋，了解其中存在的相關(guān)關(guān)系。結(jié)合相關(guān)文獻資料，整理中間現(xiàn)有成果，撰寫論文。