基于格林函数和Slepian基函数进行GNSS陆地水反演的对比研究
摘要：陆地水是水资源中重要的组成部分，全球气候变暖深远影响陆地水分布，甚至恶化区域水资源供求关系。陆地水变化关乎人类社会发展，监测陆地水变化越来越重要。锚定在地壳上的GNSS连续观测站可直接测量地表在不断变化的水文载荷下相关运动，使得GNSS技术成为研究陆地水的热点。目前GNSS反演陆地水主要有格林函数和Slepian基函数两种方法，两者在数学模型上是等价的，但实际应用上缺存在差异。本文在同一研究区域（云南地区），使用相同数据，定量分析格林函数和Slepian基函数反演方法的差异，结果表明，在研究区域内（经度97-107°、纬度20-30°）：1）基于模拟数据，GNSS测站不同数量和空间展布，格林函数反演结果受影响程度比Slepian基函数反演结果更大；格林函数反演结果总体精度更好，Slepian基函数方法受最大截断阶数的影响较大。2）基于实测的“陆态网络”和气象局的GNSS连续测站垂直时间序列数据，两种方法反演等效水高结果相关性达到0.98，Slepian基函数反演结果存在“系统误差”，其振幅比格林函数反演结果振幅平均大25%；针对本研究区域提出了一种改正Slepian基函数“系统误差”的方法。3）GNSS反演结果和GRACE、GLDAS推断的陆地水相关性均大于0.65，并月度降水数据一致性很好，GNSS反演等效水高序列波峰出现的时间比最大降雨滞后1-2月。

关键词: GNSS；格林函数；Slepian基函数；陆地水储量；等效水高

 

GNSS；格林函数；Slepian基函数；陆地水储量；等效水高