地球潮汐负荷影响与形变监测计算系统(Geodetic Computation for Solid Earth Tide, Surface Load Effects and Deformation Monitoring)ETideLoad4.0是一种用于地球物理大地测量监测科学计算的Windows程序包，包含50多个win64程序和600多个功能模块。用户可根据工程或研究需要，设计个性化技术流程，灵活组织有关功能模块，完成地面及固体地球外空间各种潮汐/非潮汐影响监测计算，全球或区域形变场/时变重力场/地面稳定性/陆地水/地表动力环境变化监测，以及多源异构大地测量深度融合等工作。 构造一致的地球物理模型、统一的数值标准与相容的大地测量与地球动力学解析算法，精确计算地面及固体地球外部各种几何物理大地测量的各类潮汐与非潮汐形变效应，统一多源异构大地测量时空监测基准和参考历元，构建其相互之间几何物理大地测量约束，精化多种监测量之间时空动力学关系，推进空天地海多种监测技术协同。为几何物理大地测量时空监测基准构建维持，多源异构地球监测数据深度融合，固体地球形变效应监测计算，地表(水文)环境灾害与地面稳定性变化监测，提供一套科学实用的大地测量地球动力学算法系统。 |
(1) 严格采用科学统一的标准与解析相容的算法，精密计算地面及固体地球外部空间点(泛指海洋、低空和卫星等不与地球固连的空间点)全要素大地测量观测量和参数的固体潮、海潮及大气潮负荷效应，非潮汐极移效应，永久潮汐影响与地球质心运动，实现地面全要素大地测量各类潮汐影响全球预报。
(2) 计算大气、海平面、土壤水、江河湖库水和冰川冰盖雪山等地表环境负荷非潮汐变化导致的全球或区域非潮汐负荷形变场及时变重力场；综合多种大地测量监测量时间序列，基于固体地球形变理论，整合地表环境负荷观测数据，监测区域陆地水时空变化，精化高分负荷形变场及时变重力场时间序列。
(3) 构建区域统一、长期稳定、高抗差性能的几何物理时空监测基准，开展CORS网、多源异构InSAR及多种大地测量协同监测与解析深度融合的科学计算；按客观自然规律，由大地测量几何物理场格网时间序列，构造地面稳定性降低定量辨识准则，实现地面稳定性变化空间无缝、时间持续的定量跟踪监测。
（1）地面监测量时间序列。一个地面大地测量监测量时序文件可存储某一站点、某条基线或路线多种属性监测量时间序列数据，各种属性的采样历元时刻完全相同。如CORS坐标解时间序列、固体潮站观测与分析成果时间序列、GNSS基线解时间序列等。
（2）监测网记录时间序列。一个记录时序文件可存储若干地面站点(或监测网)一种类型监测量的时间序列数据。如CORS站网坐标周解(一维)时间序列，CORS网基线解(一维)时间序列，地面大地测量监测网多期观测或成果时间序列，时序InSAR监测量等。
（3）数字模型(向量)格网时间序列。由一系列带时间信息的某一种类型监测量(向量)格网文件构成，每个格网头文件第7个属性约定为该格网数据的采样历元时刻。如陆地水等效水高、海平面变化格网时序，各种地面负荷形变场格网时序，时变重力场格网时间序列等。
时间(日期)约定采用格林尼治时间(零时区)。格式有两种形式，一种以JD2400000.5为零点的MJD天(GPS时间，J2000.0对应MJD = 51544.5)，一种为ETideLoad约定的长整型。
大多数情况下时间序列的采样历元时刻和参考历元采用系统约定的长整型。如20181224122642表示2018年12月24日12时26分42秒，2018122412表示2018年12月24日12时0分0秒，20181224表示2018年12月24日0时0分0秒，而201812、2018不是有效的系统约定格式时间。
因技术需要，ETideLoad约定了大地测量监测量概念。
(1)大地测量监测量表示当前历元时刻的大地测量观测量或参数，与其一段时间内的平均值或某一参考历元时刻大地测量观测量或参数之差。大地测量监测量通常用大地测量观测量或参数变化(特指时间差分)表示。如地面重力变化、地倾斜向量变化分别表示地面重力监测量和地倾斜监测量。
(2)监测量类型及单位约定：高程异常/大地水准面变化(mm，毫米)、地面重力/扰动重力变化(μGal，微伽)、地倾斜/垂线偏差变化(ms/mas，0.001ʺ/毫秒/毫角秒)；地面水平位移(东向/北向, mm)、地面径向位移(大地高变化mm)、地面正(常)高变化(mm)；扰动重力梯度变化(10μE)、水平重力梯度变化(北向/东向10μE)；卫星轨道摄动位(0.1m²/s²)、摄动力及其三维分量(μGal)、扰动重力梯度对角线三分量变化(10μE)；陆地水负荷等效水高(cm)、海平面变化(cm)、海洋潮高(cm)和大气压(hPa)。
(3)监测量向量方向约定
①地倾斜/垂线偏差变化SW。第一分量指向南方向，第二分量指向西方向，与地面重力/扰动重力方向构成右手直角坐标系，即自然坐标系；
②站点水平位移EN。第一分量指向东方向，第二分量指向北方向，与径向位移(大地高变化)方向构成右手直角坐标系，即东北天坐标系；
③水平重力梯度变化NE。第一分量指向北方向，第二分量指向东方向，与扰动重力梯度方向(铅垂线方向)构成右手直角坐标系；
④分潮调和常数。第一分量为同相幅值(余弦分量)，第二分量为异相幅值(正弦分量)。
 功能：按输入时序文件中地点和时刻，计算地面各种大地测量参数的固体潮影响。 可供选择的大地测量参数类型包括：高程异常/大地水准面（mm）、扰动重力（μGal）、地倾斜北南分量（ms）、地倾斜东西分量（ms），地面重力（μGal）、地面东方向（mm）、地面北方向（mm）、地面径向（大地高，mm）或地面正常高（mm）。 输入：待计算的时间序列文件。 输出：计算结果时间序列文件（如图2），在原时间序列文件记录的基础上增加一列或若干列固体潮影响时间序列值，保留两位有效数字。 图2~3为重庆万州某地面站点3天的固体潮影响曲线。图中显示，正常高固体潮影响（最大幅值约300mm）与大地高固体潮影响、大地水准面固体潮影响（最大幅值约600mm）异相（即符号相反）。
输入：待计算的时间序列文件。程序要求头文件中计算点的高程为正（常）高。 参数设置：输入球谐系数最大计算阶数。程序自动选择海潮负荷球谐系数模型最大阶数和输入最大阶数中的最小值作为计算阶数。 （1）计算速度取决于海潮球谐系数模型阶数、分潮数量和时序长度。 （2）图2为重庆万州某地5天海潮负荷影响。与固体潮影响不同，正常高与大地高负荷影响同相，正常高海潮负荷影响的幅值约为大地高的1.75倍。 （3）图3、4为浙江温州沿海某站点5天的海潮负荷影响曲线。比较图2、图3可以看出，浙江温州沿海地区海潮负荷影响是重庆万州内陆的5倍以上。
|
