利用MSMPCA去噪的CEEMD方法监测高频GNSS同震形变

摘要

考虑到全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)地震信号的非线性和非平稳性,利用一种多尺度多方向主成分分析(multiscale multiway principal component analysis,MSMPCA)去噪的完备总体经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)(C-MSMPCA)方法对高频GNSS同震位移进行去噪,该方法有效地削弱了低频系统误差和高频白噪声,提高GNSS定位结果精度。去噪前,各站坐标残差分量(北向、东向和垂向)平均中误差分别为1.82 mm、2.55 mm和7.16 mm,经C-MSMPCA去噪后,其平均中误差分别为0.89 mm、0.96 mm和4.27 mm,比原始坐标残差时间序列的平均中误差分别降低了51.10%、62.35%和40.36%。C-MSMPCA不直接舍弃高频本征模态函数(intrinsic mode function,IMF),而对IMF分量进行相同频带分组,避免了高频有效信息的损失,从而有效保留了高频地震信号,这对高频GNSS在地震学中的研究和应用具有重要意义。