高频GPS可以在很广的时间尺度内（从数秒到数小时）记录地壳运动，但其厘米级的噪声也通常会掩盖掉一些微小的位移。因此在近震源宽频段地震仪有可能倾斜以及实时情况下加速度计无法积分出准确位移的情况下，高频GPS的作用是非常显著的。我们提出了一种紧组合GPS/加速度计的卡尔曼滤波方法， 通过GPS模糊度固定，可以很好的估计出地壳形变以及水平和高程方向的速度。在地震大地测量数据处理中，高频GPS通常会进行恒星日滤波来消除中高频段的多路径效应的误差。然而，我们发现通过联合处理GPS/GLONASS高频数据可以显著降低高频GPS几乎全频段的噪声，其性能在除了100~1000s之外的频段上甚至优于GPS恒星日滤波的效果。接着，我们进一步应用多系统数据来提高高频GNSS序列的精度，同时深入研究了亚太地区北斗系统的贡献以及其特有多层次轨道特性的影响。

图1. 分别由紧组合卡尔曼滤波，松组合卡尔曼滤波以及STS2地震仪测得的高程分量速度波形。需要注意的是第一个地震(M_W=5.4)的结果在事件2中给出。这张图说明紧组合的卡尔曼滤波在降低由加速度数据引起的长周期误差时具有比松组合滤波更好的效果。

图2. 99个测站在31天中北，东，高三个方向在2到50000s范围内的平均功率谱密度。所有的五种解结果均在图中给出；其中浮点解（虚线）只在两个子图内给出而固定解（黑色与红色实线）在大图与子图均给出结果。黄色的垂直虚线表示0.5天与2.5s的周期点。为了清晰表述低频部分内容，子图内的频谱截止到了0.002Hz。这张图说明相比进行恒星日滤波，联合GLONASS高频数据可以在全频段内降低三个位置分量的噪声。

图3. 所有15个站在24天中东、北、高三分量上的平均功率谱密度。三种解，即单GPS, GPS轨道重复日滤波以及GPS/GLONASS/BeiDou 轨道重复日滤波分别用黑色，蓝色以及红色线表示。垂直的黄色虚线对一些特殊的周期进行的标注。所有的功率谱密度均从dB转换到了1 1cm²/Hz。这张图说明相比单GPS解，如果联合处理GPS/GLONASS/BeiDou 数据并同时进行轨道重复日滤波，会使功率谱密度在全频段内降低3到8db。

相关工作

1. Geng J*, Bock Y, Melgar D, Crowell B W, Haase J S (2013) A new seismogeodetic approach applied to GPS and accelerometer observations of the 2012 Brawley seismic swarms: Implications for earthquake early warning. Geochem. Geophys. Geosyst., 14, 2124-2142, doi:10.1002/ggge.20144

2. Geng J*, Pan Y, Li X, Guo J, Liu J, Chen X, Zhang Y (2018) Noise characteristics of high-rate multi-GNSS for subdaily crustal deformation monitoring. J. Geophys. Res. 123(2):1987-2002, doi:10.1002/2018JB015527

3. Geng J*, Jiang P, Liu J (2017) Integrating GPS with GLONASS for highrate seismogeodesy. Geophys. Res. Lett. 44, 3139-3146. doi:10.1002/2017GL072808