其研究大致可以分为3类。
(1) 基于载波相位的差分GPS(CDGPS)反演海潮负荷位移[1-4]。目前共分为两种方法：一种是通过分别位于内陆和沿海的两个测站的相对坐标时间序列来反演各潮波的相对振幅和相位[1-2, 4]；另一种是以一个或多个测站为参考站(对海潮负荷位移进行模型改正)，并将其坐标固定在ITRF框架下，再利用CDGPS计算求出其他测站相对这些测站的坐标时间序列，即ITRF框架下的坐标时间序列，再通过调和分析得到绝对的振幅和相位(可以和模型的结果直接进行比较)[3]。两种方法反演得到的M2潮波在垂直方向上的振幅和相位与模型的结果有1.0～4.6mm和6°～10°的差别。但无论采用哪种方法，要想得到绝对的海潮负荷参数必须要引入海潮模型对内陆站或参考站的海潮负荷进行估计，然而实际上海潮模型的结果并不精确，这必然会引入误差，使精度下降。
(2) 利用静态PPP反演海潮负荷位移[5-11]；该方法可以直接得到各潮波的绝对振幅和相位，其精度也可与VLBI相媲美[7](在水平和垂直方向上分别达到了0.5mm和1.7mm[12])。然而静态PPP通常是利用GIPSY/OASIS软件处理24小时的观测数据，将位置坐标和海潮负荷位移参数一起进行估计，每天只得到一组估计值，这很有可能平均化了一些海潮信息，还使一些分潮波(例如1/3日潮)信号无法显示出来。
(3) 利用动态PPP确定海潮负荷位移[13-14]；同静态PPP一样，该技术也可直接得到各潮波的绝对振幅和相位，但相对来说，动态PPP可以直接反映每个观测间隔海潮负荷位移的变化和一些振幅较小的分潮波信号(见图 3中的1/3日潮)。此外，动态PPP可提供实时动态的海潮负荷位移，为将来建立实时动态的海潮负荷模型提供观测资料。但由于动态PPP的定位精度(厘米级)明显低于静态PPP(毫米级)，并且现今关于利用动态PPP反演海潮负荷还没有较为深入研究，只是利用该技术反演了部分潮波，也没有对其有效性以及其结果是否可用于区分海潮模型作详细的探讨。而相对于CDGPS，动态PPP技术只需要利用单个测站的观测值便可进行海潮负荷反演，无须多个测站的同步观测，同时也不需要引入海潮模型就可得到测站上各潮波的绝对振幅和相位。
因此，本文利用动态PPP技术反演获得香港地区的8个潮波(4个半日潮波M2、S2、N2、K2，4个周日潮波K1、O1、P1、Q1)在东北天3个方向的振幅和相位，并同静态PPP的反演结果进行比较来确定该技术反演海潮负荷位移的有效性。相信随着动态PPP定位精度的提高，可以通过处理全球GPS测站的数据，为将来建立高精度的海潮模型提供观测资料(尤其是在海潮模型精度较低的沿海地区)。此外，本文还拟通过与模型结果的比较，找出最适合香港区域的海潮模型。
由于在内陆海潮负荷位移所引起的位移通常只有毫米级，而动态PPP目前所能达到的精度只有厘米级，故还无法确定动态PPP是否可用来确定内陆GPS测站的海潮负荷位移。与内陆相比，海边测站由海潮负荷引起的位移可达到几厘米甚至十几厘米，故动态PPP的定位精度能满足提取海边测站的海潮信号，故本文选取了香港的12个GPS测站(如图 所示)来反演海潮负荷位移。为了保证PPP定位的精度，需采用30s的精密钟差文件，而IGS只从2006年11月份才开始提供30s的钟差产品，故本文只采用12个测站2007年以后的数据。Allison等曾指出大于等于1000d的观测数据就可以计算出较好的结果[5]，因此本文用2007—2012年的数据足以反演出海潮负荷位移。
香港GPS测站和验潮站的分布
本文用于数据处理的软件为TriP，该软件是武汉大学测绘学院研发的高精度单点定位软件，通过处理单台GPS双频接收机的非差伪距与相位观测值，可以实现毫米—厘米级的单点静态定位和厘米—分米级的单点动态定位。
HKFN测站6年的PPP动态处理结果
交点因子f和订正角u在2007—2012年内的变化
测站HKFN各潮波振幅的收敛性
本文利用动态PPP对香港12个GPS测站6年的数据进行了海潮负荷位移反演，得到了8个主要潮波的振幅和相位。通过与8个海潮模型和静态PPP的结果进行分析比较，得到如下结论：
(1) HAMTIDE、TPXO.7.2和NAO99Jb 3个模型都比较适合香港区域。
(2) 动态PPP与静态PPP的结果在量级上基本一致，只是在M2、S2、的E、N方向和K1、K2潮波的3个方向上有较大的偏差，可能是由于动态PPP定位精度以及其中某些误差没有改正导致的。
(3) 动态PPP的结果与模型的残差存在明显的区域一致性，当去除平均残差后，各潮波在3个方向上的RMS值都有明显减小，尤其是K1的U方向，从16.4mm减少到1.3mm。
(4) 将验潮站数据反演的结果与模型的结果比较发现，与其符合得较好的模型(HAMTIDE TPXO.7.2、NAO99Jb和GOT99.2b)与动态PPP的结果也都符合得最好，进一步证明了动态PPP反演海潮负荷位移的有效性。
总的来说，除了K1和K2潮波外，利用动态PPP反演得到的其他6个潮波的海潮负荷位移已经达到了模型改正的精度，尤其对于海岸线较为复杂的区域。但动态PPP反演结果与模型结果之间的误差来源还有待进一步分析。另外，香港区域的验潮站只有一个，对于评估海潮模型可能偏少，故可能在以后的研究中进行以下改进：①对于动态PPP中可改正的误差(例如极潮等)进行改正，看反演的结果是否会有改进；②另选一个包含多个并置验潮站的GPS测站区域，进一步来说明可以由验潮站数据反演结果来验证动态PPP反演结果的准确性；③随着动态PPP精度的提高，以后可以用来提供全球的实时动态PPP实测海潮模型。
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武汉大学测绘学院，湖北 武汉 430079
收稿日期：2015-06-23； 修回日期：2016-02-19
基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(20130141110001)；国家自然科学基金(41474025)
第一作者简介：张小红(1975—)，男，教授，主要研究方向为GNSS精密定位及地学应用。
E-mail:[email protected]
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