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在地表物理流体质量再分布的作用下,GPS测站的位置受到大气负载、非潮汐海洋负载以及水文负载等地球物理效应的影响,这些因素都可能使测站发生非线性运动,为了研究毫米级的构造运动情况,必须去除测站的地球物理效应干扰。研究环境负载可以解释因自然环境因素导致的GPS测站的部分非线性运动,从而得到测站更为精确的速度及其不确定度,反映更真实的测站运动变化。然而,已建立的环境负载模型存在精度不高、部分地区误差较大等问题,因此需要对环境负载模型进行对比分析和定量评价。本文采用GGFC和QOCA环境负载模型计算了欧洲区域58个IGS测站2001年至2011年间的大气负载、非潮汐海洋负载和水文负载三种环境所造成的测站位移,对GGFC、QOCA模型获取得到的大气负载、非潮汐海洋负载、水文负载和总的环境负载进行了区域特征分析,并将GGFC、QOCA环境负载作为改正数加入到GPS坐标时间序列中,评价GGFC、QOCA两种环境负载对GPS坐标时间序列非线性运动的贡献。本文主要工作和贡献包括:(1)系统地阐述了GPS坐标时间序列非线性运动分析的基本理论与方法,介绍了地球参考框架及常用坐标系,总结了目前三种不同非线性运动分析的方法:地球物理效应分析方法,技术类系统误差分析方法,噪声特性分析方法,着重介绍了环境负载效应基本理论和GGFC、QOCA两种环境负载获取流程。(2)获取了欧洲区域58个测站的GGFC和QOCA环境负载。利用GGFC格网模型和QOCA软件获取了原始的GGFC和QOCA环境负载序列后,对原始负载序列进行了数据预处理。为保证时间分辨率的一致性,采用三次样条函数,以GPS坐标时间序列为标准对GGFC环境负载进行时间分辨率的统一;为保证更可靠的数据解释,对GGFC、QOCA的部分环境负载进行去线性项,从而可以更好的评价环境负载对测站非线性运动的影响。(3)讨论了大气负载、非潮汐海洋负载、水文负载和总的环境负载与测站地理环境之间的联系,对GGFC、QOCA环境负载时间序列进行了精度分析。结果表明:环境负载的分布规律存在纬度分布特性和海陆分布特性,即高纬区域测站比低纬区域测站的负载位移量级和振幅相对较大;相同纬度下,位于欧洲大陆内部测站比沿海测站的负载位移量级和振幅相对较大。环境负载时间序列RMS值分布也存在着纬度分布特性和海陆分布特性,GGFC环境负载的RMS整体更小;QOCA环境负载RMS值与纬度的线性关系比较弱,沿海测站的RMS值总体偏高。(4)定量地评价了GGFC、QOCA环境负载对GPS坐标时间序列非线性运动的改正效果及贡献。GGFC环境负载时间序列和GPS坐标时间序列的平均相关系数为57%(vs.QOCA 49%),GGFC环境负载时间序列对GPS坐标时间序列的周年振幅平均贡献量可以达到80%(vs.QOCA 64%),GGFC环境负载改正后GPS坐标时间序列的WRMS值平均的改正率达到了18%(vs.QOCA 13%)。因此,GGFC模型相比QOCA模型更适用于欧洲区域测站的GPS坐标时间序列环境负载修正。