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2002年, 第22卷, 第3期
刊出日期：2002-09-15
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 1-5. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.001利用GPS观测资料进行大范围的垂直形变特征研究是本文研究的重点。通过网络工程基准站和基本站的GPS观测资料,绘制了中国大陆的垂直速率等值线图像,并对中国大陆垂直运动特征进行了定性的分析,结果表明:中国大陆垂直运动在70%以上的区域表现为沉降运动,在青藏高原和除北京外的整个华北块体及燕山块体的垂直运动表现为隆升的趋势。中国大陆西北和东南、西南和东北的整体垂直运动呈一种斜对称状态。对基于GPS观测所得的等值线图与基于水准观测所得的等值线图进行了比较,比较结果显示,除了华南块体外,二者在整体趋势上比较一致。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 9-9. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.003
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 10-14. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.004从观测方程系数矩阵的谱分解着手探讨不适定方程的正则化算法。利用谱分解式阐明了正则化的主要作用是平滑对参数估值比较敏感的观测误差的高频分量,完整给出了最小二乘平差、秩亏平差和病态方程正则化解的谱分解公式,证明了正则化解参数估值偏离真值的二次范数的期望值与均方误差是等价的。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 15-18. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.005根据球坐标系下弹性力学的几何方程,推导出球面上块体的位移方程。在球面块体边界均由大圆弧段构成的假设下,导出了块体间距离的计算公式,给出了排除块体间相互入侵和保持合理接触的运动学约束条件及其惩罚函数形式。按最小二乘原理,建立了球面坐标系下的法方程组及其系数矩阵的具体形式。最后,对入侵判定进行了讨论并提出了解决方法。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 19-27. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.006作为地质年代测定的基础是史泰侬(Stenon)于17世纪提出的三原则,即:叠加、连续性和原始水平性。这些原则又源于一项沉积学假设:土壤下的各层都是古老连续沉积的地层。因而地层学是以沉积学资料为基础的。
现根据连续观察和实验室的实验结果认为:史泰侬的地层学模型与实验数据不符,因为他忽略了沉积学中的主要因素:流动及其时序效应。沉积过程可以分为3个阶段:冲刷、搬运和沉积物的积淀,而非静态的液流正是搬运的因素。史氏仅考虑到第3阶段——沉积,且假设液流的速度为零。
模拟了由不同颗粒度和具有不同速度生成的诸多沉积层的构造,将液流的时序重新组合到作者的科学见解的范围内,而这对于在沉积学,地层学和地质年代测定的相互链接的顺序中是必不可少的。作者引入古水力学作为地质年代确定的新方法,从而把这个链条的两端连接起来,而把对喷发岩的放射年代测定法视作非常规的方法。
总之,古水力学这一新方法导致了实验沉积学的建立,而且此前的静态的地层学和地质年代学的假设和原理都应重新接受从现场观察和实验室实验得出的数据资料的检验。 -
大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 27-27. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.007
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 28-33. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.008通过对华北地区GPS资料、垂直形变资料和山西断裂带GPS资料的综合分析,发现2001年的地壳运动与以前有一定的不同,主要表现为:①首都圈地区的垂直运动强度有明显的提高,并在京西地区形成了四象限形变图像。②山西断裂带北段水平运动与趋势运动几乎相反,以代县为中心,北部区段相对向东运动,南部区段相对向西运动。③华北地区1999～2001年水平运动的变化特征为:天津—大同地带差异性活动最为突出,失去了原有的左旋活动特征,并显示有东西向挤压的迹象;北京地区则表现为南北向挤压。这样的结果可能表明,华北目前存在着应力扰动或调整的行为。若这种行为持续作用,未来华北地区地震活动水平与强度将会有所提高,大同至天津之间的区域及以代县为中心的周围地区则可能成为未来中强以上地震活动的一个主体地区。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 34-39. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.009分析总结了唐山、大同和张北3次强震前地壳垂直形变异常和重力异常的相似特征,即震前均表现为地壳垂直形变正异常和重力正异常。大陆动力学的解释是由于深部上地幔的隆起造成的,大同地震与唐山地震、张北地震具有相似的孕震机理。华北强震的孕育与发生可能都与地幔热物质上涌有关,这可能是板内地震最主要的成因。要特别注意地幔隆起区内的高导层与深大断裂的交叉部位,延怀地区可能是未来强震发育的危险地区。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 40-45. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.010利用一种经初步改进了的非震负位错模型和华北地区1991～2000年的GPS观测资料,反演华北地区的地壳水平运动,以获取构造块体和边界断裂活动状况以及应力应变的积累部位及强度。其结果显示:(1)华北地区整体性向东偏南运动,冀鲁北部各块体正东向速率相对较大(11.4～12mm/a);(2)阴山燕山与河套断陷鄂尔多斯晋冀鲁间近EW-NWW向边界两侧左旋相对运动明显,导致1.0～2.8mm/a的边界锁定,且东段大于西段,以压性为主;(3)太行断块东西两界的北东向断裂带呈0～1.9mm/a的拉张锁定,左旋为主,其中晋获断裂锁定量最高;(4)唐山沧东断裂北段、益都北西段及郯庐断裂中南段呈0.9～3.1mm/a右旋拉张锁定,其中益都北西段锁定量最高;(5)14条断裂中有12条不同程度地阻碍块体相对运动,近10年来有相当于Ms4.8～6.1的能量积累,其中燕山与冀鲁交界西段最高,阴山与鄂尔多斯东部交界次之,均表现为压性;晋获、郯庐断裂较弱(张性);(6)从块体及断层活动方向来看,燕山、冀鲁交界西段与唐山沧东断裂交汇区,阴山、鄂尔多斯东部交界与汾渭断裂交汇区,积聚一定程度应力应变的可能性相对更大。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 45-45. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.011
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 46-51. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.012利用云南地区1999～2001年GPS观测结果,采用稳健贝叶斯最小二乘算法与多断裂位错模型,分析研究了云南地区主要断层运动的定量模型。结果表明:云南地区地壳水平运动明显受断裂活动的影响;断裂活动性质与构造地质结果一致;红河断裂带活动以北段为最,中段次之,南段最小;小江断裂带活动最强烈,其次为澜沧江断裂带、怒江断裂带北段,曲江断裂带显示出枢纽断层特征;各断层具有每年发生6级左右地震的能力;较大的最大剪应变值主要分布在主要断裂带沿线及其交汇处;地震并非发生在最大剪应变值最大处,而大多发生在其高梯变带上,尤其在其拐弯处。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 52-55. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.013利用GPS和水准观测资料,对阿尔金断裂的现今活动速率进行研究。阿尔金断裂西段的活动水平普遍高于东段,水平分量存在自西往东减弱的趋势。乌尊硝段左旋走滑的断错地貌极为发育。GPS测量表明乌尊硝段断裂相对左旋运动,目前最大的走滑速率是(9± 5) mm/a,和东段安南坝附近的观测结果一致。水准测量反映断裂附近并无明显抬升,垂直断裂的最大水平缩短速率在(3± 1) mm/a以下,说明阿尔金断裂现今仍以水平运动为主。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 56-59. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.014分析了近年来长江三峡工程库首区重力场变化的时空分布特征,研究了重力场升降变化与构造活动、地壳应力场变化的关系,认为长江三峡工程库首区应力场现阶段呈相对加强的趋势,应力场方向为北东东南西西。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 60-65. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.015中国地壳运动观测网络GPS区域站采用了严格同步环、连续4天、高站点重复率的观测方案,为了优化观测方案,以青藏块体东北缘GPS区域网1999年和2001年观测资料为例,对区域GPS观测方案进行了对比试验和分析。结果表明:①同步环连续3天和连续4天观测的基线重复率和站点速度结果基本一致,可以采用站点连续3天观测的方案;②异步环有站点重复观测与无站点重复观测对比,站点速度差别很小(亚毫米级),优化观测时可以大大降低或取消异步环站点重复率;③同步环整体解算(带IGS站)与环内站点单独解算(带IGS站),其站点速率差异可达1mm以上,因此优化观测时还应尽量采用同步环观测方案。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 65-65. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.016
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 66-68. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.017中国地震局形变台网数据中心(下称形变数据中心)作为“九五”全国数字化形变台网数据汇集与管理的节点,满足了数字化资料高效、科学传递运行模式的需要,在全国地震台网的监测运行中发挥了重要作用。本文论述了形变数据中心系统建立中的网络布设、硬件建设、软件配置与系统应用软件的研制工作,介绍了形变数据中心目前实现的功能和运行情况。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 69-74. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.018对位于山东省不同地理、构造条件的4个TJ-Ⅱ型钻孔体应变仪数字化观测资料进行了分析,结果表明:4个台的体应变资料不同程度地受降雨、地下水位、气压、温度的影响,其完整性、稳定性和可靠性不同,记录地震波的能力也存在差异。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 75-77. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.019在2001～2002年3月国内外发生的4次强震前,山西候马台水管倾斜仪的波形记录都发生了明显的变化。对这些变化进行了初步分析,认为强震前的预滑移可能产生这种长周期的形变波,它们对大震的预报有一定的参考意义。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 78-82. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.020针对日益丰富的数据资料,综述了大地测量反演的发展进程,论述了多种数据联合反演的意义和必要性,给出了兼顾权比确定的大地测量、地震和地质三类数据的联合反演模式及采用水准测量、GPS和重力三种数据联合反演断层参数的具体公式,特别介绍了求解优化问题所有全局最优解的区间算法,并给出了基本算例,结果体现了区间算法无可比拟的优越性及其在大地测量反演领域中的应用前景。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 83-87. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.021较系统地介绍了由比利时皇家天文台Vauterin博士研制的Tsoft重力潮汐数据预处理方法和由日本国立天文台Tamura博士研制的Baytap-G潮汐数据分析方法。作为应用,利用武汉九峰动力大地测量学观测站超导重力仪1999年观测数据,先实施预处理,再作数据分析,获得地球潮汐常数。数值结果说明,利用Tsoft方法可有效消除各种干扰信号,由Baytap-G分析方法得到的潮汐参数精度与目前国际上通用的Eterna方法获得的潮汐参数精度相当。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 87-87. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.022
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 88-93. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.023中国地壳运动观测网络(CMONOC)是以全球卫星定位系统(GPS)观测技术为主,辅之以甚长基线射电干涉测量(VLBI)和人卫激光测距(SLR)等空间技术,结合精密重力和精密水准测量构成的大范围、高精度、高时空分辨率的地壳运动观测网络。它是一个综合性、多用途、开放型、数据资源共享、全国统一的观测网络,具有连续动态监测功能。网络的科学目标以地震预测预报为主,兼顾大地测量等其他需要。该工程1997年开始建设,2000年12月全面完成,产生了良好的社会与经济效益。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 93-93. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.024
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 94-101. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.025首先简述了当代地学前沿交叉新学科——地壳形变大地测量学的形成和内涵。地壳形变大地测量学开拓了现今地壳运动与现今地球动力学研究新领域,使中国大陆现今地壳运动研究取得创新性成果,促进地球动力学等地学基础研究,证实地壳动力学的基本状态不是“SOC”而是“SO”,因而地震是可能预报的,有助于击破制约地震预报的“瓶颈”,从根本上推进地震预报。然后对当前的研究工作提出了7项建议,包括:将地壳形变监测系统建设为真正的“四维”快速测地系统,加速推进形变和重力的结合,地表与深部研究的结合,推进地壳运动“暂态信号”和“暂态过程”研究,研制和发布“数字形变信息产品”,深化中国大陆现今地壳运动和现今地球动力学研究,并在此基础上加速推进地震动力学和地震预报研究等。最后提出了对地壳形变大地测量学、现今地壳运动、现今地球动力学和地震预报未来发展的预测。地壳形变大地测量学正有力地推进地球科学创新和地震预报破关,激动人心的研究还仅仅是开始。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 109-116. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.027合成孔径雷达(SAR)是一种微波相干成像方法,应用不同波段的雷达信号可以对地球表面不同的散射特性成像。合成孔径雷达干涉(InSAR)是将两个不同轨道位置或不同时间获得的复数SAR数据进行相位差分处理,从这些差分干涉数据中可以提取特别有用的信息,用于绘制地形图,测量诸如地震、火山、冰川运动等造成的地形变,研究植被覆盖特性、洋流等。介绍了InSAR的基本原理与应用,并对影响干涉结果的一些重要因素进行了分析。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 117-121. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.028将计算机控制技术应用到甚宽频带地震计的传递函数测试中。讨论了基本的测试方法和原理,阐述了传递函数测试系统的软、硬件设计,给出了测试系统的应用实例。该测试系统具有正弦波自动扫频、阶跃信号法和脉冲信号法等标定方法,满足了甚宽频带地震计的传递函数测试在观测频带、动态范围和测试精度等方面的要求。
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大地测量与地球动力学. 2002, 22(3): 122-126. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2002.03.029对于阻尼正弦项叠加形式的参数估计问题,详细推导了关于部分参数的Cramer-Rao下界的精确形式,并具体计算了一阶情况下的表达式。由于阻尼项的存在,此类参数估计问题是做不到渐近一致的。参数的估计精度与阻尼项有关,阻尼项越接近于零,参数估计可能越好。
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