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2003年, 第23卷, 第3期
刊出日期：2003-09-15
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 1-3. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.001 ?介绍了第一期“中国地壳运动观测网络”观测得到的重力变化图像和1996年2月3日丽江7.0级地震震中及附近重力测点的重力变化。初步探讨了青藏高原隆升与重力变化的关系。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 4-8. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.002 ?采用“中国地壳运动观测网络”区域网1999、2001年的观测资料,利用GAMIT和GIPSY解出了测站位移速度值,并对这两种解算结果进行了对比分析。在920个观测站中,位移速度差东西、南北分量的平均值分别为(0.25±0.08) mm/a与(1.33±0.07) mm/a,服从(0.2,2.3)、(1.3,2.2)正态分布,两者无大系统差异,但大约2/3的测站速度差幅度在2～6mm/a之间。导致速度场差异的原因可能是实现统一参考框架的误差和观测时间间隔不长对季节性地壳变动的放大作用等。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 9-13. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.003 ?“中国地壳运动观测网络”于1998～2002年开展过5次基本网GPS联测。利用GIPSY软件处理结果进行的统计分析表明:基线定位水平分量精度为2～5mm,垂直分量为7～15mm;基线变化的水平分量测定精度为0.5mm/a,达到了流动观测的最高水平。分析基线定位误差发现:固定误差是目前相对定位的主要误差;与基线长度有关的比例误差对于水平分量而言,基本可以忽略。对速率的统计分析说明:至少4年观测间隔,才有可能获得比较精确、可靠的测站速率结果。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 14-20. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.004 ?利用“中国地壳运动观测网络”产出的GPS观测资料,采用球坐标系下非连续变形算法对资料进行计算,以此为基础,对我国大陆地块及其边界带运动与形变进行了分析。对GPS基准站的连续观测序列采用小波变换进行分解变换,分析了部分震例,探讨了从GPS连续观测序列提取地震前兆的方法。初步取得两点认识:(1)7级以上的大地震主要发生在走滑运动量大的活动边界,且与高应变率地块有关,这可以作为地震中长期预测判据;(2) GPS基准站连续观测序列中的低频段,地震前6个月或稍长时段有一定的前兆异常出现,这可以作为地震中短期预测判据。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 21-25. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.005 ?对目前4种常用的利用GPS复测资料解算测站位移速率的方法进行了分析,通过实例对比了4种方法的结果。坐标法可以直接利用多期复测结果得到测站大地坐标,但要求坐标在同一参考框架内,并采用相同的参考椭球;基线方法可以消除或削弱观测系统的系统误差,与参考框架无直接关系,但在平差计算时至少要引入1个起算点,起算点高程方向的误差会削弱其他点平面坐标的精度,并进而影响位移速率的精度;在选定不同基准解算位移速率时相似变换方法是十分有效的,但如果复测结果不在同一参考框架中,其结果存在框架不一致所带来的误差;QOCA方法能够综合利用多种观测数据,可以把区域观测数据和全球观测数据稳健地结合起来,在削弱观测期间突变因素的影响方面比其他方法具有便利之处。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 26-30. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.006 ?引入三角形内切圆半径与外接圆半径之比值作为三角形形状因子,讨论利用三角形法计算应变分量的精度与三角形形状因子之间的关系。设计一种涵盖所有三角形形状的方法,计算分析了用三角形法计算应变分量精度的分布。研究表明:当三角形形状因子达到0.36时,计算得到的应变分量均方差,一般不会超过位移数据均方差的3倍;而当三角形形状因子小于0.1时,计算得到的应变分量均方差会陡然增大,这样的三角形一般不适合用于应变分量的计算。在利用GPS观测站组成三角形计算地应变时,建议所组成的三角形形状因子的阈值应取为0.1～0.36。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 30-30. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.027 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 31-34. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.007 ?在GPS的广域、局域增强导航系统和RTK的应用中,电离层延迟改正的准确度都是决定测量定位结果能否达到精度要求的重要因素。利用中国地壳运动观测网络在京津地区的十三陵、房山、蓟县3个基准站2001年的部分观测资料,研究了京津地区GPS电离层延迟改正随时间和空间的变化,并在此基础上讨论了差分导航和RTK定位的电离层延迟改正的更新率和基准站的布设问题。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 34-34. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.028 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 35-41. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.008 ?通过对1991～1999、1999～2001年川滇地区GPS水平运动资料的非震负位错模型反演和形变应变场时空演化分析,结合地质构造,研究了块体及边界带的构造变形特征及其与强震蕴育的关系。结果表明:①总体上本区呈现近SE向滑移叠加绕垂直轴顺时针转动的复合运动,1999～2001较1991～1999年运动速率及应变率减弱;②强震多发生在形变差异显著的块体边界附近和块体边界断层带的高应变积累闭锁段及其附近,以及区域应变率高值区及其边缘;③目前差异运动显著的块体边界带、断层闭锁段及区域应变率高值区有丽江小金河断裂及其与剑川断裂交汇区、金沙江断裂与理塘德巫断裂交汇区、安定河则木河断裂、红河断裂中东段及其与小江断裂交汇区、怒江及澜沧勐遮断裂。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 41-41. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.029 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 42-49. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.009 ?利用中国地壳运动观测网络的GPS复测资料,对川滇、青藏高原东北缘、新疆和华北4个主要地震活动区水平形变的特征进行了分析。结果表明:①川滇地区的整体变形为:最大主应变率9.7±0.8(应变率单位均为10-8/a),最小主应变率-10.7± 1.8,最大剪切应变率20.3± 1.7,面应变率-1.0± 1.9;最大主应变方向33°。②青藏高原东北缘地区的整体变形为:最大主应变率8.0±0.6,最小主应变率-15.1± 1.1,最大剪切应变率23.1±1.2,面应变率-7.1± 1.2;最大主应变方向140°。③新疆地区的整体变形为:最大主应变率2.4±0.8,最小主应变率-9.1±0.8,最大剪切应变率11.5± 1.1,面应变率-6.7± 1.1;最大主应变方向108°。④华北地区的整体变形为:最大主应变率2.7±0.3,最小主应变率-1.4±0.3,最大剪切应变率4.2±0.4,面应变率1.3±0.4;最大主应变方向173°。⑤每个地区内部既包含上述的整体变形,又存在明显的差异运动,川滇地区最突出;青藏高原东北缘和新疆地区最为有序,华北地区相对比较零乱。文中还给出了这4个地区的应变和水平运动图像。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 50-55. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.010 ?推导了块体运动和应变的各种模型,讨论了各种模型的适用条件。利用模拟数据反演计算了块体运动和应变参数。基于模型的无偏性、有效性等概念,对块体的刚性旋转运动模型、旋转应变模型进行了辨识,结果表明:同时考虑块体刚性旋转运动和应变的模型比单独考虑刚性旋转的模型更符合实际,模型的适用范围更广。结合中国地壳运动观测网络及华北地区网实际观测所得的GPS速度场,对华北地区块体运动和应变模型进行了辨识。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 56-60. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.011 ?国际地球参考架(ITRF)和板块运动模型的台站选取标准都具有随意性,直接影响地球参考架和板块运动模型的精度和可信度。提出了一种确定刚体板块内台站的新方法,即从ITRF2000速度场利用7参数转换得到的各台站运动速度残差,使其向刚性板块运动逼近,通过多次循环,从而确定各板块的刚性台站,可更好地定向地球参考架和建立高精度板块运动模型。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 60-60. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.030 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 61-65. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.012 ?利用“网络工程”1998～2001年累积的1181个测站的GPS重复观测资料,采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场,用大地坐标在椭球面上计算各类应变场,详细分析了2001年昆仑山8.1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧),鲜水河安宁河断裂带次之。分析表明,昆仑山8.1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区,第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 66-69. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.013 ?分析了新疆地区1998～2002年重力变化,研究了重力变化与伽师6.8级地震活动的关系,认为:重力场动态图像对伽师6.8级地震有较好的反映,重力测量可以较好地反映活动断层的物质迁移和构造形变引起的地表重力变化。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 70-73. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.014 ?GPS测量得到的是WGS 84中的地心空间直角坐标,而工程施工中通常使用地方独立坐标系,要求得到地方平面坐标。如何实现两者的转换,一直是工程施工中关心的热点问题。介绍了从GPS定位结果至平面坐标的两种转换模型。平面转换模型原理简单,数值稳定可靠,但只适用于小范围的GPS测量;空间转换模型可用于大范围GPS测量,按实际情况又分为7参数转换和3参数转换两种。鉴于5 4坐标点的大地高通常不能精确得知,对这两种转换方法得到的平面坐标的精度进行了比较,得出大地高精度主要表现为对高程的影响,对平面坐标影响较小的结论。此外,还讨论了7参数与3参数模型对转换结果的影响。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 74-76. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.015 ?讨论几种不同的正交多项式在GPS数据处理中的应用。在GPS数据处理中,对相位观测值周跳的解算及卫星轨道坐标的拟合推算,切比雪夫多项式是比较好的算法之一。提出了另3种可以用于解算周跳及卫星轨道坐标拟合的正交多项式,并利用实测数据进行了解算,取得与切比雪夫多项式相同的结果。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 77-82. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.016 ?介绍了我国GPS大地控制网的基本情况,阐述了结合地壳运动观测网络工程建立全国统一的“2000国家GPS大地控制网”的意义,并介绍了整网平差中采用的技术方法和最后平差结果及精度。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 83-86. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.017 ?乌鲁木齐天文站于2001年按照国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”基准站的要求,在乌鲁木齐南山站建立了GPS跟踪站(GUAO:GPS station of the Urumqi Astronomical Observatory),现已加入IGS网,并向IGS发送GPS观测资料。利用GAMIT软件,采用有基准算法对新建GPS跟踪站的观测资料进行了归算和精度分析,首次获得了该站在ITRF2000中毫米级精度的地心坐标。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 86-86. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.031 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 87-92. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.018 ?根据福建GPS监测网3期(1997,1999,2001)观测资料的计算结果,分析了福建沿海地区的现今地形变特征。(1)福建地区有两个剪应变相对集中区,北部是湾口、闽清一带;南部是泉州、厦门一带。这两个区的剪应变随时间变化有加强的趋势。(2)南部剪应变集中区基本处于压应变环境,并且主要断裂两侧存在相对较高的剪应变集中区,值得关注。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 93-97. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.019 ?对应用遗传算法解决病态方程问题进行了探讨。利用拟合法而不是通过法方程求解参数,从而避免了法方程系数求逆,使病态方程的解答有了较好的结果。通过模拟计算并和其他方法进行比较,证明该方法是可行的和有效的。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 97-97. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.032 ?
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 98-103. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.020 ?重新推导了IERS2000中关于固体潮对测站位移影响的所有公式,指出:在时间域内二阶和三阶引潮力位对测站位移影响的公式中,理论上应以测站地心距代替地球赤道半径。利用最新的精密引潮位展开代替IERS2000采用的Cartwright&Tayler (1971)潮汐展开,重新计算了田谐潮波和带谐潮波的相对频率特性的改正。计算表明,以上两种修正在亚毫米量级上与IERS2000存在差异,这在目前的空间大地测量技术中是必须考虑的。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 104-106. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.021 ?简要介绍了中国地壳运动观测网络工程基准网中的绝对重力重复测量。给出了两次观测结果的互差,其观测精度优于5×10-8m·s-2,达到了网络工程设计要求。对一些基准点的重复观测资料进行了初步分析和讨论,并对继续开展以后的工作提出了建议。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 107-111. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.022 ?地下煤炭资源的开采会引起岩层和地表移动。为研究开采引起的地形变规律,用小波理论对兖煤集团东滩煤矿的GPS动态变形监测资料进行多尺度一维分解、阈值选择和自动消噪等分析,提取了变形的主要因素,说明了小波分析的有效性和可行性。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 112-115. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.023 ?介绍了目前国际上GPS卫星定轨现状、定轨工作原理和计算所采用的方法。利用中国地壳运动观测网络基准站的观测数据,进行自主星历的计算,获得了GPS卫星的轨道信息并进行了结果的精度分析。研究了基准站的选取,讨论了精度较高、计算用时较少的基准站选取方案。由该网络得到的自主星历的精度在0.4m以内。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 116-119. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.024 ?介绍了欧洲全球卫星导航系统EGNOS与GALILEO系统,简要论述了美国GPS系统和俄国GLONASS系统发展的最新动向。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 120-124. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.025 ?介绍了福建省地壳形变观测网络的建设。福建省地壳形变观测网络,以GPS观测技术为主,结合精密水准、精密重力和流动地磁测量,将3者重合到GPS观测基准站上获取观测信息,初步构成一个时空相结合,点线面与长中短兼顾的高精度、高时空分辨率的地壳形变观测网络。该网络可动态监测福建省东南沿海地区地壳运动变化,为地震预测预报提供背景信息,将取得显著的社会效益和经济效益。
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大地测量与地球动力学. 2003, 23(3): 125-127. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2003.03.026 ?全面叙述中国地壳运动观测网络中25个基准站之一———福建GPS基准站的设计、选址、建造和仪器安装等建设过程及试运行至今的情况和有关参数。其中对某些防护措施如防雷措施有较详细说明。为今后GPS基准站的建设提供了系统性的经验。
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