利用截止于2013年5月的跨断层流动形变资料,基于灰色关联度,计算了芦山震区周围鲜水河、龙门山、安宁河三大断裂的走滑、水平张压、垂向活动参量等综合指标。结果显示:1)芦山地震前数月至1年左右,断层形变存在异常,异常主要分布于鲜水河断裂、龙门山断裂南段宝兴场地、安宁河断裂南端附近;2)震中距仅26 km的宝兴场地逆断性同震变形相对明显;3)芦山地震对其他场地同震影响总体上不显著;4)研究区目前仍存在持续的转折或突跳异常变化,不排除与未来强震有一定关联性。
在频域内,采用三维导纳分析技术,联合重力异常和海底地形数据,分别以Airy均衡模型、挠曲均衡模型为参考,研究了沙茨基海隆的重力均衡机制。根据Airy均衡模型的分析表明,沙茨基海隆区域的洋壳平均厚度为15 km,Tamu海山的Moho面深度为约26 km,与地震波研究结果一致。根据挠曲均衡模型的分析表明,沙茨基海隆的岩石圈有效弹性厚度为1~5 km,属于“On Ridge”型海底构造。顾及地形及洋壳底部物质载荷作用的分析表明,沙茨基海隆地区底部载荷的规模约为地形的50 %,平均深度约20 km。沙茨基海隆在很大程度上,可能是被底部低密度体的浮力作用支撑的。
利用2009~2011年的GPS水平速度场,采用负位错模型,研究了亚东谷露裂谷带及邻区的断层运动速率、闭锁程度及其构造运动特征。结果表明,相对于西南块体,东南、东北及西北各块体的欧拉极分别为(89.37°,27.91°,-2.56°/Ma)、 (89.02°,28.94°,-2.87°/Ma)、 (85.03°,27.98°,-0.93°/Ma)。雅鲁藏布缝合线南北侧测站的差异运动表明其为走滑断层,左侧右旋速率为4.5 mm/a,右侧为2.2 mm/a。计算结果表明,亚东谷露裂谷带南段的拉张速率约为6.75±0.9 mm/a,北段的拉张速率为4.72±0.8 mm/a,均高于地质研究获得的长期运动速率。反演结果显示,亚东谷露裂谷带闭锁深度为10 km,小于一般断层的闭锁深度。
针对常规电离层权重法解算模糊度需要电离层先验信息的局限性,提出了一种基于改进电离层权重模型的网络RTK参考站间模糊度解算方法。该方法先利用相位平滑伪距构造电离层伪观测量及相应随机模型;再建立基于电离层权重的卡尔曼滤波模型;最后引入自适应卡尔曼滤波算法,调节补偿由于滤波模型不准确对估计参数值造成的偏差。算例分析表明,该方法可适用于长距离网络RTK参考站间模糊度解算,特别对于仰角在20°以上卫星模糊度解算收敛快,稳定性较好。
为改善对LiDAR数据点滤波分类的有效性与准确性,在形态学滤波方法的基础上,提出了基于开重建的LiDAR点云形态学滤波算法。首先对格网化DSM进行腐蚀运算获得标记图像,通过对标记图像反复进行测地膨胀运算实现开重建过程,然后利用白顶帽变换得到nDSM实现地物与地面点的正确分类。使用ISPRS提供的测试数据的实验结果表明,该方法的Ⅰ类、Ⅱ类及总误差均值分别为3.51%、7.20%和4.26%,与同类滤波方法相比,在Ⅱ类误差增幅不显著的情况下,15个样本区的总误差均值和Ⅰ类误差均值均达到最小。
用北斗GEO卫星的观测数据,通过双频电离层改正算法获取卫星约一天内的电离层延迟数据。利用抗差谱分析方法,分离电离层延迟时间序列中的长期项、周期项和残差项,以控制异常误差对周期项的影响。计算表明,电离层时间序列谱分析拟合后的残差仍然受有色噪声的影响,因此,基于AR模型对残差项进行有色噪声拟合。结果表明,每天的电离层延迟不仅表现出趋势项、周期项,而且含有有色噪声。经过分段多项式、周期函数和有色噪声拟合后,电离层延迟剩余误差表现出明显的白噪声现象,证明了针对GEO卫星电离层建模的有效性。
利用仿真观测数据,采用简化动力学低轨卫星定轨方法,分析了GEMT3、JGM3、EGM96、TEG4、EIGEN2和EIGENGL04C重力场模型对低轨卫星定轨精度的影响。结果表明,仿真得到的观测数据与实际情况比较符合,能够满足各种实验分析的需要;不同的重力场模型以及不同阶数对定轨精度有较大影响,采用由CHAMP 或GRACE重力卫星数据得到的重力场模型定轨精度最高,与采用其他重力场模型相比,精度差异在cm级,最大达到22.47 cm,在定轨时应进行合理的选择。
采用精密单点定位与相对定位模式,对天津地区GPS连续站高频观测数据进行处理,利用改进的恒星日滤波方法削弱多路径噪声的影响,并对定位精度和噪声特征进行分析。精密单点定位坐标时间序列的EW、NS和垂直向精度分别为7.3、7.1和16.0 mm,相对定位的EW、NS和垂直向精度分别为5.0、5.2和14.7 mm,总体上相对定位精度较精密单点定位精度高1.9~2.3 mm。采用功率谱密度方法研究两种定位模式的噪声模型,显示出白噪声模型无法表达时间序列的噪声特征。对于精密单点定位,在频率低于0.1 Hz的区域噪声与频率相关,而在高于0.1 Hz的区域趋向于高斯白噪声;相对定位模式结果显示噪声随频率的降低而增加。基于最大似然法,采用幂律噪声与白噪声组合模型估计幂律噪声的谱指数和白噪声的振幅,表明相对定位模式的噪声趋向于随机漫步噪声加白噪声组合模型,而精密单点定位的噪声趋向于闪烁噪声加白噪声组合模型。
针对GOCE和GRACE在地球重力场反演中的频谱互补性,研究联合GOCE和GRACE重力场模型位系数的谱组合法,给出了基于位系数误差阶方差定权、误差方差定权和块对角误差协方差定权的谱组合计算公式。以GRACE重力场模型ITGGRACE2010s和GOCE重力场模型GO_CONS_GCF_2_DIR_R1为例进行谱组合法计算。结果表明,三种谱组合方法建立的联合重力场模型精度均优于GRACE或GOCE单独求解的模型的精度,并且它们的整体精度均优于由GOCE和GRACE联合求解的GOCO01S模型的精度;基于块对角误差协方差定权的谱组合法相对最优,它考虑了同次m位系数之间的相关性。
基于陕西区域GPS连续观测资料及地壳运动观测网络、全球IGS站观测数据,应用不同参考框架进行数据处理,从速度和坐标序列重复率两方面比较不同方案的解算结果。分析表明,在研究区域网站点运动变化时,如选取全球分布站点作为参考框架,所得到的测站坐标和速率比较接近绝对地心基准,但各站准周期的变化被作为误差处理,所以结果的重复性相对较差;选择距研究区域较近的参考站作为平差基准,各点准周期变化部分被相似变换的平移参数吸收,同时抵消了部分区域共模误差,从而提高了结果的自洽性。获取稳定可靠区域形变信息的解算方案为:分级建立稳定参考框架,把区域站逐级纳入到全球框架中。
基于IGS提供的精密卫星钟差,采用修正Allan方差分析了卫星原子钟的时频稳定性、噪声类型以及卫星钟差的周期性特性,并对各周期项的振幅进行了研究。结果表明:1)GPS的峰值很明显,GLONASS峰值不太明显,4个峰值对应的周期分别为卫星运行周期的1、1/2、1/3、1/4周;2)去除周期项之后的GPS钟差的修正Allan标准差有明显的变化,但GLONASS钟差的修正Allan标准差没有特别明显的变化,表明GPS卫星钟差中存在周期项,而GLONASS卫星钟差里的周期信号不明显,受周期性变化的影响很小;3)不同时间段的卫星振幅是随着时间变化的。