2025年, 第45卷, 第2期　
刊出日期：2025-02-15

  

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现代大地测量
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  基于GNSS-IR高度角偏差修正方法的研究与评估

  祝会忠, 桂宇强, 沈祎凡, 王强

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 111-115. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.086

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  针对高度角偏差使全球导航卫星系统干涉反射测量(GNSS-IR)反演海面高度的精度降低这一问题, 提出一种基于电离层区域的高度角偏差修正方法, 为验证方法的可靠性, 将修正高度角偏差前后的反演结果进行对比。结果表明, 经过高度角偏差修正的反演结果精度更高, 利用高度角偏差修正方法可以较好地修正电离层引起的高度角偏差。

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  融合法向信息和尺度自适应的稳健点云平面拟合方法

  吴颖, 彭警, 刘小生

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 116-119. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.110

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  为解决现有稳健拟合算法在高污染率点云数据中容易失效的问题, 在基于特征值分解的平面拟合方法中引入权阵, 根据点云的法向量确定权重初值, 初步降低粗差的影响。然后使用尺度自适应方法增强算法的稳健性, 其尺度因子随迭代次数的增加逐步减小, 可有效解决传统M估计崩溃率低的问题。实验结果表明, 本文算法的崩溃率高于已有的稳健点云拟合方法, 能够在粗差比例高的点云数据中准确估计平面参数。

地球物理解释
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  联合GPS和验潮站数据评估东中国海域TPXO系列海潮模型精度

  王俊杰, 何彰华, 何秀凤

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 120-124, 135. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.105

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  为客观评估TPXO系列海潮模型在东中国海域的精度, 采用最新的海潮模型FES2014b和EOT20作为参照, 均匀选取东中国海域沿岸22个GPS站和65个验潮站, 以M₂分潮负荷位移垂向分量的均方根误差(RMSE)和8个主要分潮潮高的和方根误差(RSS)作为评价指标, 对模型精度进行评估。结果表明, 在东中国海域, EOT20整体精度最高, RMSE和RSS分别为0.41 mm和11.1 cm, FES2014b精度略低, RMSE和RSS分别为0.43 mm和11.4 cm; 在中国东海岸及朝鲜半岛西海岸, TPXO系列海潮模型与FES2014b存在较大差异, 与验潮站结果的RSS是FES2014b和EOT20的2~6倍; 而在琉球群岛沿岸, TPXO9_Atlas和TPXO8_Atlas与M₂分潮负荷位移观测值的符合度优于其他模型, 适宜用于该局部地区的海潮负荷位移改正。

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  基于卫星测高数据的海面高时序噪声特性及海平面变化分析

  杨圣博, 贺小星, 胡顺强, 黄佳慧, 王杰

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 125-130. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.122

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  采用BIC_tp噪声模型辨识准则分析全球350个沿海卫星测高虚拟站的海面高时序噪声特性及影响因素, 探讨环境负载对海面高时序的影响及不同时间跨度下海平面变化特性。结果表明, FN+WN、FN+RW+WN、PL+WN噪声模型假设会导致海面高时序速度参数的估计错误, 且海面高时序噪声模型存在多样性, 不同噪声模型下海面高时序的速度不确定度差异较大, 辨识其噪声特性是准确获取海平面变化参数的关键。1993—2006年、2007—2020年、1993—2020年不同时间跨度下的全球海平面平均上升速度分别为2.59 mm/a、4.41 mm/a、3.08 mm/a, 且海平面在加速上升。环境负载修正前后海面高时序的最优噪声模型与速度变化不显著, 说明负载效应对海面高时序特性的影响较小。

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  测高卫星联合反演南极冰架厚度长时间序列及其变化特征

  刘甜甜, 沈强, SHUMC K, 江利明, 汪汉胜, 高凡, 张旭

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 131-135. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.04.147

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  联合ICESat、CryoSat-2和ICESat-2测高卫星数据, 估算全南极冰架2003—2022年厚度产品。结果显示, 南极冰架整体为减薄趋势, 其中Amundsen区域减薄最快, Amery区域减薄最缓慢。

地震地质
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  基于秃鹰搜索算法的瑞雷面波频散曲线反演

  何胜, 苏世杰, 姚振岸, 毕升博, 卜凯旭

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 136-139. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.130

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  针对使用传统粒子群算法及模拟退火算法等全局优化算法进行频散曲线反演时存在早熟收敛、易陷入局部最优的问题, 将秃鹰搜索算法应用于频散曲线反演研究中。通过对多个典型地质理论模型和美国怀俄明地区的实测数据进行反演分析, 结果表明, 秃鹰搜索算法在瑞雷面波频散曲线反演中具有较强的适用性、稳定性和抗噪能力。

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  基于ESPAC法探测敦煌莫高窟窟前地质结构

  刘白云, 李顺成, 刘艳云, 张帅, 刘志文, 马婧, 赵莉

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 140-143. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.108

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  利用ESPAC探测法在莫高窟窟前布设由线性台阵观测系统组成的测线探测下方地层结构。探测结果表明, 在二维微动视S波速度剖面上, 微动探测法确定的地层分层清晰可见, 各层层位起伏变化较大。剖面揭露的覆盖层两端厚、中间薄, 中部有基岩体侵入并存在宽30 m×40 m大小的“孤石”。采用相关区域地勘资料进行标定, 以杂填土、细砂和砾砂为代表的第四系覆盖层厚度为8 m左右, 完整基岩面埋深约30 m。该成果可为莫高窟文物保护提供地球物理方面的依据。

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  色尔腾山山前断裂浅层地震勘探和钻探的新证据

  杨杰, 贺为民, 秦晶晶, 宋晓鹏, 刘庆

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 144-150. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.139

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  横跨色尔腾山山前断裂布设一条长10.77 km的浅层地震勘探测线L1, 结果发现, 色尔腾山山前断裂在剖面上清晰可见, 其主断裂在上部存在分叉, 由断层F_P1.1和F_P1组成, 均为正断层, 视倾向南; 结合地质地貌调查认为, F_P1.1断层的最新活动时代为全新世。针对色尔腾山山前断裂的F_P1断层开展钻孔联合地质剖面探测, 划分出Fa、Fb两个断层, 结合光释光测年结果发现, 断层Fa和Fb为全新世断层, 其最新活动时代晚于2.5±0.6 ka BP。色尔腾山山前断裂在近地表呈叉状结构, 是该断裂在晚第四纪具有多次活动的反映。

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  基于浅震和钻探的中卫盆地北缘隐伏断层定位及活动性研究

  刘超, 花鑫升, 王度, 雷启云, 武治群, 余思汗

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 151-156. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.04.152

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  为查明宁夏中卫盆地北缘隐伏断层(河滩-郭滩隐伏断层)的构造特征、展布情况及活动时代, 采用浅层地震勘探方法获得该隐伏断层的产状、性质、位置和上断点埋深。在此基础上, 利用钻孔联合剖面探测出断层的准确位置和更可靠的上断点埋深, 并测试样品年代确定该隐伏断层的最新活动时代。结果表明, 河滩-郭滩隐伏断层是一条走向近EW、倾向S的正断层, 长度约12.5 km; 断层上断点埋深在38 m以下, 视倾角75°;最新活动时代为中更新世中晚期, 晚更新世以来不活动, 不属于活动断层。

地壳运动
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  鄂尔多斯块体及其周缘现今地壳水平形变特征及应力应变耦合关系

  杨辉, 冀康, 郭泱泱

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 157-162, 176. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.04.154

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  针对鄂尔多斯块体地壳变形性质量化研究不足和应力应变耦合关系尚不明确的问题, 采用球坐标最小二乘配置模型解算研究区域地壳的特征应变场, 利用震源机制解数据反演区域地壳的主应力分布。结果显示, 地壳变形主要集中在板块边界带和断陷盆地内, 鄂尔多斯块体内部的地壳形变较小。其中, 青藏高原东北缘与阿拉善块体的交界处地壳变形尤其剧烈, 表现为沿板块边界的强压缩变形, 主要变形机制为NW-SE向压缩与NE-SW向弱拉张共存, 最大主压应变率超过0.05 μstrain。研究区域地壳处于较为统一的张应力环境, 最大主应力方向接近水平并指向SEE向, 与对应区域的主张应变方向吻合, 最小主应力方向更接近主压应变方向。

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  青藏高原及邻区GPS垂向时间序列的环境负载效应

  彭健东, 朱德彬

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 163-169. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.128

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  基于2010—2020年青藏高原及邻区163个GPS连续观测站的观测数据, 解算GPS垂向坐标时间序列。利用GFZ提供的全球负载格网数据, 采用双三次线性插值方法计算环境负载位移, 并对GPS垂向时间序列进行修正。结果表明, 水文负载对研究区GPS观测站位移的影响最大, 且对研究区南部测站的影响较大, RMS达9.45 mm(MUET站)。通过对比环境负载修正前后加权均方根值(WRMS)、周年项振幅、速度不确定度等指标发现, 环境负荷修正可以减少青藏高原及其周边地区大部分GPS站点垂向时间序列中的非线性变化, 同时能显著提升绝大多数GPS测站的速度精度。

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  基于Sentinel-1A的2024年新疆乌什M_W7.0地震地表形变与断层滑动分布反演

  柳姣姣, 张永志, 郝小叶, 吴文强

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 170-176. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.114

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  基于覆盖震中的Sentinel-1A影像数据, 采用D-InSAR技术解算新疆乌什M_W7.0地震地表同震形变场; 利用四叉树方法对同震形变场进行降采样, 以降采样后的数据为约束对断层几何和物理参数进行优化反演。结果表明, 升轨和降轨最大隆升值分别为72 cm和39 cm; 发震断层位于以逆冲为主兼少量左旋走滑的迈丹-沙依拉姆断裂, 断层走向为230°, 倾角为67°, 滑动角约为45°, 断层面上最大滑动量为3.53 m, 地震矩为3.78×10¹⁹ Nm, 对应矩震级为M_W7.02。库仑应力结果表明, 托什干断裂、阔克沙勒断裂、大石峡断裂、库如克玉祖木断裂、库齐断裂北端等区域均处于应力加载区, 未来需重点关注。

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  利用InSAR技术反演甘肃积石山M_S6.2地震同震破裂模型及形变时间序列

  高嘉楠, 邹蓉, 王峻祥, 郑瑞, 孟一帆

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 177-183. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.04.148

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  使用升降轨Sentinel-1A卫星数据, 利用差分干涉技术获取甘肃积石山M_S6.2地震高精度同震形变场, 并以此为约束反演同震破裂模型, 然后采用SBAS-InSAR技术获取震中附近区域近6个月的累积形变时间序列。结果表明, 本次地震地表形变以抬升为主, 升降轨数据视线向最大同震形变量分别约为6.8 cm和7.3 cm, 破裂主要集中在7~15 km深度范围内, 最大滑动量约为0.55 m; 震后2个月内, 震中近场及西北侧的抬升形变呈扩大趋势。综合分析认为, 此次积石山地震发震断层走向NW、倾向NE, 隶属于拉脊山南缘断裂带东南侧的隐伏分支断层; 震后的大面积突发形变可能与孔隙压力释放有关, 地表稳定状态有待进一步观察。

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  基于DS-InSAR的南京江北区域地面沉降监测与分析

  宋秋月, 范洪冬, 朱邦彦, 张建阳

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 184-189. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.103

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  提出一种基于分布式目标InSAR(DS-InSAR)的地表形变监测方法, 该方法采用HTCI算法进行同质像元识别, 通过特征值分解方法实现相位优化, 根据时空相干性确定分布式目标(DS), 最后建立DS相位与形变间的关系模型来解算时序地表形变。实验利用50景Sentinel-1A影像获取2021-10—2023-10南京江北区域地表形变时空分布信息, 结果表明: 1) DS-InSAR与PS-InSAR结果的相关系数为0.731, 点位密度提高6.22倍, DS-InSAR可更加完整地反映研究区时空地表形变。2) DS-InSAR结果与水准实测数据整体吻合较好, 最大误差为5.6 mm, 平均误差为2.6 mm, 均方根误差(RMSE)为3.0 mm。3)地质构造、城市建设以及降雨等是引起地面沉降的主要因素。

观测技术
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  高速铁路运行引发场地地振动隔振效果研究

  刘世杰, 张立, 宋玉兰, 杜清岭

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 190-194. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.04.160

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  传统工艺一般采用开挖沟渠的方式来减少高速列车运行对周边建筑物的影响, 为了探究该方法的有效性, 本文采用数值模拟与现场实验相结合的方式来验证隔振沟的隔振效果。基于大型有限元软件, 通过对比数值模型与现场实验结果, 分析高铁列车经过高架桥时瑞利面波椭圆极化率的频散特征。结果表明, 与单点震源激发类似, 高速列车从高架桥通过时呈现均匀稳定的面波传播特征, 当线路设有隔振沟时, 后方地基的振动会表现出一定的抑制作用, 隔振效果明显。

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  东大别造山带周缘洞体应变观测与气压效应

  林俊, 吕品姬

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 195-202. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.093

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  对东大别造山带周缘5个观测站的洞体应变观测资料进行气压效应分析, 结果发现: 1)在低频带, 洞体应变、气压与固体潮三者间的相关性较弱; 在中频带, 由于受日月引力潮汐作用的影响, 三者间两两相关性明显; 在高频带, 洞体应变和气压的相关性虽不及中频带, 但随频率的增大有呈指数增加的趋势。由此可知, 在中频带洞体应变对气压的响应突出。2)在2019—2022年9次短周期气压波动事件过程中, 洞体应变在时域、频域、变化形态和空间传播方向等方面呈现出与气压变化相似的特征。3)结合5个观测站不同的基岩岩性、覆盖厚度和地形特征认为, 麻城台的基岩岩性完整、进深大, 气压响应幅度最显著, 平均气压系数最大, 其覆盖层岩体弹性较好; 相反, 金寨台的台基岩性为片麻岩, 表层较破碎, 气压响应幅度最小, 其覆盖层岩体弹性较差。

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  虚拟密封在形变仪器降噪中的应用——以乌加河台SS-Y型伸缩仪为例

  胡玮, 冯雪东, 贾昊东, 石伟, 包文超

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 203-207. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.127

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  通过计算乌加河地震台SS-Y型伸缩仪采取密封措施前后数据的一阶差分、功率谱密度和均方根误差, 研究其时频特征, 并设计虚拟密封滤波器。结果表明, 虚拟密封滤波后, 0.07~0.5 min^－1的噪声信号抑制明显, 达到了安全降噪的目的, 对提高观测精度有一定的借鉴意义。

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  南北地震带7级及以上地震前地倾斜异常特征

  李娜, 马海萍, 武善艺, 张海玲

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 208-214. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.142

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  利用2000年以来南北地震带发生的汶川8.0级、玉树7.1级、芦山7.0级、九寨沟7.0级和玛多7.4级地震震中500~600 km范围内地倾斜资料进行潮汐因子异常分析、速率分析、趋势转折、破年变分析和地倾斜数据震前方位角、倾角变化特征分析, 结果发现, 5个7级及以上地震前1 a左右均出现潮汐因子超2倍均方差异常, 持续时间多为1~3个月。速率分析适用于短期异常指标的提取, 而趋势转折和破年变分析提取异常的指标更适用于中长期预测, 利用趋势转折提取的异常指标和通过经验公式计算的震级更接近实际震级。倾角和方位角变化在震前距离震中较远的地方更易出现准同步异常, 越靠近震中, 异常数量越少, 且多为方位角或倾角单项异常。根据地倾斜异常特征和震级预测认为, 现阶段地倾斜振幅因子熵以超阈值异常为主, 趋势转折提取的异常集中分布在甘青川交界, 预测震级偏高, 积石山6.2级地震后甘青川交界区域应力水平仍较高, 地倾斜方位角及倾角的分布特征与汶川8.0级和芦山7.0级地震前相似。

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  P波质点偏振与Rayleigh波分析法对于地震计方位角的检测

  李晓姝, 张蒙, 朱飞鸿, 刘庚

  大地测量与地球动力学. 2025, 45(2): 215-220. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.03.101

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  以往对于宽频带地震计方位角的研究主要基于P波质点偏振原理, 通过计算P波能量在横向分量上的最小值所对应的角度, 来获取地震计北南方向与地理北极之间的夹角。此外, 也可以利用Rayleigh波椭圆运动特性来估计存在方位偏差台站的地震计方位角。本文基于这2种不同方法对公开的中国地震台网20个台站进行地震计方位角偏差估计, 结果表明, 2种方法计算得到的方位角偏差具有较好的一致性, 说明可以在后期地震计方位角检测时适当加入Rayleigh波分析方法。