2025年, 第45卷, 第10期
刊出日期：2025-10-15
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 991-996, 1070. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2025.02.026
通过搜集中长期强震预测成果，对全球导航卫星系统(GNSS)与水准测量垂直形变之间的共性与差异进行深入分析，并探讨了大震前水准异常隆起的相关问题，包括水准异常波动及其与GNSS观测结果的差异。通过对多年精密水准测量数据进行分析，揭示了大震前地面隆起的异常现象，并结合大震前重力异常的研究成果，对二者之间的关系进行了推演和分析。水准测量获得的垂直形变数据中，不仅涵盖了点位垂向几何形变的影响，还包含了局部重力水准面动态弯曲的信息，其量级可达2 mm以上。基于此，本文提出了物理形变与几何形变的概念。本文研究对于不同形变机理差异的正确理解、强震的中长期预测及形变异常监测方案的制定和决策具有重要的理论与实践意义。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 997-1005. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.443
通过研究中国大陆及邻近区域MS≥7.8地震周期的划分和主体活动区的迁移，结合地球自转速度的加速与减速变化，探讨研究区8.0级左右地震活动的时空规律及其驱动机制，得出以下结论：1)1879年以来，研究区经历了6个8.0级左右地震的活跃幕，其中第2活跃幕的主体活动区位于帕米尔-贝加尔湖地震带，第3活跃幕位于青藏高原东北缘，第4活跃幕位于青藏高原东南缘，第5活跃幕位于云南和华北地区，第6活跃幕则位于青藏高原内部的巴颜喀拉地块周边，目前可能正处于一个新的活跃幕起始阶段。2)1867年以来，地球自转日长变化曲线可划分为4个加速-减速幕和16个加速-减速段，构造应力场的S向叠加减速变化有利于帕米尔-贝加尔湖地震带发生8.0级左右地震，而NE向构造应力场叠加加速变化则有利于青藏高原周缘及内部发生8.0级左右地震；地球自转从加速段向减速段的转变导致青藏高原及周边构造应力场从NE向主导转变为局部恢复近NS向，是第3、第4、第6活跃幕在加速段起始至减速段结束的主要驱动因素。3)中国大陆及邻近区域百年来的构造应力场经历了从NS向到NE向再到NE偏E向的顺时针偏转，这一过程可能与地球自转在1913年以前的大减速和之后总体加速的过程相关。此外，这一过程尚未结束，目前未出现类似第2活跃幕8.0级左右地震集中爆发的迹象，但应警惕青藏高原构造应力场可能继续向NE偏E向偏转，未来不排除出现新的主体活动区的可能。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1006-1012. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.447
基于连续GNSS观测数据，在充分考虑随机噪声与区域环境负载的前提下建立青藏高原东北缘地区现今较为完备的GNSS三维速度场，并刻划研究区地壳应变与垂向运动特征。结果显示，研究区整体以压缩应变为主，且西南部和东北部的主应变率差异明显；最大剪切应变与主应变在东昆仑断裂和鲜水河断裂分布显著。青藏高原东北缘以垂直抬升为主，意味着垂向构造力源可能来自于块体内部的挤压缩短，或是岩石圈深部物质流动受阻等；而在兰州附近地区表现出明显的地表沉降，推测可能是湿陷性黄土、水土流失等因素引起。最后，基于不可压缩的地球模型估计得到研究区岩石圈在水平挤压环境下所引起的垂向形变较小，意味着青藏高原东北缘的大范围隆升可能主要由下地壳流、岩石圈对流减薄等垂向构造因素引起，而非地壳的水平挤压缩短。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1013-1019. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.458
以山东中部丘陵露天矿区为研究区域，在对比SRTM-1、SRTM-3、ALOS-DEM、ASTER-GDEM和LiDAR-DEM高程精度的基础上，分析不同DEM及DEM的高程精度和空间分辨率对SBAS-InSAR形变监测效果和几何畸变识别的差异。结果表明，相较于空间分辨率，DEM的高程精度在形变监测中起到了更为关键的作用，是影响监测精度的重要因素；同时，DEM的高程精度与空间分辨率均会对阴影、叠掩区域的识别产生显著影响。本文结果为后续在复杂地形中进行时序形变监测提供了DEM数据选择的支持。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1020-1025. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.482
基于全球77个GNSS测站观测数据，系统评估4种对流层延迟映射函数模型(GMF、NMF、VMF1、VMF3)的全球适用性及其对精密单点定位(PPP)精度的影响。采用PRIDE PPP-AR软件处理获得各测站天顶对流层延迟(ZTD)，以欧洲定轨中心(CODE)发布的ZTD产品为基准，结合地理分区(低/中/高纬度、陆地/海洋、海拔梯度)开展模型性能对比分析。结果表明，现有对流层延迟映射函数模型在低纬度、低海拔、海洋区域精度较差，VMF系列映射函数模型在应对海拔、纬度变化引起的差异时表现较好，GMF和VMF系列映射函数模型对海洋测站改正效果比较显著；U方向定位精度方面，GMF、VMF3、NMF映射函数模型分别在低纬度、中纬度、高纬度表现最好，GMF和VMF系列映射函数模型在全球范围内PPP数据处理中效果较优。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1026-1032, 1100. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.485
基于标准时频理论提出一种抑制边缘效应的宽频带提取方法(NTFT-WSE)。首先利用标准时频变换对海平面信号进行周期性信号的提取和建模，然后通过NTFT-WSE方法对不同时间尺度的各个分量进行提取、建模和预测，实现对海平面变化周期性低频信号的准确预测。与标准Morlet小波变换相比，NTFT-WSE在模拟信号周期提取中均方根误差和平均绝对误差分别降低26.03%和22.24%，中低频信号提取精度显著提高。最后，基于1993-06—2008-05卫星测高海平面异常观测资料，利用NTFT-WSE方法对2008-06—2023-05中国南海海平面变化进行预测，预测结果与实际观测值总体变化趋势一致。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1033-1036. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.504
利用ERA5多要素数据集，综合FFT与ConvLSTM方法开展ERA5水汽预测。首先采用FFT提取各气象要素的公共周期；然后分别选择不同公共周期的多气象要素数据、单一水汽数据作为模型输入，使用ConvLSTM方法进行训练并构建ERA5水汽预测模型；最后以GNSS水汽、ERA5实测水汽分别开展ERA5点、面水汽的模型预测效果评价。结果表明，基于FFT与ConvLSTM的ERA5水汽预测方法可有效预测未来120 h的水汽，在单点和面空间范围内均有较高精度，可为短临降水预警提供数据基础。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1037-1042. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.493
基于风云三号E星(FY-3E)搭载的GNSS掩星探测仪-Ⅱ型(GNSS occultation sounder Ⅱ，GNOS-Ⅱ)近1 a的GNSS-R数据，开展全球土壤湿度的反演建模，评估不同卫星系统及其组合观测的反演结果。研究结果表明，BDS、GPS和Galileo反射信号标定的反射率分布存在系统性偏差，但基于不同系统的观测反演结果精度相似，其预测的土壤湿度与SMAP卫星提供的L3级土壤湿度产品表现出良好的一致性，相关系数达到0.855，无偏均方根误差为0.063 cm3/cm3。在组合不同系统进行反演时，采用累积分布函数匹配法对各卫星系统观测的有效反射率进行重标定，能够进一步提升地表土壤湿度反演的精度。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1043-1048. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.528
为提高复杂环境下最大相关熵滤波(MCKF)方法的滤波性能，提出一种GNSS/SINS组合导航系统的自适应最大相关熵滤波算法(AMCKF)。首先，根据当前和过去l－1个时刻的滤波故障检测函数值与检测门限的关系，形成0和1两种映射关系；然后，以映射值为基础构成一个长度为l的窗，进而提出一种核宽度自适应调整算法；最后，将该核宽度自适应调整算法应用于MCKF中，进而构成组合导航系统的AMCKF算法。在测量高斯白噪声和重尾脉冲噪声环境下搭建GNSS/SINS组合导航系统实验，结果表明，AMCKF可以根据不同的测量噪声环境自适应调整核带宽值，进而提高组合导航系统的滤波精度；相对于KF和MCKF，AMCKF可分别提高位置精度约26.5%和16.4%，提高速度精度约15.5%和6.4%
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1049-1056. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.442
针对传统接收机自主完好性监测(RAIM)算法存在故障识别异常及对微小故障不敏感的局限性，将稳健估计中的方差膨胀思想引入RAIM中，提出一种联合方差膨胀模型的RAIM算法，同时设计改进的故障处理流程，利用位置不确定性的用户保护水平进行完好性判定，最后进行多星座仿真实验与复杂环境实测实验。仿真实验结果表明，本文方法可以准确识别所添加的30 m显著故障，并且能有效应对添加的5 m微小故障对定位结果的影响，成功将定位误差水平恢复至未添加故障时的状态。真实场景实验结果表明，本文方法的水平与垂直方向可用性分别为95.38%和98.74%，相较于传统RAIM算法分别提升11.63%和5.06%；在定位精度方面，E、N、U方向定位精度较传统RAIM算法分别提升23.03%、11.68%和26.79%。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1057-1064. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.533
以往研究将海山近似为轴对称的高斯形，利用垂直重力梯度(VGG)异常结合船测深度数据来评估海山形态，但在描述复杂海山形态时存在精度损失。本文将海山近似成轴对称的圆锥形和椭圆锥形，分别采用3个和5个参数进行建模。通过对参数进行不同分辨率的格网搜索，并正演计算各组参数对应海山生成的VGG异常，将正演VGG异常与观测VGG异常进行比较，以两者RMS误差最小为搜索准则来评估海山形态。通过数值模拟验证格网搜索算法的有效性，并将算法应用于实际算例。评估结果与多波束测深数据相比，RMS误差在150~640 m之间，VGG异常的拟合RMS误差在8 Eötvös以内。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1065-1070. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.421
提出一种基于双通道BP神经网络的海底地形反演方法，结合重力异常数据(包含长、短波重力异常和残差长、短波重力异常)和船载测深数据，对几内亚湾海底地形进行反演。将反演结果分别与重力地质法反演结果及GEBCO_2023和Topo_25.1模型进行比较，结果表明，基于双通道BP神经网络的反演精度优于其他模型。本文研究结果可为深度学习在海洋大地测量中的应用提供新思路，同时提升海底地形反演精度。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1071-1078. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.470
使用山东地区7个地电场台站2021年以来的观测数据，基于大地电场岩体裂隙模型计算大地电场优势方位角α，其跳动范围Δα均未出现异常判定标准中的情况，不满足异常指标。根据本文方法的预测规则，分析认为山东地区近期发生中强地震的概率较小。结合优势方位角特征反映出的场地岩体裂隙发育情况进行进一步分析，结果表明，位于聊考断裂带东侧的菏泽台和位于苍山-尼山断裂带与凫山断裂带之间的邹城台岩体裂隙处于生成阶段，符合孕育中小地震的背景；位于沂沭断裂带北段的安丘台和陵阳台及位于牟平-即墨断裂带东侧的乳山台岩体裂隙处于发育好或长大阶段，符合孕育中强地震的背景，值得重点关注。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1079-1084. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.499
针对无线型节点地震仪在野外复杂勘探环境下无法准确定位和可能丢失的问题，研究超高频RFID高精度测距定位具有重要意义。首先利用接收信号强度指示器(RSSI)近似计算公式筛除误差较大的采样值；然后设计第3代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)的2个优化目标函数，其自变量统一为学习率下降因子、初始学习率、批大小等一维卷积神经网络(1D-CNN)超参数，因变量分别为网络预测结果与理论值的决定系数(R2)和平均偏差误差(MBE)；最后以最佳超参数值构成NSGAⅢ-1D-CNN新模型，以提高RFID测距模型的稳定性和精确度。实验结果表明，新模型在100轮循环实验下的节点地震仪RFID测距误差较小，在R2、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、MBE等多个指标上均表现优异，均值分别为0.977 9、0.058 6 m、0.047 2 m、-0.001 3 m，相对于其他模型具有更高的测距定位精度，在野外物探中具有一定应用价值。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1085-1092. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.432
利用云南地震台网2 060个站点记录到的72 h连续波形数据，将各台站背景噪声最大概率峰值位移(PGD)作为评估指标，对云南地震台网监测与预警能力进行评估分析。结果显示，云南地震台网平均监测能力达ML1.0，最小可以监测到ML0.1地震，在滇中、滇西北地区监测能力相对薄弱；速度计、加速度计、烈度仪三类传感器融合后的预警最小震级、首台触发和震后预警首报用时平均值分别为ML2.2、4.0 s、6.1 s。云南地震台网总体规划布局满足地震预警初期设置要求。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(10): 1093-1100. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.09.433
针对甘肃某矿矿震与爆破信号的分类问题，分析了支持向量机、K-means聚类、主成分分析等常用无监督分类方法在特征选择不足、分类精度较低和样本不平衡等方面存在的显著挑战。为尝试解决这些问题，本文使用一种轻量级协同学习方法(LCL-SSS)，该方法结合了MiniRocket特征提取与改进的K-means聚类，旨在提升分类的准确性与效率。通过时频分析发现，爆破事件的P波初动频率主要集中在80~200 Hz，而矿震事件的P波频率则分布在20~120 Hz。经过30次训练实验，LCL-SSS方法的分类准确率达到了95.07%，有效捕捉到矿震波形中的关键特征。
鄂公网安备 42010602003219号