2025年, 第45卷, 第11期
刊出日期：2025-11-15
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1101-1109. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.486
研究IGRF13模型数据与我国局部区域的无人机航测地磁数据的偏差。分析陕西省渭水和浙江省余姚2个区域IGRF13模型数据与航测数据的地磁场总场强、北向、东向、垂直和水平分量的差异发现, IGRF13模型数据与我国局部区域的地磁场总场强的差异在100~200 nT之间; 在我国西北区域, 两者的差异在100 nT左右; 在东部沿海区域, 两者的差异在200 nT左右。通过系统校正后, 两者之间的平均绝对误差小于50 nT。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1110-1114. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.515
使用势流理论(potential flow theory)建立伯努利水丘(Bernoulli hump)、开尔文尾迹(Kelvin wake)和内波尾迹(internal wake)模型, 通过仿真实验定量研究潜艇产生的水动力学尾迹对水下重力梯度导航的影响。结果表明, 随着潜艇航速增加和潜深减小, 尾迹会产生显著的重力梯度扰动; 潜艇在潜深40 m以20节航速行驶时的尾迹会产生10-9 s-2量级的重力梯度干扰, 进而影响水下重力梯度导航精度, 此时必须对实测信号进行预处理以消除或减弱尾迹带来的影响。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1115-1120. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.538
利用香港地区9个CORS站2016-2021年数据进行海潮负荷位移(OTLD)参数反演, 以EOT20、FES2014b、HAMTIDE11a、TPXO9.2a海潮模型的OTLD参数均值为参考, 对OTLD参数反演结果进行评价。结果表明, 相比GPS反演结果, 多模GNSS反演的K1、K2、S2分潮误差降低15%~50%。此外, 对比质量负荷修正前后多模GNSS反演的OTLD参数变化情况可知, 垂直向和东西向OTLD参数的改善效果可达到6.88%和9.85%, 但受质量负荷内部分量相互作用的影响, 南北向改善效果不明显。同时, 质量负荷修正对多模GNSS反演的OTLD参数的改善百分比集中在20%左右, 且与OTLD呈正相关。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1121-1126, 1184. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.540
详细推导5种球谐分析算法, 并采用科学计算语言MATLAB开发一款界面友好且易于操作的实用软件。为验证算法性能, 以全球地形数据DTM2006.0为例, 对快速傅里叶变换(FFT)算法、最小二乘(LS)算法、加权最小二乘(WLS)算法、近似正交(AQ)算法、第一黎曼算法(FNM)在180、360、720、1 800和2 160阶的计算效率和精度进行数值分析。结果表明, AQ算法在计算效率方面表现最优异, 而LS算法计算精度最高; 5种算法的残差都近似服从正态分布, 表明5种算法均无系统性偏差。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1127-1133. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.12.586
重力站季节性微震信号受随机性、间歇性、周期性因素的综合影响, 难以进行物理模拟和推估。本文基于乌什连续重力观测站2008-2024年1 Hz重力固体潮数据, 在采用视垂直位移分析方法提取DF频段微震信号的基础上, 提出改进的变分模态分解(improved variational mode decomposition, IVMD)算法与长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络算法相耦合的方法, 建立重力季节性微震信号的数据模型。结果表明, 与LSTM模型相比, IVMD-LSTM模型更能反映季节性信号的年变差异, 且利用数据驱动建立的模型数据与GLDAS和ERA5模型雪深数据的相关系数提升至0.5。本文研究结果可为基于重力微震季节性信号的模型建立和地震分析预报应用提供一种新的处理方法。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1134-1141. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.500
运用构造-地层学分析方法, 通过钻孔约束, 对解州凹陷西南部跨断层的浅层地震剖面进行解译。在此基础上, 追踪中条山北麓断裂解州段永济次段新构造运动的5个重要构造界面, 定量分析断裂的活动规律及地层沉积速率, 建立中条山北麓断裂解州段永济次段新构造活动幕。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1142-1148. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.12.571
2019年在广西不同地质构造区相继发生北流5.2级和靖西5.2级地震, 为获得基于统计地震学模型的余震序列参数特征和发生概率预测结果, 基于ETAS模型对2个地震序列的模型参数进行计算, 并开展余震的发生概率和发生率分析及预测效能评估。结果表明, 北流和靖西地震序列早期α值均较高, 触发次级余震的能力较弱; p值显示2个地震序列早期衰减较快; 发生概率和发生率预测结果与实际的低余震发生率一致。ETAS模型对靖西地震序列余震的预测效果优于北流地震序列。走滑型北流地震序列早期α值低于极浅源逆冲型靖西地震序列, 可能受大地热流高值影响较大, 但p值偏高。靖西地震序列早期μ值明显大于北流地震序列, 推测其受流体触发作用影响较显著。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1149-1154. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.534
为验证利用CPS软件模拟应变波的可行性, 检验CPS软件是否适用于以钻孔应变波为约束的震源参数反演研究, 本文首先利用CPS软件和QSSP软件分别计算虚拟台站的应变波, 二者结果的体波和面波均达到高度相关; 然后以2024-08-08日本九州岛MW7.0地震为例, 利用CPS软件模拟6个震中距大于30°的观测台站的应变波, 结果表明, 模拟波形和实际观测的S波拟合较好, 其中5个台站达到显著相关。因此认为, 可以利用远场应变波的S波段和CPS软件反演震源破裂过程。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1155-1162. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.480
基于伴随技术与常规优化方法联合的初至波与反射波联合层析成像, 对比CG法、CGDESCENT法、L-BFGS法3种常用的优化方法与LNS法和CWI法2种线搜索方法的组合方法, 并采用异常体模型和棋盘模型对6种组合算法进行测试。结果表明: 1)在高速突变模型时, CGDESCENT+LNS法的精度略高于L-BFGS+CWI法, 但在低速模型时, CGDESCENT法未收敛, L-BFGS+LNS法和L-BFGS+CWI法都有较好的表现, CGDESCENT法更适用于大规模模型; 2)在相同条件下, CWI法的精度比LNS法高, 但易陷入局部极小值, 非常不稳定。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1163-1170. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.498
建立二维应变张量模型定量分析某滑坡的时空变形特征。结果显示, 滑坡变形具有时空异质性。监测初期, 滑坡前缘以压缩变形为主, 中后缘膨胀与剪切变形共存, 强度随时间迅速衰减。挡土墙加固后, 滑坡前缘出现短时强挤压变形, 最大压应变率达-6 μstrain。2021-04滑坡后缘出现局部滑坡, 变形以局部强拉张和强剪切为主, 最大剪应变率为150 μstrain, 面膨胀极值为30.9 μstrain。滑动后, 仅面膨胀强度快速衰减。此外, 沿PB03和PB04之间裂缝的应变极值长期存在, 并在滑坡发生前半年出现正负转换现象, 揭示了滑坡宏观变形稳定阶段仍存在潜在风险。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1171-1179. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.12.548
提出一种结合二次模态分解与蝴蝶优化算法(BOA)优化轻量梯度提升机(LightGBM)的大坝变形预测模型。首先, 利用自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对训练集数据进行分解并计算分解子序列的复合熵; 然后, 通过K-means聚类算法将分解子序列分为高、低频两类, 对高频信号数据进行变分模态分解(VMD); 最后, 使用BOA优化的LightGBM模型进行预测。实例表明, 该方法能有效处理变形数据, 提高数据平稳性, 且预测精度明显优于传统方法, nMAPE、MSE、MAE指标分别降低16.2%~22.5%、16.8%~28.1%、16.2%~22.5%。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1180-1184. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.520
针对地基相位缠绕(GPWU)在天线旋转反演中受噪声影响而精度降低的问题, 提出一种结合低通滤波、改进的重置卡尔曼滤波和高度角加权的实时偏航角反演模型。该模型在对无几何距离测量值进行历元差分和低通去噪之后, 利用历元间差分无几何距离观测值的变化来识别偏航角发生变化的时间点, 并使用重置卡尔曼滤波对偏航速度进行实时预测。最后, 将所有卫星计算的测站天线旋转速率按照高度角进行加权平均优化, 获得最终的天线旋转速率。实验结果表明, 所提方法在卡尔曼滤波未收敛时的偏航速度预测精度为0.587°, 而卡尔曼滤波收敛后, 精度提升至0.245°, 并且预测的时间误差小于1 s。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1185-1191. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.508
极移高精度预报对卫星实时定轨、深空探测器导航等应用至关重要。组合奇异谱分析(SSA)和加权最小二乘(WLS)两种顾及极移周期项时变性的预报模型, 并结合自回归(AR)模型, 证明SSA+WLS+AR模型对提高极移预报精度的有效性。在SSA+WLS+AR模型中, 分析探讨去均值处理、基础序列长度和加权方式对最终预报精度的影响。结果表明, 在X方向上, 使用“不进行去均值处理+50 a基础序列+倒数赋权”的模型组合可以获得精度最高的预报结果; 在Y方向上, 使用“去均值处理+50 a基础序列+倒数赋权”的模型组合可以获得精度最高的预报结果。当预报跨度为150~360 d时, SSA+WLS+AR模型的预报精度优于国际地球自转服务(IERS)提供的公报A的预报精度, 在X和Y方向上, 精度提升最大可以分别达到33%和26%。不同序列的预报结果表明, 使用C04 20序列时, 极移的第1天预报精度显著优于使用C04 14序列时的结果。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1192-1199. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.10.488
针对南极洲地区天顶对流层延迟(ZTD)模型精度较低及其水汽资料匮乏的问题, 本文利用2018-2021年南极洲6个全球导航卫星系统(GNSS)监测站的ZTD、第5代气候再分析资料(ERA5)和探空资料(RS), 分析UNB3m、EGNOS和GPT3模型在南极洲的ZTD精度, 并基于极限梯度提升(XGBoost)分别构建ZTD校正模型和PWV转换模型。结果表明, 南极洲6个GNSS监测站的UNB3m-ZTD、EGNOS-ZTD和GPT3-ZTD的RMSE分别为98.12 mm、116.13 mm和24.31 mm; 基于XGBoost校正后的2020-2021年UNB3m-ZTD、EGNOS-ZTD和GPT3-ZTD的平均RMSE分别为10.46 mm、10.50 mm和10.60 mm, 校正后三者精度较高且十分接近; 基于XGBoost将校正后的UNB3m-ZTD、EGNOS-ZTD和GPT3-ZTD转换为PWV的平均RMSE均为1.71 mm, 表现出较高的精度。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1200-1203. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.12.568
使用MATLAB软件进行井水位气压效应的卷积回归计算, 得到井水位的气压阶跃响应函数。通过计算气压阶跃响应函数拟合的决定系数, 比较AIC值大小, 确定回归计算参数(如时间间隔大小、最大时延)。本文计算结果结合其他已有研究成果, 可对观测井含水层参数进行初步判断, 甚至量化计算。
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大地测量与地球动力学. 2025, 45(11): 1204-1210. https://doi.org/10.14075/j.jgg.2024.11.539
变分模态分解(VMD)性能优越, 参数中K值和alpha值的设定对分解结果具有重要影响。本文基于稀疏指标对这2个参数的选取进行优化, 实现自适应寻找最优K值和最优alpha值。在此基础上, 对宜昌站BBVS-60地震计、DZW重力仪、VP型倾斜仪、水位仪4套秒采样仪器观测到的地震信号进行VMD, 并结合Hilbert变换进行时频分析。结果表明, 4套仪器的最优K值和最优alpha值均不同, 其中K值代表所能分解出的同震信号频率的种类, 说明4套仪器对同一地震信号的响应均不同。
鄂公网安备 42010602003219号