大地测量与地球动力学
 
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2019年 39卷 10期
刊出日期:2019-10-15

地震地质 观测技术 地球物理解释 地壳运动 现代大地测量 观测技术
   
地震地质
991 鲜水河断裂跨断层异常与九寨沟地震关联性探讨
张 希,秦姗兰,郝 明,李瑞莎

提取巴颜喀拉地块东部边界鲜水河断裂、龙门山断裂及边界附近西秦岭构造区跨断层灰色关联度指标曲线,根据1999~2007年、2009~2015年及2015~2017年GPS速度场数据计算所得的鲜水河断裂、龙门山断裂及塔藏断裂剖面变化,通过对比分析寻找地块边界断裂活动的共性特征。结果表明,2009年巴颜喀拉地块东部出现显著的SE向加速运动,之后数年一直维持这种高速特性,汶川8级地震的发生调整了该地区的应力状态,有利于芦山7级地震及九寨沟7级地震的发生;2015~2017年巴颜喀拉地块东部在维持高速运动和高应力状态基础上继续增速变化,地块边界鲜水河断裂2016~2017-07跨断层观测数据显示的显著拉张加速变化与九寨沟地震有一定关联,具中期背景性预测意义。

2019 Vol. 39 (10): 991-996 [摘要] ( 3 ) [PDF 6596KB] ( 26 )
997 山西平陆黄河北岸第四纪软沉积物变形构造的古地震成因研究
史双双,赵 强,薄建杰,韩晓飞,张 丽,杨会丽

为研究山西南部平陆地区黄河北岸一级阶地中软沉积物变形构造的触发机制,对观测剖面中发育的碟状构造、液化卷曲构造和球枕构造等3类软沉积物变形构造的特征进行描述,分析其形成机制,通过总结对比软沉积物变形的地震成因,推测剖面中的变形构造为地震成因,并依此建立山西南部平陆地区的地震成因地层沉积序列。光释光测年结果显示,该变形构造形成年龄为1.9±0.2 ka,通过影响烈度的计算并结合山西及邻近省的地震资料发现,2次历史地震可能与该软沉积物变形构造相关。

2019 Vol. 39 (10): 997-1001 [摘要] ( 2 ) [PDF 6045KB] ( 17 )
1002 2017-08-09新疆精河MS6.6地震附近区域相对应变的变化分析
高丽娟,邢喜民,高 歌,李尚伟

2017年精河MS6.6地震震前,尼勒克、巴伦台和小泉沟台钻孔应变仪记录到显著的应变变化,经现场落实确认,异常是可靠的。根据这3个台的记录资料计算相对应变的变化,结果表明,地震前最大(小)主应变大小和方向分别出现明显加速和急剧偏转变化。此外还发现,相对应变场异常期间主方向与震源机制解P轴方位较为一致。

2019 Vol. 39 (10): 1002-1006 [摘要] ( 1 ) [PDF 3092KB] ( 24 )
地壳运动
1007 基于地震信号反演滑坡动力学机制
赵 娟,漆静晨,杨佳琛,陈何玲

以2003年千将坪滑坡事件为例,基于地震信号分析大型高速滑坡启动之后的滑体运动特性。通过国家地震台网采集因滑坡激发产生的地震信号,反演得到滑坡区域的受力-时间函数,再经由时频分析划分滑坡期间的子事件,进而推导滑体的运动参数并还原滑坡过程。结果显示,由地震信号反演所求得的滑床坡度、滑坡方向以及滑体位移等数值与现场勘踏所得数据相符;同时,通过对滑坡子事件的分析,可分辨出因对岸河堤阻挡而产生的部分滑体反倾过程,从而还原较完整的滑坡过程。

2019 Vol. 39 (10): 1007-1012 [摘要] ( 2 ) [PDF 3861KB] ( 21 )
1013 基于全球分布的地震观测数据估计0S0模态的特征频率及品质因子
周丰森,王迪晋,旦 增

选取2011-03-11日本MW9.3地震后全球地震台站记录的约220 h波形数据,基于一定的判断准则,筛选出质量较高的448个垂向观测数据,采用频域AR方法对0S0模态的特征频率和品质因子进行估值,并以信噪比为权重进行加权平均,得到特征频率f=0.814 658 4±5.3×10-7,品质因子Q=5 586±12。该结果与已有研究成果相比精度更高,有助于约束现有地球介质密度和衰减模型,使其更接近真实地球。

2019 Vol. 39 (10): 1013-1016 [摘要] ( 2 ) [PDF 3192KB] ( 17 )
1017 太行山山前断裂带倾斜潮汐因子动态组合分析
张 肖,佘雅文,齐玉妍,云 萌

利用Venedikov调和分析方法计算太行山山前断裂带地倾斜观测台站2002~2017年EW和NS分量的固体潮潮汐因子,获取潮汐因子异常与动态组合的3种特征量(扩容膨胀、剪切应变、介质的各向异性)时间序列,并分析其与太行山山前断裂带附近中等地震的关系。结果表明:1)断裂带上地倾斜潮汐因子受海潮负荷影响较小,潮汐因子并未因纬度的改变而表现出明显的规律性变化,其差异可能是因为受地壳横向不均匀变化的影响;2)地倾斜固体潮潮汐因子动态组合特征量与观测站点周边350 km范围内发生的ML4.0以上地震有较好的对应关系。

2019 Vol. 39 (10): 1017-1021 [摘要] ( 3 ) [PDF 10407KB] ( 18 )
地球物理解释
1022 不同Mascon模型解比较分析
郭飞霄,孙中苗,任飞龙,肖 云

简要介绍不同机构发布的Mascon模型解数据,并在全球和区域尺度上对Mascon模型解、球谐系数法以及GLDAS水文模型陆地水储量变化计算结果进行对比分析。结果表明,不同Mascon模型解具有较好的一致性;与球谐系数法反演结果相比,Mascon模型解能提高反演结果信噪比值,空间分辨率更高,保留更多有效信号,与GLDAS水文模型结果相关性更好;不同Mascon模型解中,JPL Mascon模型解信噪比值最大,与GLDAS水文模型时间序列相关性最好。

2019 Vol. 39 (10): 1022-1026 [摘要] ( 4 ) [PDF 7340KB] ( 30 )
1027 利用半自由点质量模型拟合局部(似)大地水准面
况代智,冯进凯,李 伟

为提高GPS/水准法拟合(似)大地水准面的精度,基于重力场等效逼近理论,建立一种半自由点质量模型。顾及相邻点之间的关系并结合高程异常与扰动位之间解析式的特殊性,提出确定模型参数(埋深和大小)的迭代算法,通过拟合点下方多个不同埋深质点实现重力场元的多频段拟合,并利用不同条件的实验数据进行拟合实验。结果表明,利用该模型进行(似)大地水准面拟合是可行的,其精度较传统的Kriging/Co-Kriging法高。

2019 Vol. 39 (10): 1027-1032 [摘要] ( 2 ) [PDF 2413KB] ( 15 )
1033 基于OpenMP多核并行算法的垂线偏差快速计算
黄 炎,王庆宾,冯进凯,谭勖立

针对利用超高阶地球重力场模型计算大范围、高分辨率区域垂线偏差效率低的问题,提出基于OpenMP多核并行技术的数组升维和分区计算方法。实验表明,该方法计算垂线偏差的加速比最高达到5.6倍,显著提高了超高阶垂线偏差的计算效率,也为解决重力场数据处理过程中类似的快速计算问题提供了思路。

2019 Vol. 39 (10): 1033-1036 [摘要] ( 2 ) [PDF 1037KB] ( 17 )
现代大地测量
1037 中国IGS站点ZTD长时序特征及其与年降水量的关系研究
王 勇,娄泽生,刘严萍,郝振航

利用小波变换方法对中国IGS站点ZTD时间序列进行分解与重构,分析ZTD序列的低频趋势项、高频年变化周期项与年降水量的对应关系,并结合气候资料分析原因。研究发现,ZTD低频趋势项与年降水量的变化趋势相同,ZTD高频周期项与年降水量变化存在较好的对应关系,ZTD年周期项峰值的高低对应年降水量的多少。

2019 Vol. 39 (10): 1037-1040 [摘要] ( 3 ) [PDF 2167KB] ( 28 )
1041 一种快速重叠开窗拟合算法及其在电离层拟合中的应用
陈正生,张清华,李雪瑞,宋华侨,李林阳

提出一种基于分段的重叠窗口拟合算法,它将分段窗口分为边界区、重叠区和内部区,通过对前后窗口重叠区拟合值的加权平均,使窗口间拟合值的变化连续。采用实测GNSS电离层数据,分别对逐历元滑动窗口、独立分段窗口和重叠窗口3种算法进行实验对比,其中在以400历元窗口对NKLG站G01的电离层拟合计算中,逐历元法耗费121.618 s,而独立分段法和重叠分段法只分别用了0.396 s和0.985 s,计算效率分别为前者的307倍和123倍。结果证明,该算法兼顾计算精度与执行效率,是处理数据量较大、连续且变化剧烈的时间序列的有效方法。

2019 Vol. 39 (10): 1041-1046 [摘要] ( 3 ) [PDF 4737KB] ( 23 )
1047 BD-2星载原子钟长期在轨性能评估
姜秋晨,赵琳琳,刘万科,李子强

利用WHU和GFZ提供的2013-01-01~2018-05-01北斗精密钟差数据,从原子钟相位、频漂、频率准确度和频率稳定度指标等方面对BD-2星载原子钟的长期在轨性能进行评估。结果表明,相位数据连续性和稳定性不佳,调相操作频繁;频漂维持在10-18~10-17 /s量级;准确度处于10-11量级,比较稳定;万秒稳定度在10-14~10-13量级,MEO卫星相较于GEO和IGSO卫星更加稳定。此外,分析原子钟切钟对频漂、准确度和稳定度的影响,并给出BD-2卫星钟的切换信息。

2019 Vol. 39 (10): 1047-1052 [摘要] ( 4 ) [PDF 1618KB] ( 20 )
1053 基于K均值聚类EEMD的CORS高程时间序列信号分析方法
张恒璟,齐 昕,文汉江

针对传统EEMD进行信号分解时信噪比低和部分模态混叠的问题,提出基于K均值聚类的CORS高程时间序列改进分析方法。通过添加正负白噪声的EEMD提高信号分解信噪比,基于K均值聚类方法对EEMD迭代过程中分解的各个IMF分量进行聚类分析。实验结果表明,该方法提高信噪比3%以上,基于正交指数的分解精度提高26%以上,聚类结果能够解决IMF中近似的0.5 a、1 a、2 a周期信号的模态混叠问题。

2019 Vol. 39 (10): 1053-1057 [摘要] ( 3 ) [PDF 1657KB] ( 20 )
1058 基于精密单点定位和自适应最小二乘配置建立新疆水平速度场格网模型
郭鑫伟,田 婕,聂建亮,邰 贺,靳鑫洋,邓 鹤,张 涛

针对双差计算测站坐标效率低下的问题,采用GNSSer精密单点定位方式多核并行处理测站数据,加快解算速度;针对测站速度含有随机信号导致速度场建模精度降低的问题,采用最小二乘配置来估计随机信号,并引入Helmert方差分量估计来调整噪声与信号协方差矩阵间的不合理关系,建立精度更高的速度场模型。以新疆陆态网络2011~2017年连续运行基准站为例,利用GNSSer精密单点定位方式获取坐标时间序列,大幅提升了解算效率,验证了GNSSer的可靠性和高效性,证实精密单点定位可获得与双差定位基本一致的速度信息(差异在1.5 mm/a以内);建立新疆水平速度场格网模型,结果表明,新疆水平运动速度为27.1~34.8 mm/a,整体趋势为北向偏东,自西南到东北部,运动方向由北偏东向东偏转。

2019 Vol. 39 (10): 1058-1062 [摘要] ( 3 ) [PDF 5584KB] ( 37 )
1063 GPS实时单站测速和相对测速的误差比较与精度分析
李乐乐,贺凯飞,王振杰,赵 强

基于GPS多普勒测速原理,结合广播星历介绍实时单站测速和相对测速的数学模型,分析并对比两者的误差源及其对测速精度的影响,然后采用实测数据进行静态环境下和低动态环境下测速精度的实验验证。结果表明,在基线长度约为600 km的静态环境下,采用原始多普勒观测值相对测速精度和单站测速精度都为cm/s级,且相对测速RMS值大于单站测速RMS值;采用高频相位导出多普勒观测值两种测速模式的精度都为mm/s级,且相对测速RMS值略小于单站测速RMS值。在低动态环境下,采用原始多普勒观测值两种测速模式精度都为dm/s级,采用高频相位导出多普勒观测值两者精度都为cm/s级。

2019 Vol. 39 (10): 1063-1069 [摘要] ( 2 ) [PDF 2524KB] ( 22 )
1070 基于加权水平精度因子的伪卫星基站选择方法
薛晓峰,王 玲

提出一种以加权水平精度因子为依据的基站选择方法,该方法根据基站和用户的相对位置给予每个基站不同的权值,降低测量误差较大的基站被选中参与定位的可能性。通过对伪距测量误差数学模型的分析,推导伪卫星定位系统加权矩阵,并设计了基于基站对WHDOP贡献的基站选择方法。仿真结果表明,该方法能更加高效、准确地实现伪卫星基站的选择,降低接收机的计算量,提高系统的定位精度。

2019 Vol. 39 (10): 1070-1075 [摘要] ( 3 ) [PDF 1341KB] ( 15 )
1076 基于设计模式的GNSS数据解算软件GNSSer的设计与开发
李林阳,陈正生,崔 阳,吕志平,孙大双,邝英才,王方超

采用C#语言,在.NET 4.5框架下,利用6种设计原则和6种设计模式解决GNSS数据处理软件开发中反复出现的问题,开发GNSS分布式数据处理软件GNSSer,达到统一与打破GNSS数据处理中面向对象方法在分析、设计和实现之间壁垒的目的,具有易维护、易扩展、易复用和灵活多样的特点。

2019 Vol. 39 (10): 1076-1080 [摘要] ( 6 ) [PDF 4636KB] ( 34 )
1081 大坝变形的奇异谱分析预测
张东华,李志娟,刘全明,罗艳云

利用奇异谱分析法对大坝变形数据进行分析,提取趋势和周期分量,分析影响因子与各变形分量的相关性。结果表明,大坝变形主要与水位变化和时效因子有关,温度变化对大坝变形的周期成分贡献最大,其次为水位。另外在准确提取信号的基础上,利用奇异谱分析迭代法对大坝变形进行预测,并与多元回归分析方法和高斯过程模型进行对比,发现其预测精度明显高于后两者。

2019 Vol. 39 (10): 1081-1085 [摘要] ( 4 ) [PDF 4458KB] ( 30 )
观测技术
1086 CG-6型重力仪零漂特性研究
郝洪涛,刘少明,韦 进,胡敏章

对中国地震局地震研究所最新引进的4台CG-6型相对重力仪的零漂特性进行测试研究,结果表明,4台重力仪的静态零漂率、混合零漂率和动态零漂率均小于8 μGal/h,满足厂家给出的技术指标。在较长观测时间内,各台仪器的零漂均存在不同程度的非线性特征,因此在进行较长时间的野外观测以及后续数据处理中,不宜将零漂率作为常数进行解算和零漂改正。

2019 Vol. 39 (10): 1086-1090 [摘要] ( 3 ) [PDF 8994KB] ( 32 )
1091 利用四元件钻孔应变观测资料研究佘山地区主应变及主方向变化特征
倪友忠,叶 青,朱国豪,方 韬

为研究佘山地区应变场变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,使用2013~2018年佘山台观测资料的变化值及差分值,通过无校正、变化校正和差分校正3种应变换算方法,得到3组面应变年速率、最大剪应变年速率变化及应变主方向计算结果。对比发现,利用差分值进行应变换算,在计算应变主方向及提取面应变年速率和最大剪应变年速率特征曲线方面更有效。

2019 Vol. 39 (10): 1091-1095 [摘要] ( 2 ) [PDF 1508KB] ( 23 )
1096 基于FPGA的线阵CCD激光采集系统设计
孟蔓菁,邹 彤,刘海波

设计了基于FPGA的投线仪激光检测系统。选用EP2C5T144C8N(FPGA)芯片作为硬件电路主核,利用Verilog语言和C#语言设计激光采集系统的软件,实现线阵CCD和AD转换芯片的驱动以及对采集数据的实时处理和显示。最终实验结果能满足激光投线仪的检测需求。

2019 Vol. 39 (10): 1096-1100 [摘要] ( 1 ) [PDF 1722KB] ( 15 )
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