大地测量与地球动力学
 
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2017年 37卷 5期
刊出日期:2017-05-04

观测技术 地壳运动 现代大地测量 观测技术
   
现代大地测量
441 大旋转角空间直角坐标转换改进模型研究
李明峰,刘支亮,王永明,孙小荣

针对大旋转角三维坐标转换模型法方程系数阵病态的问题,提出中心化和自适应缩放相结合的改进模型。结合算例分析,验证了该模型能显著改善法方程系数矩阵病态性,转换参数结果稳定可靠,优于现有模型。

2017 Vol. 37 (5): 441-445 [摘要] ( 19 ) [PDF 955KB] ( 812 )
446 ITRF2014框架简介
傅彦博,朱新慧,孙付平,门葆红,李亚萍,傅博聪,赵俊强

介绍了ITRF2014的定义、测站的全球分布、输入数据的基本情况、处理数据的基本策略以及相对于ITRF2008的改进。ITRF2014首次考虑了非潮汐大气载荷模型,提升了参考框架的精度并优化了内部模型。在推出台站坐标、速度、残差、EOPs等常规产品的基础上,ITRF2014提出两个新产品:只基于SLR的地心运动模型和震后形变模型。原有模型的改进与新模型的提出为世界各区域坐标系的更新与精化、地震的预测等作出了新的贡献。

2017 Vol. 37 (5): 446-449 [摘要] ( 34 ) [PDF 19247KB] ( 146 )
450 BDS卫星钟差短期预报性能分析
王宇谱,陈正生,李伟杰,向民志

采用BDS精密钟差数据进行短期预报实验,通过线性模型、二次多项式模型、灰色模型和Kalman滤波模型对14颗BDS卫星的钟差预报效果进行比较和分析,总结不同类型卫星的钟差预报性能和利用各模型进行BDS卫星钟差预报的相关特性。

2017 Vol. 37 (5): 450-456 [摘要] ( 30 ) [PDF 12272KB] ( 113 )
457 一种基于GPS/BDS观测值的抗多路径误差导航定位算法
尹 潇,胡丛玮,姚连璧,康传利

提出一种抑制卫星导航定位中多路径误差的算法,采用双卫星系统GPS/BDS的伪距和多普勒观测值,增加了观测值数据的有效性,结合抗差自适应卡尔曼滤波模型,减弱了城市稠密建筑中卫星导航定位多路径误差对定位的影响。城市车载实验结果显示,与GPS单系统伪距定位相比,采用GPS/BDS伪距定位,点位精度由4.9 m提高到4.3 m;采用本文算法,点位精度进一步提高到3.4 m,验证了本文算法的有效性。

2017 Vol. 37 (5): 457-461 [摘要] ( 16 ) [PDF 5761KB] ( 119 )
462 基于EMD和小波的GPS/BDS变形监测中的多路径误差削弱方法
易清根,刘心龙,刘万科

针对GPS/BDS实时监测坐标序列中多路径误差的周日重复特性和高频随机噪声,分别采用EMD以及EMD与小波阈值去噪相结合的方法对现有坐标序列构建多路径时序模型,并通过恒星日滤波削弱后续坐标序列中具有强相关性的多路径误差。实测数据的处理结果表明,EMD可以很好地去除GPS/BDS实时监测序列中的高频随机噪声并削弱多路径误差的影响,提高实时监测精度50%左右,EMD和小波组合方法较单EMD效果稍好。

2017 Vol. 37 (5): 462-466 [摘要] ( 26 ) [PDF 2605KB] ( 105 )
467 基于GNSS和SLR观测数据的北斗卫星(GEO/IGSO)精密定轨
卿 芸,楼益栋,戴小蕾

研究了联合GNSS和卫星激光测距(satellite laser ranging,SLR)观测数据对北斗卫星定轨精度的影响。仅利用GNSS观测值对北斗卫星进行定轨时,C01、C08和C10卫星的SLR检核结果显示,这3颗卫星的SLR残差均存在一定的偏差且不相同。加入SLR观测值联合定轨时,分别对估计和不估计系统偏差的卫星轨道结果进行分析。结果显示,对C01(GEO)卫星加入SLR观测值时必须引入系统偏差,否则会使轨道偏离;C08和C10(IGSO)卫星估计和不估计系统偏差时对预报轨道的精度均有一定的改善。最后统计了这3颗卫星的系统偏差,C01卫星的系统偏差达到50 cm,C08和C10卫星的系统偏差在5 cm以内。

2017 Vol. 37 (5): 467-471 [摘要] ( 14 ) [PDF 25370KB] ( 108 )
472 新疆地区GGOS Atmosphere加权平均温度的精化
谢劭峰,黎峻宇,刘立龙,黄良珂

绝大多数地基GPS站观测时未进行测站上空气象观测,导致无法获得精确的大气加权平均温度(GTm),限制了地基GPS遥感水汽的应用。基于此,本文分析了利用GGOS Atmosphere Tm格网数据获取新疆地区加权平均温度(Tm)的方法。利用无线电探空资料评估由GGOS Atmosphere加权平均温度格网数据计算得到的GTm的精度,通过考虑季节和地理变化的精化模型对GTm进行改正。结果表明,利用平均值插值方法得到的GTm经过精化模型改正后,可以满足新疆地区地基GPS精密遥感水汽的要求。

2017 Vol. 37 (5): 472-477 [摘要] ( 6 ) [PDF 1239KB] ( 116 )
478 利用ECMWF和GPS研究分析一次典型锋面雨
王笑蕾,张 勤,张双成

ECMWF可提供大范围格网点上垂向维的水汽密度、温度、偏压等剖线数据,能反演获得大范围的气象要素及水汽值。GPS可反演获得单个点的水汽值,精度及时间分辨率都极高。本文综合两种反演方法的优点,研究台湾地区一次典型的锋面降雨,对降雨前后各气象要素的变化特征进行详细分析。结果表明,利用ECMWF的反演结果可判断在一定时间段内是否有降水的动力学条件;根据GPS反演水汽结果可以在更高的时间分辨率上对降水时间有指导作用。

2017 Vol. 37 (5): 478-481 [摘要] ( 12 ) [PDF 4513KB] ( 93 )
482 基于分组排序的水汽层析约束ART算法
丁 楠,张书毕

通过研究影响代数重构方法的因素,如松弛因子、投影次序、停止规则、非负约束,针对水汽层析方程组的特点,提出一种基于分组排序的水汽层析约束ART算法(WVTART),并给出投影排序的去相关原则。实验分析证明,WVTART算法提高了收敛速度以及层析结果的精度。

2017 Vol. 37 (5): 482-486 [摘要] ( 12 ) [PDF 2526KB] ( 113 )
487 CEEMD阈值滤波在MEMS陀螺信号消噪中的应用
肖乐杰,孙付平,蔡韧鸣,彭文生,刘 科,张 帅

现阶段的经典模态分解MEMS陀螺消噪是一种易造成信号失真缺陷的强制消噪算法。针对该问题,在由本征模态函数样本熵和相似度参数线性组合确定复合指标的基础上,提出基于复合指标筛选本征模态函数的互补集合经验模态分解的阈值滤波降噪算法,根据信号的随机噪声特征参数确定阈值,并对筛选后的本征模态函数进行处理。仿真和实例分析结果表明,该算法的消噪效果较强制消噪滤波有较大提高,使MEMS陀螺信号的零偏不稳定性下降了76.4%,速率斜坡下降了62.3%,均方根误差下降了67.5%,同时能够提高MEMS-IMU在行人导航中的定位精度。

2017 Vol. 37 (5): 487-491 [摘要] ( 11 ) [PDF 2178KB] ( 114 )
地壳运动
492 2012年新源和静6.6级地震前后P波速度结构的演化
刘建明,李志海,冯雪玲,孔祥燕

基于新疆区域地震台网记录的地震观测报告,采用有限差分层析成像方法反演新疆天山中东段地区的地壳P波速度结构,获得了2012年新源和静6.6级地震前后该区域12 km和24 km深度处半年尺度的P波速度结构的时间演化过程。结果表明,12 km深度处震前震源区及附近区域P波速度差在空间上形成NNE向变化剧烈的高值异常区,异常幅度达0.3 km/s。这种明显的速度差异表明,将半年尺度不同时间段相同深度的P波速度进行差分析,能较好地反映一定区域内地壳介质特性的变化。

2017 Vol. 37 (5): 492-496 [摘要] ( 12 ) [PDF 7083KB] ( 89 )
497 首都圈地区地壳垂直形变特征及剖面分析
孙启凯,池国民,徐东卓

利用首都圈地区4期精密水准复测资料,分别计算2001~2005年、2005~2007年、2007~2014年地壳垂直形变速率,绘制垂直形变速率图并选取部分水准路线绘制剖面图,结合主要断裂分布及活动性,分析首都圈地区形变趋势。结果显示,前两个时间段内首都圈地区形变特征以趋势性运动为主,呈现东西升、南北降的特征;最新一期数据表明,东西部形变出现趋势性转折,尤其是张家口渤海构造带出现大幅下沉,预示了该区域应力场变化呈现加强态势。

2017 Vol. 37 (5): 497-501 [摘要] ( 15 ) [PDF 4565KB] ( 103 )
502 江苏省近期形变特征分析
王 维,沈红会,叶碧文,田 韬

利用江苏省内GPS连续站基线时间序列分析江苏省整体形变状态,由GPS流动站观测资料计算应变率场,并根据跨断层流动水准资料得到郯庐断裂带江苏段和茅山断裂垂直形变速率,根据以上结果研究江苏省主要断裂2011~2015年的形变特征。结果表明,江苏省受控于挤压应力场作用,大部分区域应变方向为东西向;郯庐断裂带江苏段处于南北向拉张挤压梯度带,垂直形变速率处于正常活动水平;茅山断裂的水平和垂直观测结果均反映出该区域为拉张性质。

2017 Vol. 37 (5): 502-506 [摘要] ( 19 ) [PDF 6039KB] ( 131 )
507 利用高分辨率TerraSAR-X影像监测唐山矿地面沉降
张晓博,赵学胜,葛大庆,刘 斌,张 玲,王 艳,李 曼

利用2012-12~2014-02获取的13景高分辨率TerraSAR-X影像,采用PSI时序分析技术监测唐山矿地面沉降。该技术以短时空基线为准则生成47幅差分干涉图,选择强度稳定性和频谱相干性较高的相干目标进行时间序列分析,基于最小二乘法获取唐山矿区域相干目标的地面下沉速率和沉降时间序列。结果表明,唐山矿有两个地面沉降中心,分别位于矿区东北和西部方向,最大沉降速率达58.2 mm/a;2013-06~09矿区出现回弹现象,而在其他时间段内地面呈近似线性下沉。通过对比高程误差改正前后的直方图可以发现,本文采用的两次回归分析方法对降低地形残余误差有很好的应用效果。

2017 Vol. 37 (5): 507-510 [摘要] ( 13 ) [PDF 19322KB] ( 92 )
511 加权复合分位数自回归模型在隧道围岩变形预测中的应用
王江荣

提出加权复合分位数自回归模型对隧道围岩变形进行预测的新方法,并给出其原理和实现算法。以昆明市阳宗隧道为例,对加权复合分位数自回归预测模型进行计算,并与其他模型进行对比分析。结果表明,新方法预测效果优于非加权复合分位数估值的AR(2)模型、基于最小二乘参数估计的自回归预测、经遗传算法优化的支持向量机等预测方法。

2017 Vol. 37 (5): 511-515 [摘要] ( 11 ) [PDF 1118KB] ( 77 )
516 三维激光扫描变形可监测性指标的确定
曾政祥,陈西江

将三维激光扫描技术应用到变形监测中,对三维激光扫描测距、测角、光斑及配准误差进行分析,给出点云误差椭球模型。利用得到的误差椭球半轴长度和点位误差极限值的关系,推导点云变形可监测性指标。最终通过模拟的滑坡实验,验证了该变形可监测性指标的可行性。

2017 Vol. 37 (5): 516-520 [摘要] ( 13 ) [PDF 5618KB] ( 101 )
观测技术
521 基于小波包变换的地震信号频带序号到结点序号的快速转换算法
韩晶晶,白 泉,蒙东林,李和旺,汪 飞

针对小波包处理地震非平稳信号过程中存在的“跳频”现象,以及现有方法不能快速准确地得到地震信号高层次小波包分解时频带序号和结点序号的排列规律的弊端,基于小波包变换算法和异或运算,提出一种频带序号到结点序号的快速转换算法。基于MATLAB平台,以唐山南北向地震波为例,编制相应程序进行分析,得到的地震频带序号与其小波包树结点序号的排列规律与现有方法得到的结果完全一致,验证了该转换算法的正确性。

2017 Vol. 37 (5): 521-526 [摘要] ( 7 ) [PDF 1321KB] ( 78 )
526 泰安地震台重力异常信息提取初步分析
孟建国,李惠玲,李 峰,卢双苓,张 明,韩 博

介绍了泰安台PET重力仪不同运行状态的情况,通过对比甚宽频带数字地震仪对掉格异常进行初步判断,同时对观测数据的主要干扰因素进行剔除,提取相对客观的重力观测趋势信息。结果发现,泰安地震台重力仪在2013-09~12、2014-02~04两个时间段存在趋势漂移负值异常。

2017 Vol. 37 (5): 526-530 [摘要] ( 16 ) [PDF 1273KB] ( 95 )
531 基于动三轴试验和土层地震反应对地震液化的判别
胡 庆,李 恒,张 祎

以汉口某场地典型钻孔剖面为研究对象,结合动三轴试验成果,采用等效线性化方法考虑土层的非线性特征,利用一维波动方法进行场地土层地震反应分析,探讨场地内埋深10~36 m范围内的各土层在不同地震作用下的液化可能性。结果表明,汉口地区埋深超过20 m的砂土层在Ⅶ度、Ⅷ度地震作用下有液化的可能性;土层液化的可能性随着埋深的增大而减小;输入地震动的频谱特性及平稳段持续时间等因素可影响液化判别结果。该方法可为深层液化判别提供参考。

2017 Vol. 37 (5): 531-535 [摘要] ( 16 ) [PDF 2489KB] ( 74 )
536 地脉动频谱特性在探究场地评价中的应用
王 良,卢育霞,马林伟,孔德政

运用单点谱比法对地脉动频谱特性进行分析,根据频谱类型分类结果给出场地卓越周期建议值。在已有钻孔资料基础上,建立卓越周期与覆盖层厚度间的相关关系,并通过实际的工程数据验证了二者关系式的准确性和普适性。由于地脉动观测具有经济、简单、快捷的优点,可将其运用到不宜进行钻孔勘探的复杂场地,从而为该地区工程场地地震安全评价和地震小区划、场地类别划分、场地选择和评价提供基础资料。

2017 Vol. 37 (5): 536-540 [摘要] ( 27 ) [PDF 1803KB] ( 107 )
541 奇异谱分析在倾斜应变数据处理中的应用研究
赵佳佳,陈志遥,张 燕,王嘉沛

通过模拟数据实验验证奇异谱分析(SSA)对于周期信号和趋势项有分离和提取功能,能有效去除标准差低于信号振幅的噪声,检测识别信号中存在的奇异点。将SSA应用于实际倾斜应变固体潮数据的处理中,选取丹东台、徐州台和泾县台的倾斜应变数据进行SSA处理。结果表明,SSA能有效提取数据中的长趋势成分和固体潮各潮波,有效分离数据中的干扰成分,识别出周期为7~15 d的降雨干扰, 对干扰排除和异常提取具有一定的参考意义。最后经过大量数据验证得出,SSA适用于倾斜应变数据的嵌入维度范围的经验选择。

2017 Vol. 37 (5): 541-545 [摘要] ( 17 ) [PDF 3203KB] ( 97 )
546 面向地震行业的地震数据共享服务平台的设计与实现
谢有顺,李盛乐,刘小利,刘 坚,刘珠妹,陈晓琳

面向地震行业,以交互式门户网站提供零障碍、一站式、可视化的地震科学数据共享服务,以使用便捷、高效稳定、扩展性好为目标,对地震数据共享服务平台的系统架构、服务端架构、数据库及其功能进行设计。基于国家科学数据共享工程要求,规范化地震数据检索、可视化、共享模式,实现了多源地震数据共享服务平台的原型系统。系统面向地震行业用户开放,可以促进行业业务工作的开展和地震科技的研究,全面提升地震科学数据的交换、共享、产出效益。

2017 Vol. 37 (5): 546-550 [摘要] ( 19 ) [PDF 1654KB] ( 132 )
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