大地测量与地球动力学
 
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2018年 38卷 11期
刊出日期:2018-11-15

观测技术 地壳运动 特稿 现代大地测量 观测技术
   
特稿
1101 九寨沟MS7.0地震前跨断层水准前兆异常与震后变化
张 希,贾 鹏,李瑞莎,惠旭辉

利用2017-08-08九寨沟MS7.0地震前震区北侧青藏块体东北缘跨断层短水准观测资料,以及震后8月、9月两期加密复测结果,综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标,分析九寨沟地震前断层形变异常及震后变化。结果显示,九寨沟地震前1 a多西秦岭至六盘山构造区异常比较集中;震前1~3个月西秦岭构造区及其附近(震区周边300 km范围内)短期异常增多,异常特性以逆断性突跳为主,对该次地震有中短期-短期前兆反映;震后1个月西秦岭构造区多数异常调整恢复。

2018 Vol. 38 (11): 1101-1106 [摘要] ( 27 ) [PDF 11941KB] ( 108 )
1107 地下水变化对太原台水准形变异常的影响研究
王秀文,李自红,沈晓松,王 霞

根据观测系统的检查、测区观测环境调查、辅助资料等变化对太原台水准异常变化的影响进行分析认为,该台观测资料可信,但存在地下水位变化的影响。对井区附近同层抽水井开采情况调查表明,太原台水准2009年以来的反向上升与附近小煤窑关闭、采水减少、水位回升有关。

2018 Vol. 38 (11): 1107-1110 [摘要] ( 13 ) [PDF 4454KB] ( 45 )
地壳运动
1111 基于升降轨Sentinel-1 SAR影像研究精河MS6.6地震震源机制
刘传金,邱江涛,王金烁

采用Sentinel-1A/B卫星升降轨SAR数据获取了2017-08-09新疆精河MS6.6地震的同震形变场,并以InSAR形变场为约束,利用均匀滑动模型和分布式滑动模型反演了发震断层的滑动分布。结果表明,升降轨InSAR形变场均显示为隆升,形变影响范围约30 km × 40 km;发震断层走向约为83.8°,倾角约为40.6°,滑动角约为89.1°,震源深度约为20.7 km,矩震级为MW6.35,同震位错以逆冲运动为主兼有极少量左旋走滑分量。精河地震的发震断层为库松木楔克山前断裂,该次地震是新疆北天山地区逆冲断裂带深部发生错动的结果。

2018 Vol. 38 (11): 1111-1116 [摘要] ( 15 ) [PDF 14012KB] ( 71 )
1117 盘谷寺-新乡断裂倾向反转成因探讨
邓小娟,袁洪克,石金虎,左 莹,季通宇

盘谷寺-新乡断裂在大高村附近断层倾向发生反转,大高村以西倾向为南,大高村以东倾向为北。为查明倾向反转成因,跨断层布设3条浅层地震测线,通过采用高分辨率地震数据及高精度数据处理技术,获得清晰的地下结构与构造成像。结果显示,武陟隆起北侧边缘发育有隐伏隆起,该隆起的发育使得盘谷寺-新乡断裂大高村以西段在L1测线与L2测线之间消失,同时向南倾的武陟断裂演变为济源凹陷的边界断裂,自西向东该隆起规模逐渐增大。该隆起北侧边缘开始发育北盘谷寺-新乡断裂大高村以东段,南侧边缘开始发育向南倾的平陵断裂,且随隆起规模的继续增大,盘谷寺-新乡断裂大高村以东段及平陵断裂自西向东活动性逐渐增强。推测该隐伏隆起是引起该区盘谷寺-新乡断裂倾向反转的主要成因。

2018 Vol. 38 (11): 1117-1121 [摘要] ( 9 ) [PDF 14411KB] ( 33 )
1122 基于PS-InSAR技术的廊坊北部地区地面沉降监测研究
李海君,张耀文,谷洪彪,迟宝明,宋 洋

采用PS-InSAR技术对覆盖廊坊北部地区的33景Envisat ASAR影像进行处理,获取该地区2007~2010年平均形变速率场与季度时序沉降信息,并与沉降影响场数据进行耦合分析。结果表明: 1)宋庄-燕郊与五百户-大口屯等地区沉降发育较显著,季节性变动特征明显;2)山前与杨各庄-马坊地区呈高沉降梯度,平原区较高沉降梯度区多与-16 mm/a、0 mm/a等值线形态一致,差异性沉降特征显著;3)因第四系厚度、结构显著差异与断裂活动影响,北、东部断层两侧多表现为较高或渐变的形变梯度;4)差异性沉降展布与水源地、水位降深区具较好空间响应,且较严重沉降多为中深层承压水超采与城镇化建设所致。

2018 Vol. 38 (11): 1122-1127 [摘要] ( 6 ) [PDF 11149KB] ( 47 )
1128 基于局部均值分解和相关向量机的变形预测
罗亦泳,徐志宽,张立亭,黄晓浪,缪玉周

基于改进局部均值分解(LMD)及加权核函数相关向量机(RVM)算法,构建多尺度变形预测新方法。利用LMD将变形数据分解成多个具有物理意义的变形分量,并基于遗传算法优化的RVM对每个变形分量分别进行预测。将各变形分量预测结果进行叠加,最终建立多尺度变形预测方法,并应用于大坝变形预测。实验结果表明,改进LMD-RVM方法的多个精度指标均优于BP神经网络方法、RVM方法和改进EMD-RVM方法,证实了新方法的有效性及可靠性。
 

2018 Vol. 38 (11): 1128-1132 [摘要] ( 6 ) [PDF 4432KB] ( 38 )
现代大地测量
1133 BDS卫星失效对区域定位精度的影响评估
徐 炜,徐 梅,严 超,王 涛

基于STK软件实现了2016-09 BDS系统星座结构的仿真,并选取可见卫星数、DOP值、系统可用性作为评估BDS卫星星座设计结构的指标,分析单颗与全部倾斜轨道卫星(IGSO)、地球静止轨道卫星(GEO)失效后对我国大陆地区BDS系统可用性的影响。结果表明,IGSO4卫星与GEO5卫星失效后对BDS在区域的定位性能影响较大,失效后的GDOP值分别为1.98、2.16。取BDS卫星正常运行时区域平均GDOP最大值(S=2.60)作为系统可用性阈值时,系统可用性分别降低了1.79%、32.63%;阈值取2S(5.20)、3S(7.80)、4S(10.40)、5S(13.00)时,系统可用性均可达100.00%。GEO整体失效后BDS系统在高精度定位中仍部分可用,而IGSO整体失效后BDS系统可用性受到大幅度限制。因此,增加在轨备份卫星时需重点考虑GEO5、IGSO4,并适当增加IGSO卫星的数目。

2018 Vol. 38 (11): 1133-1136 [摘要] ( 12 ) [PDF 6322KB] ( 25 )
1137 北斗天线相位中心改正策略及其对定位精度的影响分析
胡新乔,刘万科,刘晓磊,胡 捷

当前尚未有权威机构发布北斗接收机天线相位中心改正信息,从而影响和限制了北斗系统的高精度定位应用。针对这一亟待解决的问题,采用以GPS天线相位中心改正(PCO和PCV改正)模型代替BDS天线相位中心改正来提高北斗定位精度的处理策略。结果表明,采用上述处理策略,PPP高程方向偏差从1 dm减小到cm级,相对定位的高程方向偏差从cm级减小到mm级,验证了此处理策略的有效性和可行性。

2018 Vol. 38 (11): 1137-1142 [摘要] ( 8 ) [PDF 5975KB] ( 49 )
1143 基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波及其在BDS星地联合定轨中的应用
李 豪,顾勇为,郭淑妹,张国超

将Kalman滤波病态性诊断与处理相结合,提出基于信噪比检验的双参数岭型Kalman滤波。在分析Kalman 滤波的病态性以及岭型 Kalman 滤波的缺陷后,引入信噪比统计量度量每个待估参数受病态性影响的大小,将待估参数区分为涉扰参数和非涉参数,并利用两个岭参数对两类参数进行不同强度的修正,结合广义岭估计思想给出两个岭参数的选取方法。该算法在降低状态参数估计方差的同时尽量减少岭型Kalman滤波引入的偏差。利用STK仿真5颗GEO卫星+24颗MEO卫星+3颗IGSO卫星的北斗卫星星座并进行分布式自主定轨,结果表明提出的新算法能够有效改善病态性对Kalman滤波的不良影响,且相对于岭型Kalman滤波具有更高的定轨精度。

2018 Vol. 38 (11): 1143-1148 [摘要] ( 14 ) [PDF 4588KB] ( 28 )
1149 考虑卡尔曼滤波伪观测值的Helmert方差分量估计及其在GPS/BDS组合PPP中的应用
龙 新,张显云,邓小东,李 婷,胡思华

在GPS/BDS组合PPP中,引入基于卡尔曼滤波的Helmert方差分量估计来确定PPP中各类观测值的权重,针对卡尔曼滤波预报值权阵与观测值权阵验前单位方差不一致的情况,将卡尔曼滤波预报值作为伪观测值,与观测值一并进行Helmert方差分量估计处理。实验证明,该方法能够在合理确定当前历元各类观测值权重的基础上,有效平衡观测信息与预报信息对参数估计的贡献,可显著改善GPS/BDS组合PPP的收敛速度与定位精度。

2018 Vol. 38 (11): 1149-1152 [摘要] ( 6 ) [PDF 3767KB] ( 34 )
1153 SSR改正数更新频率及中断时间间隔对实时PPP的影响分析
佘忠伦,高雅萍,杨立财

实验模拟服务器端不同更新频率的SSR改正数对实时精密单点定位的影响,以及客户端改正数中断时长对实时精密单点定位的影响。结果表明,服务器端SSR改正数的播发频率控制在30 s以内可获得cm级定位精度;客户端的SSR改正数中断在150 s之内可获得cm级定位精度,改正数中断200 s可获得20 cm的定位精度,改正数中断300 s可获得亚m级定位精度。

2018 Vol. 38 (11): 1153-1158 [摘要] ( 12 ) [PDF 8411KB] ( 33 )
1159 GPS-LEO无线电中性大气掩星反演误差分析
张纪满,林 剑,祝芙英

简要介绍GPS-LEO掩星大气反演算法的基本原理,考虑到多种误差源对反演大气参数带来的影响,利用EGOPS仿真模拟软件,采用三维射线追踪法模拟了1 d 内426个掩星事件,并统计分析多种误差源的影响特性。通过反演温度的统计分析发现,现有的卫星钟稳定性以及卫星定轨精度可以满足反演需求;噪声误差对反演影响较大,需要采取有效措施抑制;多路径效应中,周期误差影响较小,但振幅对反演结果有一定影响,需要有效抑制。

2018 Vol. 38 (11): 1159-1164 [摘要] ( 12 ) [PDF 9311KB] ( 20 )
1165 Galileo广播星历评估及其对定位精度的影响
韩德强, 党亚民,庞 辉,薛树强,杨 强,张龙平

分析现阶段伽利略空间信号的精度,并评估伽利略广播星历及其对单点定位的影响。统计30 d健康卫星广播星历,结果表明,FOC和IOV两种类型的广播星历卫星轨道误差优于0.8 m,并且径向误差最小,法向误差次之,切向误差最大;伽利略卫星的钟差误差精度达到1.0 ns;从空间信号测距误差对伽利略卫星进行整体分析,广播星历精度优于1.0 m,FOC与IOV卫星精度相当;用广播星历进行事后单点定位的精度可以达到dm级。

2018 Vol. 38 (11): 1165-1169 [摘要] ( 14 ) [PDF 8956KB] ( 32 )
1170 基于卫星测高和卫星遥感海面温度探测的南海中尺度涡旋对比分析
李惠玲,郭金运, 文汉江

基于海表面温度数据和海面高度异常数据,采用矢量几何法提取南海的中尺度涡旋并进行统计分析。结果显示,从海表面温度和海面高度异常数据都可以提取涡旋,两者的提取能力差异很小。由海表面温度数据可以提取较小尺度的涡旋,但跟踪涡旋时存在不稳定性;由海面高度异常数据虽然不能检测到较小尺度的涡旋,但跟踪涡旋相对稳定。两种数据所提取涡旋的时间和空间分布规律具有一致性。

2018 Vol. 38 (11): 1170-1173 [摘要] ( 8 ) [PDF 4501KB] ( 20 )
1174 侧扫声呐图像辐射畸变综合改正方法研究
王 晓,吴清海,王爱学

针对现有侧扫声呐辐射畸变改正方法难以实现复杂底质及作业环境下图像精细获取的问题,基于侧扫声呐图像辐射畸变诱因,提出侧扫声呐图像辐射畸变综合改正方法。该方法在胶州湾水域得到应用,消除了海况差、底质变化明显及人为增益参数调整等问题的影响,实现了复杂海洋环境及噪声影响下图像的高质量获取。与传统统计方法比较表明,综合法处理后图像熵值减小、峰值信噪比增加,图像质量得到有效提高。

2018 Vol. 38 (11): 1174-1179 [摘要] ( 6 ) [PDF 11592KB] ( 17 )
1180 基于广义高斯模型的机载测深LiDAR波形拟合算法
王贤昆,阳凡林,张汉德,宿殿鹏,董 梁,王明伟

针对传统LiDAR测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对微弱回波信号及复杂波形拟合不准确的问题,提出一种基于广义高斯模型的波形拟合算法。首先通过计算滤波前后尾段波形的差异估计波形的噪声;然后利用广义高斯模型提取海面与海底反射信号分量,并对剩余信号进行迭代拟合;最后利用LM算法对参数进行优化,并对优化后的参数进行约束,避免冗余分量。采用南海实测数据进行验证,该算法拟合微弱回波及复杂波形能力强,不论在浅水(回波发生叠加)还是深水,其拟合精度均优于传统算法,具有良好的鲁棒性。

2018 Vol. 38 (11): 1180-1185 [摘要] ( 2 ) [PDF 4987KB] ( 21 )
1186 机载LiDAR地形特征信息快速提取
刘智敏,杨安秀,宿殿鹏,刘 盼

为更有效地获取地形特征信息,提出一种机载LiDAR地形特征信息快速提取算法。首先,通过构建二次曲面拟合模型,建立实测LiDAR地形数据与拟合曲面的几何规则;然后,采用LM算法迭代参数寻优,获得最优化结果下的地形拟合参数,计算拟合时间及拟合精度;最后,以地形拟合模型为基础,进行地形特征信息的快速提取。通过机载LiDAR实测数据验证,当最优搜索半径为2 m时,地形曲面的拟合时间仅为0.02 s,RMSE仅为5.09 cm。该算法保证了地形特征信息提取效率和精度,能够有效满足机载LiDAR科学研究和工程应用的技术需求。

2018 Vol. 38 (11): 1186-1190 [摘要] ( 7 ) [PDF 11738KB] ( 22 )
1191 一种基于Partial EIV模型的圆曲线拟合解法
邱德超,鲁铁定,邓小渊

针对圆曲线拟合问题,以圆曲线的参数方程为基础建立圆曲线拟合的EIV模型,根据系数矩阵的特点将模型转化为更合理的Partial EIV模型,通过公式变形为最小二乘形式,采用两步迭代法求解模型参数,保证系数矩阵中相同元素的改正数一致,常数元素的改正数为零。算例数据结果表明,所提算法的可行性、拟合精度相对较优。

2018 Vol. 38 (11): 1191-1195 [摘要] ( 7 ) [PDF 3751KB] ( 20 )
观测技术
1196 用U曲线法确定地震同震滑动分布反演正则化参数
王乐洋, 赵 雄

针对地震滑动分布反演中正则化参数选取问题,提出利用U曲线法确定地震滑动分布反演正则化参数。利用U曲线法、L曲线法设计模拟实验,并将两种方法应用到芦山实际震例反演中。模拟实验以及芦山实际震例反演结果表明,利用U曲线法确定正则化参数反演地震滑动分布结果与L曲线法相比具有反演精度高、无需依赖数据拟合精度等优势。

2018 Vol. 38 (11): 1196-1201 [摘要] ( 9 ) [PDF 9222KB] ( 34 )
1202 基于S变换的唐山四分量钻孔应力时频特征分析
孟庆筱,吕 健,李进武,王丽丽,李 浩

 以2016-02~11期间唐山四分量深孔地应力连续观测数据为基础,使用S变换技术获得区域构造信息的时频特征,讨论其与近场小震及远场大震事件的关联性。研究发现,唐山台近场25 km范围内5次小震事件发生前的数日内,其地应力连续观测数据的S变换结果在720~1 440 min周期范围内均表现为高能量簇异常,且与潮汐因子的日常形态存在显著差异;2016-04-15日本九州M7.0级地震的同震效应主要对地应力S变换结果中周期小于240 min的频段具有较大影响,因此,唐山地应力高能量簇特征可能来自于区域构造应力场动态调整,而非远场大震的同震效应,说明地震事件前后的构造应力时频演化特征与近场地震活动可能存在较高的前兆关联性。

2018 Vol. 38 (11): 1202-1206 [摘要] ( 11 ) [PDF 8393KB] ( 41 )
1207 CG-5重力仪零漂稳定性评估
邓友茂,王振亮,丁卫忠

对4台购于不同时期的CG-5重力仪进行零漂稳定性分析,提出运用拟合直线相关系数来评估仪器的静态零漂稳定性,以及运用平均动态零漂率来评估仪器的动态零漂稳定性。数据处理结果证明,该方法能有效地评估CG-5重力仪的零漂稳定性特征。

2018 Vol. 38 (11): 1207-1210 [摘要] ( 5 ) [PDF 2843KB] ( 31 )
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