大地测量与地球动力学
 
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2017年 37卷 9期
刊出日期:2017-09-11

观测技术 地球物理解释 地壳运动 特稿 现代大地测量 观测技术
   
特稿
881 用GPS资料分析青藏高原现今应变率场
王伟,王迪晋,陈正松,乔学军

基于中国大陆构造环境监测网络的GPS观测资料,获取青藏高原及周边地区地壳水平运动速度场以及应变率场。结果表明,青藏高原及周边地区10 a尺度应变率场分布的整体特征与该地区长期地质构造背景和地震活动具有继承性,主应变、剪应变以及面膨胀率的分布特征与高原边缘和天山地区的地壳缩短、藏中南地壳的东西向伸展以及高原内部走滑断裂的构造活动一致。

2017 Vol. 37 (9): 881-883 [摘要] ( 31 ) [PDF 3999KB] ( 135 )
地壳运动
884 岷县-漳县M6.6地震前后的形变范数变化特征
许康生,曾文浩

采用分布在南北地震带上10个洞体应变台的观测资料,基于小波分解和范数计算,提取2013-07-22甘肃岷县-漳县M6.6地震前异常信息。结果表明,除肃南台外,其余9个台均出现震前异常信息,昭通台、小庙台最早出现异常,在2013-06初(约在震前50 d),距震中最近的宕昌台在7月初出现异常。结合其他学者的研究,对异常信息特征进行讨论认为,这次地震与南北地震带东侧块体自南向北运动有密切关系,而震后的形变传递过程是一个反向过程。同时也证明,用范数计算方法提取震前形变异常是简单、有效和可靠的。

2017 Vol. 37 (9): 884-887 [摘要] ( 14 ) [PDF 1771KB] ( 68 )
888 四川断层活动性分析及汶川、芦山地震活动关联性研究
岳冲,闫伟,李晓帆,牛安福,赵静,苑争一

基于龙门山、鲜水河、安宁河-则木河断裂带上跨断层水准资料,计算不同场地年均形变速率和断层垂直形变累积率,分析断层年变速率和Dc空间分布等值线变化,揭示汶川地震前后断层活动规律、区域应变、应力场的能力聚集程度,进而探讨汶川、芦山两次地震的关联性。结果显示:1)汶川地震的发生明显加剧了龙门山断裂带中南段的断层活动性,年均形变速率由震前<1 mm/a,到震后最大达10.01 mm/a;汶川地震的发生对安宁河-则木河断裂带上的汤家坪、西昌场地影响较大,年变速率显著增加,断层活动性得到加强;2)汶川地震发生前,龙门山断裂东北段存在Dc高值区,随后Dc值逐渐减小,汶川地震的发生存在一定的应力累积背景;汶川地震发生后明显改变了整个龙门山断裂带的Dc空间分布,加速形成围绕双河场地的Dc高值环绕区,而芦山地震的震中位置位于高值与低值交界区域,空间差异较为显著。

2017 Vol. 37 (9): 888-892 [摘要] ( 17 ) [PDF 5189KB] ( 76 )
893 台湾美浓MW6.4地震InSAR形变场初步分析
董景龙,沈强,汪汉胜,江利明,毛松

利用欧洲航天局最新发射的宽刈幅、高分辨率Sentinel-1A卫星,第一时间获取2016-02-06台湾美浓MW6.4地震干涉像对,使用D-InSAR技术获取美浓地区的同震形变场。利用震中附近39个同震GPS观测进行对比验证后显示,InSAR获取的同震形变场精度优于1 cm(3σ)。形变发生在宏观震中30 km×30 km范围内,主要表现为沿雷达视线向抬升,最大抬升约12 cm。从形变场空间分布特征可以看出,空间连续性较好,说明宏观震中附近地表未发生明显破裂。宏观震中并不与震中位置重合,而是位于震中西部约15 km处。

2017 Vol. 37 (9): 893-897 [摘要] ( 15 ) [PDF 5562KB] ( 56 )
898 基于改进Kriging插值模型的城市地面沉降变形趋势面模拟
伊尧国,刘慧平,齐建超,段红志,刘湘平,张洋华

从建筑物荷载引发地面沉降的机理模型出发,综合考虑建筑物产生的附加应力以及地基土壤压缩性质对沉降量的影响,构建了改进克里金插值模型。通过实际应用证明,使用改进克里金插值模型进行城市地面沉降空间趋势面模拟和计算,能够准确清晰地反映沉降变形的大小和趋势,从而为地面沉降的空间建模与可视化分析、总结建筑物荷载作用下城市地面沉降的变形规律奠定基础。

2017 Vol. 37 (9): 898-902 [摘要] ( 10 ) [PDF 6874KB] ( 74 )
地球物理解释
903 西天山地区重力场变化与地震研究
朱治国,艾力夏提·玉山,刘代芹,李杰

基于2013~2015年西天山地区流动重力观测资料,结合区域地震目录,分析研究区域重力场时空变化与地震的关系。结果表明:1)重力场变化反映出西天山地区是构造运动活跃的地区,重力场变化的“增强-减弱-增强”过程与区域地震活动趋势的“活跃-平静-活跃”相对应,西天山区域重力场变化与塔里木板块北漂旋转相关。2)西天山地区震中多出现在重力变化接近为零的断层附近,震中附近重力变化较为剧烈,震中区水平梯度方向接近该区域断层走向。3)西天山区域地震前,跨断层测段剖面出现转折图像。

2017 Vol. 37 (9): 903-907 [摘要] ( 11 ) [PDF 11559KB] ( 63 )
908 华北地区重力势能差水平构造应力分布特征
李忠亚,胡敏章,李辉

采用Crust 1.0 地壳模型、SIO V24.1重力场模型和SIO V18.1地形模型计算华北地区的重力势能,并进行动力地形改正以消除岩石圈下地幔运动产生的径向作用力对重力势能的影响。利用有限元方法求解重力势能与水平构造应力之间的平衡方程,得到华北地区的水平构造应力分布。结果表明,华北地区水平构造应力空间分布不均匀,高重力势能区表现为引张状态,低势能区为压缩状态;阴山-燕山断块中北部为高势能区,张应力以N-S方向分布;华北平原断块西南部卫辉周围、东北部葫芦岛和秦皇岛一带以及河淮平原断块西北部郑州附近为低势能区,最大主应力方向为NWW-SEE。

2017 Vol. 37 (9): 908-912 [摘要] ( 14 ) [PDF 12957KB] ( 71 )
913 重力数据反演鲜水河断裂三维滑动速率
杨九元,张永志,祝意青,徐云马,姜永涛

分别将粒子群算法、遗传算法、蒙特卡洛法与位错理论模型相结合,利用已知纯走滑单断层参数正演模拟出的重力变化数据,对单断层三维滑动速率进行反演计算,分析并选取最优的非线性算法。利用2013-09~2014-09和2014-09 ~2015-04两期地面重力数据反演鲜水河断裂三维滑动速率,结果显示:1)粒子群算法相对于遗传算法、蒙特卡洛法收敛性较好、稳定性强、精确度高;2)鲜水河断裂带具有明显的分段差异性且不同段处滑动速率大小不同,该断裂以左旋走滑为主,整体呈逆冲断层,局部兼有挤压;3)2014-09~2015-04地面重力数据反演鲜水河断裂断层走滑、倾滑参数大于2013-09~2014-09重力数据反演结果,这可能与2014-11-22康定6.3级地震有一定关系。

2017 Vol. 37 (9): 913-916 [摘要] ( 19 ) [PDF 3670KB] ( 82 )
现代大地测量
917 参考框架选取对连续GPS网测站坐标时间序列分析结果的影响
伍吉仓,王恒,吴伟伟,陈俊平

针对中国大陆构造环境监测网络(CMONOC)坐标时间序列分析,研究选取3种不同空间尺度的参考框架以及考虑不同相似转换参数对测站速度场、年周期项及残差时间序列的影响。结果表明,对于中国大陆这样大范围、长时间连续观测的GPS网,采用全球框架坐标时间序列分析结果更加稳定,对转换参数选择不太敏感;但采用区域框架,特别是接近研究区域的小区域框架能够反映出更显著的区域形变特征,对于进一步研究其动力学机制是有利的。

2017 Vol. 37 (9): 917-922 [摘要] ( 12 ) [PDF 10103KB] ( 66 )
923 青岛市连续运行基准站系统(QDCORS)稳定性分析
张九宴,张健

采用GAMIT/GLOBK软件,联合16个IGS站,处理青岛市连续运行基准站系统(QDCORS)2014~2015年2 a的观测数据,获取ITRF2008下区域网解,并进行坐标时间序列分析,得到QDCORS基准站总体位置变化趋势与周边陆态网站点一致,水平速度33.66 mm/a,方向为E19.62°S;通过固定1个基准站为参考,求得其他基准站的水平相对速度在1 mm/a左右,垂直相对速度低于5 mm/a。结合基准站周边环境情况分析异常站点的成因,初步确定造成QDCORS基准站异常的主要因素是多路径效应、工程施工。

2017 Vol. 37 (9): 923-927 [摘要] ( 20 ) [PDF 2961KB] ( 67 )
928 一种基于组合重构算法的对流层层析技术
夏朋飞,叶世榕

在经典的对流层层析模型基础上提出一种新的层析模型。首先采用非迭代重构算法估算出层析网格顶点处的水汽密度值,然后根据网格顶点处的湿度信息内插出网格中心点处的水汽密度值,并将其作为初始值,通过迭代重构算法对其进行再次修正。组合重构算法能够为迭代重构算法提供高质量、高可靠性的初始值。试算结果表明,组合重构算法相比单一重构算法具有更高的精度。

2017 Vol. 37 (9): 928-932 [摘要] ( 7 ) [PDF 2258KB] ( 49 )
933 基于奇异谱分析的地基GPS反演可降水量可行性分析
毛鹏宇,陈义,孟鑫

对微波辐射计观测与地基GPS反演的可降水量数据分1个长时段和2个短时段进行奇异谱分析,提取两种数据在不同时段的主体趋势及周期项,验证地基GPS反演可降水量的可行性。结果表明,与微波辐射计观测数据相比,地基GPS反演可降水量数据均方根误差在2 mm左右,主体趋势具有较强的相关性,周期相同或相近,利用地基GPS反演可降水量是可行的。

2017 Vol. 37 (9): 933-936 [摘要] ( 10 ) [PDF 1366KB] ( 46 )
937 精密定轨与时间同步系统噪声对GNSS卫星钟性能评估的影响分析
艾青松,徐天河,贾小林,孙大伟

利用精密定轨与时间同步(ODTS)解算出的精密钟差产品求解其系统噪声,然后对系统噪声进行性能分析。分别采用IGS、Sta(IAC俄罗斯空间局分析中心发布的钟差产品)、GBM钟差产品进行实验,结果表明,ODTS系统噪声对在轨原子钟性能的影响在可接受的水平;采用IGS与Sta提供的精密钟差产品可以实现对GPS和GLONASS星载原子钟的在轨性能评估,GBM产品可以实现对BDS星载铷钟的性能评估以及天稳级别氢钟的性能评估。

2017 Vol. 37 (9): 937-941 [摘要] ( 31 ) [PDF 3120KB] ( 66 )
942 最优非负变权组合模型在卫星钟差预报中的应用
李飞达,唐诗华,蓝岚,魏自来,刘耀龙,王浩宇

针对单一卫星钟差预报模型自身存在的缺陷,提出基于二次多项式、灰色GM(1,1)和ARIMA等三种单一模型的最优非负变权组合预报模型。通过与各单一模型和经典权组合模型进行对比分析表明,该模型预报残差RMS值最小,精度更高,能够根据各模型预报效果赋予不同的权值,在一定程度上综合了多种单一模型的优点,可降低预报风险,提高模型预报的可靠性。

2017 Vol. 37 (9): 942-945 [摘要] ( 12 ) [PDF 1589KB] ( 56 )
946 一种改进的平方根滤波在卫星钟差实时解算中的应用
代桃高,李建文,赵静,郭亮亮

目前普遍采用卡尔曼滤波方法来实现非差法卫星钟差的实时解算。平方根滤波可以增强数值计算的稳定性,避免滤波发散,但矩阵的求逆会耗费较长的计算时间;序贯算法可以避免对矩阵直接求逆,能提升计算效率。综合两种算法的优点,提出一种基于序贯算法的平方根滤波器,并应用于卫星钟差的实时解算,得到的卫星钟差精度优于0.2 ns,且计算时长缩短40%。

2017 Vol. 37 (9): 946-950 [摘要] ( 12 ) [PDF 2390KB] ( 42 )
951 Tianhui-1C卫星数据质量分析及精密定轨
熊超,朱俊,卢传芳

对Tianhui-1C卫星的星载双频GPS数据进行质量分析,利用伪随机脉冲方法进行简化动力学定轨,采用重叠弧段比较法对其精密定轨精度进行初步分析,并从理论上分析星载GPS接收机由单频改为双频对测图精度的影响。实验表明,Tianhui-1C卫星的星载GPS观测数据完整率优于80%,周跳比优于47,L1频点的多路径误差约0.22 m,L2频点的多路径误差约0.23 m,LC组合观测值的验后残差RMS优于9.7 mm。采用轨道重叠弧段比较法对两个时段共48 h的星载GPS数据进行精密定轨精度比较,三维精度优于3.65 cm。定轨精度的提高,可使无地面点控制条件下等高线间距(CI)精度提高3.866 m,高程误差提高1.171 m。

2017 Vol. 37 (9): 951-955 [摘要] ( 13 ) [PDF 7711KB] ( 35 )
956 利用SLR数据检核GLONASS卫星最终轨道
杨红雷,加松,徐天河

采用由EDC提供的2015-01-01~2015-12-31的SLR标准点观测数据进行GLONASS卫星最终轨道(CODE提供)检核,分别按照卫星PRN号和不同测站对检核结果进行统计分析。结果表明,不同卫星的检核效果参差不齐,跟卫星的服役年限有关,较新的卫星检核结果较好,第一轨道面的卫星检核结果最好;检核结果中存在一定的系统误差,且大部分的激光测距比最终轨道反算的站星距要短;利用SLR检核2015年全年GLONASS轨道精度总体优于3.3 cm,激光观测精度总体优于1.2 cm。

2017 Vol. 37 (9): 956-960 [摘要] ( 11 ) [PDF 2351KB] ( 37 )
961 GPS坐标时间序列中地表环境负载效应区域特征分析
龚国栋,花向红,贺小星,舒颖,马梦然

选取全球417个IGS测站2000~2012年环境负载数据分析非潮汐海洋、大气、积雪和土壤湿度等负载对GPS测站时间序列位移的影响以及与测站地理位置之间的联系。研究表明,大气压力对GPS时间序列位移的影响最大,U方向最大达到20 mm,积雪负载的影响最小。4种负载对GPS时间序列高程方向的影响可达cm级,且大气及非潮汐海洋负载呈现显著的区域性特征。

2017 Vol. 37 (9): 961-967 [摘要] ( 14 ) [PDF 25356KB] ( 58 )
968 部分不确定性平差模型的迭代算法
朱国红,鲁铁定

为提高部分不确定性平差模型的解算效率,直接采用迭代算法进行求解。讨论了迭代不收敛时的解算方法。算例表明,该部分不确定性平差模型的迭代算法是可行的,解算效率更高、稳定性更好。

2017 Vol. 37 (9): 968-972 [摘要] ( 16 ) [PDF 1310KB] ( 62 )
观测技术
973 绝对重力仪双采样过零检测中量化噪声的影响分析
胡明,钟敏

利用高速采集系统完整记录绝对重力仪棱镜自由下落的干涉条纹波形,能够获取更多的重力信息。详细讨论了干涉条纹电压信号幅值与ADC相关参数,如等效位数、参考电压、采样频率等对重力测量的影响。结果表明,通过参数优化设计可以将ADC量化的影响限制在0.01 μGal。

2017 Vol. 37 (9): 973-976 [摘要] ( 11 ) [PDF 4211KB] ( 42 )
977 二维速度结构走时反演RAYINVR算法试验
刘汉奇,王夫运,刘志

为分析RAYINVR算法对成像结果的影响,分别从初始模型、观测数据、阻尼因子和识别误差4个方面进行数值试验。结果表明,该程序能够进行快速有效的反演,初始模型、观测数据、阻尼因子、数据不确定性等对反演结果和分辨率有一定的影响。

2017 Vol. 37 (9): 977-982 [摘要] ( 9 ) [PDF 11799KB] ( 43 )
983 青海门源6.4级地震兰新高铁沿线强震数据分析
陈志高,黄俊

基于2016-01-21青海门源6.4级地震,通过分析高铁沿线台站强震数据的峰值加速度、峰值速度和仪器烈度值表明,将实时仪器烈度值作为高铁地震监控系统的报警参数受场地条件影响较小。利用沿线台站近高铁和远高铁监测点的谱比值来解释局部复杂场地条件对峰值加速度的影响,通过比较台站计算与设计的反应谱来预测高铁地震台站附近的桥梁震害情况。

2017 Vol. 37 (9): 983-986 [摘要] ( 12 ) [PDF 2931KB] ( 57 )
987 一种改进的计数型TDC设计及实现
王磊,郭唐永,庞聪

基于常规计数型TDC设计思想,通过FPGA芯片的内部PLL延迟相位技术和内部资源构建延迟链改进常规计数型TDC,时间间隔测量精度可达200 ps。该方法对激光测距、三维激光扫描仪、绝对重力仪等仪器中精密时间测量系统的研究具有实际意义。

2017 Vol. 37 (9): 987-990 [摘要] ( 8 ) [PDF 1222KB] ( 37 )
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