大地测量与地球动力学
 
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2024年 44卷 6期
刊出日期:2024-06-15

地震地质 观测技术 地球物理解释 地壳运动 现代大地测量 其他 观测技术
   
其他
0 封面
2024 Vol. 44 (6): 0-0 [摘要] ( 45 ) [PDF 435KB] ( 102 )
1 中英文目录
2024 Vol. 44 (6): 1-1 [摘要] ( 38 ) [PDF 333KB] ( 78 )
现代大地测量
551 非线性平差精度评定理论与应用研究进展
王乐洋, 罗鑫磊, 赵卫凤

从非线性平差精度评定的理论基础出发,综述目前两类精度评定方法的研究现状,描述相应方法的基本原理,分析每种方法的优缺点与适用性,并对非线性平差精度评定的未来研究方向进行展望。

2024 Vol. 44 (6): 551-559 [摘要] ( 46 ) [PDF 8379KB] ( 113 )
560 GNSS/SINS组合导航系统的改进变分贝叶斯自适应滤波算法
王 玮, 潘新龙, 林雪原, 张日军

针对系统噪声及测量噪声统计量不准确的组合导航系统线性高斯状态模型,提出一种组合导航系统的改进变分贝叶斯自适应滤波算法(modified variational Bayesian adaptive filter,MVBAKF)。首先,选择Wishart分布作为已知均值的高斯分布协方差矩阵的共轭先验,并给出测量噪声方差、状态向量及其预测误差协方差矩阵的联合概率分布函数;然后,利用变分贝叶斯方法给出测量噪声方差及状态向量预测误差协方差矩阵的计算公式,进而提出具有迭代性质的MVBAKF算法;最后,进行基于MVBAKF算法的GNSS/SINS组合导航系统仿真实验。结果表明,相对于传统VBAKF算法,MVBAKF算法可较准确地估计测量噪声方差,有效克服系统噪声统计量不准确对滤波精度的影响,进而提高组合导航系统的滤波精度。

2024 Vol. 44 (6): 560-565 [摘要] ( 41 ) [PDF 7627KB] ( 98 )
566 附加先验信息约束的BDS-3精密授时算法
艾青松, 张 斌, 徐 黎, 唐 朝, 查九平

考虑到高性能原子钟的高稳定性及对应站钟钟差序列历元间强相关等特点,对接收机钟差附加先验信息约束进行精密单点定位授时测试。基于BDS-3的B1C/B2b观测信息测试结果表明,相比于传统授时模型,附加先验信息的精密授时模型具有更高的授时性能,尤其是短期稳定性提升效果可达60%。此外,BDS-3的B1I/B3I和B1C/B2b组合观测值PPP精度基本相当,均可获得水平方向优于0.5 cm、高程方向约2 cm的定位精度;得益于B1C/B2b更高的观测数据质量,其定位精度较B1I/B3I组合提高13.8%。

2024 Vol. 44 (6): 566-571 [摘要] ( 46 ) [PDF 10068KB] ( 89 )
572 北斗新频点B1C/B2a精密单点定位综合性能
魏浩鹏, 肖国锐, 赵冬青, 宋开放, 肖正阳, 李沛功

为对比北斗三号卫星导航系统新老信号的定位性能,利用连续两周17个MGEX测站观测数据对BDS-3新频点B1C/B2a消电离层组合精密单点定位(PPP)服务进行全面评估。结果表明,单系统BDS-3 B1C/B2a静态PPP在ENU三方向的精度分别为1.3 cm、0.8 cm、1.9 cm,仿动态ENU三方向的精度分别为2.6 cm、1.8 cm、4.2 cm;与BDS-3 B1I/B3I组合相比,静态EN两方向精度相当,U方向提升13.6%,仿动态三方向精度相当,差值在1 mm以内。BDS-3 B1C/B2a 静态PPP三维精度40 min可达cm级,仿动态PPP三维精度5 min达到dm级。双系统BDS-3 B1C/B2a+GPS L1/L2静态PPP三维精度20 min达到cm级,仿动态PPP三维精度30 min达到cm级;与双系统BDS-3 B1I/B3I+GPS L1/L2对比,两者定位精度和收敛速度基本一致。综上所述,可以证明B1C/B2a信号的定位性能优于B1I/B3I信号。

2024 Vol. 44 (6): 572-576 [摘要] ( 40 ) [PDF 9824KB] ( 79 )
577 速度对低成本GNSS接收机互操作信号的性能影响
张家同, 崔先强, 朱永兴, 蔡昌盛, 张鹏飞, 甘 雨

收集低成本接收机3种速度区间路段的动态数据,分析多系统互操作信号B1C/L1/E1和B2a/L5/E5a在不同速度区间的数据接收能力、数据质量和导航定位性能。结果表明:1)随着速度加快,互操作信号的数据接收能力逐渐变差,其中BDS-3可以保持较多的可见卫星数,平均在9颗以上;B1C/L1/E1数据完整率较优,但更容易发生数据中断。2)随着速度加快,互操作信号载噪比降低、周跳比增加,而伪距与载波相位噪声及多路径效应受速度影响较弱,其中B1C/L1/E1载波相位噪声与多路径效应值较小。3)载体速度对定位精度的影响没有明显的规律,速度与环境遮挡程度综合影响定位精度,其中多系统互操作信号组合定位较单系统定位性能提升较多;BDS-3在中低速度区间精度较高,PPP精度较其他系统高17%以上。

2024 Vol. 44 (6): 577-583 [摘要] ( 42 ) [PDF 8961KB] ( 89 )
584 融合反距离加权和傅里叶变换的MODIS水汽校正方法
闫香蓉, 杨维芳, 丁 楠, 张文渊, 高枫林

MODIS反演的可降水量(PWV)为连续的面状数据,精度不高;而GNSS水汽探测技术精度高,但为离散的点数据。本文综合两者优势,提出一种融合反距离加权和傅里叶变换的MODIS水汽校正方法,利用GNSS PWV来校正MODIS PWV产品,并采用香港地区GNSS数据和MODIS水汽产品进行实验验证。该方法首先考虑空间插值问题,使GNSS PWV与MODIS水汽在空间点位上一致。选取不同数量的MODIS像元点,对比6种插值算法的精度,发现选取5个插值参数时插值效果最佳,选择反距离加权法得到的插值水汽产品精度最高,平均偏差为-0.99 mm。其次考虑水汽校正问题,构建3种模型对MODIS PWV进行校正,发现傅里叶变换模型的均方根误差改进率可达70%以上。新模型的MODIS水汽校正方法能够减弱局部数据的影响,更准确地反映该地区的水汽分布情况。

2024 Vol. 44 (6): 584-590 [摘要] ( 37 ) [PDF 10985KB] ( 82 )
地球物理解释
591 蒙城野外站地电观测场地电性结构探测及解析
曹志磊, 周 琼, 徐顺强, 严 吉, 李 章, 谭 笑, 周振贵

利用高密度电阻率层析成像方法,在安徽蒙城地球物理国家野外科学观测研究站地电观测场地及周边进行地下介质电性结构探测,采用温纳装置连续滚动测量方式测得高精度视电阻率数据及测量电极高程信息。通过对探测数据进行正反演计算,获得不同轴向、不同深度的电阻率分布特征及较为精细的研究区电性结构图像,同时结合历史探测资料和钻孔数据进行地质解释,为蒙城地电阻率观测资料的深入研究提供更为科学的背景依据。

2024 Vol. 44 (6): 591-594 [摘要] ( 41 ) [PDF 6541KB] ( 80 )
595 玛多MS7.4地震前地电阻率变化
姚赛赛, 高曙德, 李 娜, 李敏娟, 杨 超

分别运用原始曲线分析法和归一化速率法分析2021-05-22玛多MS7.4地震震中400 km范围内4个地电阻率台站的数据变化。结果表明:1)玛多地震前,4个地电阻率台站资料出现不同程度的异常变化,其中玛曲NW、金银滩EW、甘孜N10°E、拦隆口EW测道原始曲线变幅最明显,表现为小时值突跳变化、日均值加速变化和曲线转折变化、月均值破年变和保留年变形态的趋势变化;2)玛曲NW、金银滩EW、甘孜N10°E、拦隆口EW归一化速率曲线在玛多地震前均出现超阈值现象,但各自归一化速率形态不同;3)综合分析认为,4个台站地电阻率资料异常变化与玛多MS7.4地震的孕育及活动有关。

2024 Vol. 44 (6): 595-600 [摘要] ( 44 ) [PDF 3756KB] ( 111 )
601 A10-057与FG5X-265对超导重力仪格值标定结果的对比分析
周 浩, 刘子维, 张晓彤, 江 颖, 翟笃林

采用最小二乘与迭代算法,对A10-057绝对重力仪、FG5X-265绝对重力仪及iGrav-053超导重力仪的同期同址观测数据进行处理,得到FG5X-265及A10-057精密测定iGrav-053的格值因子分别为-883.929 4 ns-2/V、-884.134 ns-2/V,标定精度为0.048 26%、0.093 7%,均优于0.1%。同时对比FG5X-265与A10-057在标定工作中各项测量指标与选取测量对数对标定结果的影响,通过列举多场景对格值精度的要求,最终证明A10型绝对重力仪具备标定相对重力仪的能力,为后续相对重力仪标定工作提供参考。

2024 Vol. 44 (6): 601-605 [摘要] ( 44 ) [PDF 3366KB] ( 133 )
地震地质
606 忻定盆地金山凸起东缘断裂展布及晚第四纪最新活动特征
扈桂让, 闫小兵, 梁瑞平, 任瑞国, 薛晓东, 张 丽

通过野外地质地貌调查结合无人机航拍测量、地质雷达勘探及浅层地震勘探综合分析认为,金山凸起东缘断裂整体呈NE向展布,走向40°,北起忻口村一带,向SW经金山铺村西、前淤泥村西延伸至部落村以北,进而向SWS转折进入盆地区。经探槽开挖和年龄测试,该断裂段最新断错晚更新世早期地层。

2024 Vol. 44 (6): 606-610 [摘要] ( 41 ) [PDF 10520KB] ( 76 )
611 基于密集台阵的滇西北地区壳幔结构研究及孕震环境探讨
茶文剑, 金明培, 王伟君, 黑贺堂

利用滇西北地区(25.0°~26.9°N,99.20°~100.74°E)85个地震台站记录的三分量远震波形资料提取P波接收函数,并选用H-k扫描法获取研究区莫霍面深度和泊松比,再根据接收函数共转换点(CCP)叠加方法绘制NW向和NE向共6条垂直剖面。结果表明,研究区地壳厚度在38.5~52.4 km之间变化,呈纵向差异分布;泊松比范围为0.24~0.34,多呈四象限分布特征;2013年以来云龙、洱源、漾濞等几次5级以上地震均发生在泊松比高梯度带上。从CCP剖面来看,研究区NW向莫霍面起伏相对较大,由北向南莫霍面呈变浅趋势,上隆幅度约为5~10 km;NE向莫霍面起伏相对平稳,平均深度在42 km左右;地壳内分层情况较为复杂,几乎没有较为连续的界面。漾濞地震下方中上地壳存在较宽的负幅值带,推测可能存在低速区并为地震的发生提供了孕震环境。D410间断面平均深度约为420 km,D660间断面平均深度接近660 km,地幔转换带的厚度在210~260 km之间。

2024 Vol. 44 (6): 611-617 [摘要] ( 41 ) [PDF 10226KB] ( 104 )
618 湖北襄阳地区土体剪切波波速与深度的相关性研究
余 松,吴建超, 蔡永建, 雷东宁, 胡 庆, 杨 钢

为给出湖北襄阳地区典型粘性土、粉土、砂土及碎石土剪切波波速与深度之间的统计公式,基于收集到的102个实测钻孔波速资料,利用多种一元回归模型对襄阳地区常见土层剪切波波速与深度之间的关系进行拟合分析和相关性研究;同时,讨论土体状态对二者关系的影响;最后,利用实测钻孔数据验证统计公式的合理性和可靠性。研究结果表明:1)除人工填土外,襄阳地区其他常规土类剪切波波速与深度之间存在较强的相关性,且离散程度随深度的增加而增大;2)同一土类随密实度或塑性状态的增大,其平均剪切波波速也变大;3)考虑土体状态可以使回归模型的预测结果更加具体、更接近真实值,但对模型拟合优度的变化具有不确定性;4)区域性对土层剪切波波速与深度的统计关系有较大影响。本文研究的襄阳地区各土类剪切波波速回归模型较全国土类模型具有更好的预测精度和误差平稳性,可为南襄盆地及周边区域地震灾害风险普查、场地土动力学性质研究和地震动参数确定等提供参考。

2024 Vol. 44 (6): 618-623 [摘要] ( 41 ) [PDF 5520KB] ( 74 )
地壳运动
624 基于多源数据研究三峡地区环境负荷引起的地壳垂直形变
段虎荣, 张成浩, 梁文康, 王金驰, 刘 鹏

构建三峡地区大气和陆地水质量变化模型,利用GNSS、GRACE-FO和环境质量变化模型计算三峡地区2019~2022年环境负荷引起的地壳垂直形变,探讨基于GRACE-FO数据的球谐函数法和结合质量变化模型的格林函数法在计算环境负荷垂直形变上的差异。研究发现,2种方法计算的陆地水负荷垂直形变在时空分布上具有一定的一致性,但是后者的精度和空间分辨率更高;基于质量变化模型计算的CQWZ站和HBZG站的环境总负荷垂直形变与GNSS实测结果相关系数达到0.88和0.83;2019~2022年三峡库区和洞庭湖流域的地壳垂直形变速率分别为0.5~0.7 mm/a和0.6~1.5 mm/a,原因是2022年该区域水位降低导致地壳回弹上升;三峡库区附近地壳夏季上升、冬季下沉,垂直形变幅度约为-5~18 mm,主要受水库蓄水和大气负荷驱动的影响。

2024 Vol. 44 (6): 624-629 [摘要] ( 37 ) [PDF 11311KB] ( 100 )
630 基于SBAS-InSAR与Offset-Tracking的色东普流域灾前形变探究
张龙宇, 李素敏, 禹孙菊, 毕自航, 梁志强, 卞魁明

利用SAR偏移量追踪(offset-tracking)技术获取冰川形变作为SBAS-InSAR的补充,采用2种技术计算2018-01~10色东普流域灾前形变,联合分析灾前形变特征及影响因素。结果表明,色东普流域冰川与沟道在2018-10-17冰崩灾害发生前已出现形变;冰川主要形变区形变趋势表现为加速-平缓-加速,7~9月形变量达到-7.69 m;沟道内堆积物长期呈下滑趋势,7月后与冰川均加速形变;气温升高是冰崩碎屑流灾害发生的主导因素。联合SBAS-InSAR与offset-tracking技术能够满足不同形变量级的监测需求,可用于冰崩灾害的早期识别与形变反演,为青藏高原地区冰崩灾害防治提供参考。

2024 Vol. 44 (6): 630-635 [摘要] ( 38 ) [PDF 16090KB] ( 72 )
636 北京首都国际机场周边及机场内地裂缝形变时序InSAR监测
侯祖行, 杨成生, 雷 瑞, 胡 涛, 王子倩

利用StaMPS技术,基于2017~2021年覆盖北京首都国际机场的133景升轨和95景降轨Sentinel-1影像,对机场及周边地面沉降、机场内地裂缝稳定性等进行研究。结果显示,升降轨影像监测结果的一致性较好,在机场南部、温榆河以南区域形成沉降漏斗,漏斗内部最大沉降速率超过40 mm/a,沉降漏斗沿温榆河分布。对升降轨影像监测结果进行内符合精度验证,结果表明,90%以上公共像元的形变速率差位于±10 mm/a之间,证明了升降轨影像监测结果的一致性。特征点时序形变结果表明,金盏乡、富豪村和黄金花园小区附近沉降较严重,最大累积沉降量分别超过250 mm、150 mm和110 mm。从机场整体形变及地裂缝两侧时序和剖线结果均可看出,地裂缝两侧地表的差异形变对比明显,且差异分界线与地裂缝位置较吻合。

2024 Vol. 44 (6): 636-642 [摘要] ( 40 ) [PDF 19352KB] ( 70 )
观测技术
643 平原M5.5地震前后体应变异常变化分析
高明智, 张 岑, 郝 冉, 王化生, 陈 健

徐州地震台体应变观测数据在平原M5.5地震发生前记录到异常现象,该异常一直持续至菏泽M2.6地震发生后恢复正常。异常时段与2次地震的发生高度吻合。对体应变地震前后观测数据采用精度分析、差分分析、体应变分钟值异常分析、小波分析等方法进行处理后认为,徐州台体应变数据的震前异常变化与地震有关。

2024 Vol. 44 (6): 643-647 [摘要] ( 39 ) [PDF 6524KB] ( 99 )
648 新疆地区定点形变秒采样仪器信号时频特征
赵 莹, 王迪晋, 张 燕, 吴 凯, 余晨晖

分析新疆地区4类宽频带仪器秒采样数据在平静期的背景噪声,讨论各类仪器在地震波和风扰事件下记录信号的时频特征。结果显示,RZB-2型钻孔应变仪噪声水平最优,VP型垂直摆对高频信号(地脉动频段)的响应能力最优。仪器能否记录到更多地球物理信号或高频信息不仅与自身的噪声水平相关,更与其对该频段信号的响应能力有关。

2024 Vol. 44 (6): 648-653 [摘要] ( 41 ) [PDF 10850KB] ( 276 )
654 一种灰色关联分析优化ICEEMDAN的VP倾斜仪信号降噪模型
庞 聪, 孙海洋, 刘天龙, 姚 瑶, 李忠亚, 马武刚

VP倾斜仪固体潮信号受仪器监测复杂环境限制,多含有大量环境噪声。为获得真实固体潮曲线,提出一种基于灰色关联分析优化改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)VP倾斜仪信号降噪模型(GRA-ICEEMDAN)。该方法首先将含噪信号进行ICCEMDAN处理,得到若干个固有模态函数(IMF),并依次排列与标记;然后基于这些IMF分别计算相关系数、互信息、R2、Adj-R2、MSE、SSE、RMSE、MAE、MAPE、样本熵等10个评价指标值,构建IMF可信度评价指标矩阵;最后借助灰色关联分析(GRA)计算各评价指标与不同IMF之间的关联系数和关联度,依据关联度大小对各个IMF进行排序,将排名靠前的IMF进行线性重构,即可完成信号降噪。仿真去噪实验和实测去噪实验均表明,GRA-ICEEMDAN模型优于卡尔曼滤波、70阶低通FIR滤波、Savitzky-Golay等经典降噪模型,能显著区分噪声成分和有效成分,原始信号分解后的重构误差与信号损失极小,可推广至其他仪器的复杂信号降噪中。

2024 Vol. 44 (6): 654-660 [摘要] ( 41 ) [PDF 6709KB] ( 78 )
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