大地测量与地球动力学
 
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2011年 31卷 1期
刊出日期:2011-04-18

地壳形变与地震
   
地壳形变与地震
1 2010年玉树Ms7.1地震前的重力变化
祝意青;刘芳;郭树松

利用中国地壳运动观测网络1998—2008年绝对重力和相对重力观测资料,获得了玉树地震区域重力场及其动态变化,从动态的观点研究了2010年4月14日玉树Ms7.1地震前区域重力场演化特征及其与地震活动的关系。结果表明:1)重力变化与甘孜玉树断裂构造活动存在密切的空间联系,重力测量较好地反映了伴随活动断层的物质迁移和构造变形引起的地表重力变化效应;2)区域重力场动态图像较完整地反映了2010年4月14日玉树7.1级地震孕育、发生过程中出现的流动重力观测得到的异常前兆信息;3)玉树震中附近重力点值时序变化累积量超过80×

10-8 ms-2,较好地反映了玉树地震前重力测点随时间的剧烈波动性上升变化。

2011 Vol. 31 (1): 1-4 [摘要] ( 1868 ) [PDF 1564KB] ( 2965 )
5 龙门山断裂带三维滑动速率反演及其分段性研究
张贵钢;杨志强;王庆良
基于负位错模型,结合粒子群算法反演龙门山中央断裂段的三维滑动速率。反演结果表明,龙门山断裂带的现今构造运动整体而言为右旋逆冲断层,滑动速率较小,其运动特征具有显著的分段性。断裂带南段以逆冲为主,兼有左旋特征;在向北延展过程中逐渐转化为右旋走滑,且走滑分量逐渐加大;龙门山断裂带南北两端具有挤压特征,其中段显示一定的拉张。由此推断,龙门山断裂带现今构造活动,在青藏块体整体移动的影响下,还与其区域应力场和内部地壳结构有关。基于负位错模型,结合粒子群算法反演龙门山中央断裂段的三维滑动速率。反演结果表明,龙门山断裂带的现今构造运动整体而言为右旋逆冲断层,滑动速率较小,其运动特征具有显著的分段性。断裂带南段以逆冲为主,兼有左旋特征;在向北延展过程中逐渐转化为右旋走滑,且走滑分量逐渐加大;龙门山断裂带南北两端具有挤压特征,其中段显示一定的拉张。由此推断,龙门山断裂带现今构造活动,在青藏块体整体移动的影响下,还与其区域应力场和内部地壳结构有关。
2011 Vol. 31 (1): 5-8 [摘要] ( 2013 ) [PDF 577KB] ( 3558 )
9 基于电离层层析成像技术探测汶川地震前电离层异常
杨剑;吴云;周义炎
以2008年5月12日汶川Ms8.0地震为例,利用电离层层析成像技术重建了震前5月8—10日震中附近上空电离层的电子密度分布(UT9:00),发现5月9日出现电离层异常,且该异常在时空上与同一时段的电离层VTEC异常分布结果一致(排除空间天气活动对电离层造成的可能干扰后),认为该异常即是地震的电离层前兆信息。研究表明:电离层层析成像技术在地震预测研究领域有广阔的应用前景。
2011 Vol. 31 (1): 9-14 [摘要] ( 1669 ) [PDF 2498KB] ( 3789 )
15 超宽频带地震计观测到的汶川地震震前异常
张燕;吴云;吕永清;胡静;吕品姬
对16台超宽频带地震仪在2008年5月1—12日观测资料的分析结果表明:除了台风影响的频段外,在另外的频段64~512 s内汶川地震前有明显的异常出现,这种现象可能是与地震孕育有关的信息。
2011 Vol. 31 (1): 15-18 [摘要] ( 1994 ) [PDF 1625KB] ( 3172 )
19 利用重力多尺度分解资料反演青藏高原东北缘地壳厚度
吴立辛;杨明芝;赵卫明;傅容珊;朱良保;施行觉
通过重力异常分解模型,选用小波基函数“bior3.7”,分解得出青藏高原东北缘布格重力异常资料的小波4阶近似成分,利用其主要由莫霍面产生的布格重力异常,以6条人工地震剖面信息做初始控制条件,反演得出青藏高原东北缘的地壳厚度。
2011 Vol. 31 (1): 19-23 [摘要] ( 2059 ) [PDF 1387KB] ( 3463 )
24 中国西部地壳水平运动引起的重力场空间变化特征
段虎荣;张永志;徐海军;焦胜军
用数值模拟方法研究地壳水平运动与空间重力变化的关系,得出:地壳划分的长方体在单一方向上水平位移引起的空间重力变化呈负对称分布。结合中国西部地区的数字高程以及GPS观测速率数据,计算了中国西部地区地壳水平运动引起的重力场变化,将其与卫星重力观测结果进行对比并作出解释。
2011 Vol. 31 (1): 24-28 [摘要] ( 1892 ) [PDF 1227KB] ( 2861 )
29 用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向
钟继茂;李祖宁;谢志招;袁定强
以福建漳州台深井观测资料为例,探讨用多分量钻孔应变仪资料推算测区附加应变场方向。依据观测资料的特征,把动态应变场分解为背景应变场和附加应变场。为了研究附加应变场主应变方向的变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,计算了主应变方向矢量,绘制了矢量轨迹图,结果为顺时针旋转的椭圆。在2010年3月4日台湾高雄6.7级地震前,矢量轨迹图有比正常情况更零乱、离散的现象。
2011 Vol. 31 (1): 29-33 [摘要] ( 1894 ) [PDF 1280KB] ( 3255 )
34 钻孔应变观测影响因素的数值模拟分析
李玉江;陆远忠;陈连旺;詹自敏;叶际阳
利用有限元数值模拟方法,研究在非均匀地应力作用下,钻孔开挖前后区域应力场的变化特征,并探讨钻孔开挖后岩石、水泥、探头的弹性模量、泊松比及水泥的厚度与膨胀系数的变化对分量应变及面应变观测的影响。研究结果表明:钻孔开挖造成区域应力场扰动的范围大概为1.5倍孔径。在“探头水泥环围岩”系统中,各参数的变化对应变观测的影响程度不同,但分量应变对外界载荷的响应趋势基本一致。在均匀地应力作用下,水泥厚度对应变的影响与水泥的弹性模量有关,且随着水泥膨胀系数的增加,面应变存在减小的趋势。
2011 Vol. 31 (1): 34-38 [摘要] ( 1912 ) [PDF 1076KB] ( 3591 )
39 恩施断裂中段第四纪活动特征与位移速率
蔡永建;雷东宁;李恒;乔岳强;吴建超;
对恩施断裂中段构造地貌、断裂剖面与洪积扇变形的分析表明,断裂在第四纪活动明显,以正倾滑兼右旋走滑为特征。根据洪积扇位错的水平距离、垂直高差以及形成时代,估算出断裂在中更新世晚期至晚更新世早、中期的右旋运动速率为0.43~0.5 mm/a,垂直运动速率0.07~0.17 mm/a。
2011 Vol. 31 (1): 39-43 [摘要] ( 1719 ) [PDF 910KB] ( 3051 )
44 地壳形变与地震预测研究中的测量精度
薄万举;陈聚忠;苏健锋;郑智江
对地壳形变与地震预测研究中普遍存在对测量成果精度要求过于苛刻的问题进行了分析,结果认为这可能导致以前很多有价值的信息未能得到充分的利用。追求高质量的观测数据是对的,但针对实际问题的性质和需求,首先应强调如何充分发挥历史资料的作用,因为历史资料可能精度不高,但更可能是无法取代的。因此要最大限度地挖掘原有数据中的有用信息,切不可因误差较大而放弃可能获取有用信息的机会。并以中国大陆1999—2009两期GPS垂直形变速率场及其分析和应用为例,用实例进一步阐释这一观点。
2011 Vol. 31 (1): 44-48 [摘要] ( 2068 ) [PDF 775KB] ( 2825 )
理论方法研究
49 圆管轴线点测量方法研究
徐进军;王海成;罗喻真;梁智勇
讨论基于高精度免棱镜测量技术确定圆管轴线点的测量方法和数据处理方法。采用模拟数据计算比较基于几何距离和基于代数距离对不同椭圆扫描范围的中心点确定结果,并通过实际测量结果验证该方法的可行性和高效性。
2011 Vol. 31 (1): 49-54 [摘要] ( 1790 ) [PDF 620KB] ( 3367 )
55 基于Delaunay三角网的GPS控制网同步环和异步环自动搜索算法研究
徐昌荣;葛山运
计算GPS网中的同步环或异步环闭合差是检核GPS控制网测量精度的重要依据,手工方式费时又容易出错,而某些商业软件搜索闭合环存在一定的缺陷,无法搜索到所有的独立闭合环。为此,在构建Delaunay三角网的基础上,提出了一种新的GPS控制网同步环和异步环自动搜索算法。实验证明,该算法实现了GPS网中所有可能的同步环、异步环闭合差的快速自动计算与检核。
2011 Vol. 31 (1): 55-58 [摘要] ( 2346 ) [PDF 549KB] ( 3120 )
59 坐标转换参数之间的相关性解析
杜兰;张捍卫;周庆勇;王若璞
基于公共点点位信息可以反解两空间直角坐标系间的坐标转换参数。利用点位信息对平移、旋转和缩放参数的贡献特性进行分解:首先,利用坐标重心化分离平移参数;其次,对重心化后的点位分别独立解算尺度因子和旋转矩阵;进而对坐标转换参数之间的相关性进行理论分析。并研究了其他非点位信息在转换参数解算中的贡献和使用方法。
2011 Vol. 31 (1): 59-62 [摘要] ( 2153 ) [PDF 486KB] ( 2854 )
63 GCRS与ITRS之间的坐标转换研究
张捍卫;郑勇;马高峰
地球质心天球参考系(GCRS)与国际地球参考系(ITRS)之间的坐标转换是天文/测地学的主要研究问题之一。在基于春分点的坐标转换过程中,推导了瞬时天球中间极(CIP)在GCRS中的坐标表达式,它是基于非旋转原点(NRO)坐标转换的基础。根据选择的欧拉角,对J2000平天极相对GCRS的天极补偿和分点改正的概念进行了数学表述。同时给出了在基于春分点和NRO的坐标转换模型中引入的各种坐标系之间的关系。
2011 Vol. 31 (1): 63-67 [摘要] ( 2043 ) [PDF 474KB] ( 4523 )
68 GLONASS卫星广播星历精度分析
郭际明;孟祥广;李宗华;聂兆生
讨论了对GLONASS卫星广播星历进行误差分析采取的方案;通过对GLONASS广播星历与IAC分析中心精密星历与钟差产品的比较,分析了连续两周所有健康GLONASS卫星的广播星历轨道及钟差的误差特性。分析结果表明:当前GLONASS广播星历轨道误差的径向均方根误差在1 m以内,切向均方根误差在6 m以内,法向均方根误差在4 m以内,GLONASS钟差误差均方根误差在15 ns以内;从空间信号测距误差(SISRE)分析, GLONASS卫星广播星历整体精度优于4.5 m。
2011 Vol. 31 (1): 68-71 [摘要] ( 1993 ) [PDF 1224KB] ( 3954 )
72 Kalman滤波估计GPS载波相位变率的测速方法与实现
田良辉;刘根友;郭爱智;
利用差分测速和Kalman滤波估计相位变率方法对某次航空重力测量的飞行数据进行了解算,通过与GT-1A自带的GPS高精度定位测速软件和WAY-Point软件比对分析,结果表明:采用Kalman滤波估计相位变率的GPS差分测速,能够适应较复杂的运动模式,定速精度达到mm/s级,高于WAY-Point软件的动态测速精度。
2011 Vol. 31 (1): 72-77 [摘要] ( 1825 ) [PDF 1183KB] ( 2565 )
78 卫星重力梯度数据粗差探测方法的比较研究
吴云龙;罗志才;李辉;邹正波
比较研究了卫星重力梯度数据粗差探测的阈值法、Grubbs检验、Dixon检验和小波分析法及组合方法。基于卫星重力梯度测量粗差的来源和特征,模拟生成了重力梯度数据的粗差,利用上述粗差探测方法模拟计算的结果表明:联合Dixon检验和小波分析的组合法最有效。
2011 Vol. 31 (1): 78-82 [摘要] ( 1962 ) [PDF 1028KB] ( 3341 )
83 实测板块运动模型修正导航系统监测站坐标精度分析
吴显兵;冯来平;任红飞;

为了解决卫星导航系统各类地面站的坐标修正问题,必需精确给出各个地面站受地壳板块运动引起的位置变化速度。采用中国地壳运动观测网GPS观测数据计算的实测速度场,利用滑动欧拉矢量建模法建立局部虚拟的板块运动模型,并对虚拟板块运动模型计算的测站速度场的精度进行了分析,结果表明,在东西方向的精度为2.092 mm/a,在南北方向的精度为2.072 mm/a,在点位分布较少的地区和我国边界地区,其精度并没有明显降低,据此指出,该模型可用于我国卫星导航系统各类地面站的坐标修正。

2011 Vol. 31 (1): 83-86 [摘要] ( 1702 ) [PDF 2072KB] ( 2615 )
87 基于重力差方法检测重力仪一次项格值系数变化
郝洪涛;李辉;刘子维;韦进;杨光亮;
根据重复重力测量中重力差与重力仪一次项格值系数的关系,研究了基于重力差变化检测重力仪一次项格值系数变化的方法,并以滇西重力网1989—1996年观测资料为例,计算了G793、G854两台仪器一次项格值系数的变化结果。实验结果表明,利用该方法计算得到的一次项格值系数变化值精度能满足地震重力测量规范要求,对于重力仪一次项格值系数较明显的变化的检测结果是可信的。
2011 Vol. 31 (1): 87-90 [摘要] ( 1967 ) [PDF 825KB] ( 4063 )
91 GNSS参考框架点的选取对时序位移的影响
占伟;杨博;张风霜;刘志广;孟宪纲
针对GNSS数据处理中框架点的选取, 以及GNSS数据处理与全球解绑定和相似变换参数的选取问题,设计4种计算方案,分析了各种尺度GNSS观测网下不同计算方案得到的时序位移差异。结果显示:对于各级GNSS网,在与全球H文件联合解算并满足相同相似变换要求的前提下,选择IGS05的全部框架点和从中较均匀地挑选部分框架点得到的结果差别并不显著。而对于大区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的结果有显著差别,ITRF2005下水平速度差别可达4 mm/a;对于中、小区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的整体相对运动差别不明显。
2011 Vol. 31 (1): 91-95 [摘要] ( 1743 ) [PDF 684KB] ( 3327 )
95 基于非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法比较
何明宪;李星星;李盼;郭斐
研究了非差与历元差分两种观测模型估计精密卫星钟差的方法,评价了分别利用两类观测模型估钟的特点。通过实际算例分析了两种观测模型估钟的处理速度与精度。计算结果表明:基于非差观测模型估计卫星钟差精度高、观测信息没有损失、可靠性高、可以实现模糊度固定,但由于未知参数多,解算速度较慢,且需要经过一段时间的收敛才能达到所需精度;而历元差分模型估计卫星钟差待求参数较少,计算效率高,且不存在收敛过程,但估钟精度比非差模型估钟收敛后的精度略低,且得不到钟差初值,需从导航电文中提取或通过其他方式获取,不过由此引起的系统性偏差,在定位时可被模糊度和接收机钟差吸收,不影响最终的定位结果。
2011 Vol. 31 (1): 95-99 [摘要] ( 1676 ) [PDF 869KB] ( 3551 )
100 高速数据采集系统工频陷波频域算法研究
魏巍;廖成旺;邓涛;丁炜;王浩;
工频干扰相对高速采集系统内的信号频段极窄,时域内工频陷波需要很好的衰减特性,传统IIR、FIR等时域方法设计需要非常高的阶数,软硬件实现较为困难。以高采样率地震电磁辐射脉冲观测系统为例,结合系统核心处理器TMS320C6416的特点,选择频域滤波算法,并对此算法加以改进,使之能够实现信号的完美重构并满足系统的实时性要求,理论证明该算法原理简单、耗时少,能够有效抑制地震电磁脉冲工频干扰,仿真结果也验证了该算法的有效性。
2011 Vol. 31 (1): 100-104 [摘要] ( 1770 ) [PDF 1340KB] ( 3636 )
105 基于点云曲线辨识的卫星激光数据预处理算法
刘雁雨;吴晓平;高皓;刘晓刚
针对卫星激光数据处理算法这一难题,分析了COMPASS系统GEO卫星激光观测数据的质量,讨论了反求工程和计算机视觉中的曲线识别与激光观测数据预处理的异同,提出了基于点云曲线辨识的卫星激光数据预处理算法。该算法将卫星激光观测数据预处理视为有序带噪声的空间曲线重建问题,利用COMPASS系统多圈GEO卫星实测数据进行验证。结果表明:该方法与常用算法一致率在85%以上,能够实现激光观测数据的自动处理与满足导航系统的需要。
2011 Vol. 31 (1): 105-108 [摘要] ( 2186 ) [PDF 1301KB] ( 3622 )
109 具有随机状态转移矩阵的Kalman滤波
王宇鸿;罗志清;刘高辉;隋玉成
讨论状态转移矩阵为随机性矩阵时的Kalman滤波方法,并给出滤波的具体算法及分析滤波的收敛特性和参数的取值范围。通过实际算例证实了该滤波方法的有效性。
2011 Vol. 31 (1): 109-112 [摘要] ( 1955 ) [PDF 590KB] ( 2724 )
113 基于似大地水准面格网的插值方法及精度分析
张兴福;魏德宏
影响由似大地水准面模型进行GPS高程转换的因素有两个:GPS点大地高的测量精度和该点内插高程异常的精度。利用模拟以及某一区域似大地水准面模型比较了反距离加权插值、线性插值、谢别德插值以及切比雪夫插值方法用于GPS点高程异常内插的精度,结果表明:对于分辨率较高的似大地水准面,切比雪夫插值具有很好的内插效果。
2011 Vol. 31 (1): 113-116 [摘要] ( 2008 ) [PDF 583KB] ( 3321 )
117 基于DXF文件的图件转换方法研究及程序实现
姚宜斌;孔建
通过对DXF中实体数据存储规则的研究,实现了在脱离CAD支持情况下,直接对DXF文件操作而完成图件转换功能的方法,并结合具体的工程项目编写了相应的图件转换程序。经过测试,其能实现图件在国家系与国家系、国家系与地方系以及地方系与地方系之间的自由转换,而且还实现了图件转换过程中图块的整体转换。
2011 Vol. 31 (1): 117-122 [摘要] ( 1892 ) [PDF 628KB] ( 3610 )
123 人工地震折/反射深部观测数据的矢量化图形输出研究与应用
杨健;方盛明;田长征;冯生强;刘越
对多种图像格式进行了分析对比,并选定CGM图像格式作为“独立记录型折/反射兼容地震仪器系统”数据采集预处理软件的图形输出格式,完成了CGM图像输出通用绘图库的研发,在通用绘图库中采用了动态链接库技术,解决不同软件的应用问题,并给出了人工地震宽角反射/折射探测数据和反射地震剖面的绘图结果。
2011 Vol. 31 (1): 123-126 [摘要] ( 1787 ) [PDF 649KB] ( 2429 )
127 重力垂直梯度和重力异常辅助导航SITAN算法结果分析
许大欣;王勇;王虎彪;蔡小波;戴全发
在重力辅助惯性导航的仿真计算中,重力异常是人们常采用的辅助数据,重力垂直梯度数据对惯性导航的辅助能力还没有涉及过。利用重力异常数据和重力垂直梯度数据,在同一个区域内进行了多条航线SITAN匹配算法的仿真计算,并对SITAN算法的初始定位结果和匹配辅助导航的结果进行了统计分析。结果表明,无论在初始定位能力上还是匹配辅助导航能力上,重力垂直梯度的数据结果要好于重力异常数据结果。
2011 Vol. 31 (1): 127-131 [摘要] ( 1929 ) [PDF 1359KB] ( 3334 )
132 卫星重力梯度数据的向下延拓
刘晓刚;李姗姗;吴星;
在利用空域法恢复地球重力场时,向下延拓是卫星重力梯度数据预处理必不可少的步骤。将航空重力数据处理中的球内Dirichlet法、泊松积分迭代法、谱方法引入卫星重力梯度数据的向下延拓中,建立了相应的数学模型,解决了传统的球内Dirichlet问题存在的数值矛盾,利用模拟的卫星重力梯度数据对3种方法的向下延拓效果进行了分析和讨论。结果表明:当延拓距离为5 km时,谱方法所获得的延拓结果精度最高,其次为球内Dirichlet法,泊松积分迭代法精度最差;当延拓距离是250 km时,泊松积分迭代法的精度最好,其次为谱方法,球内Dirichlet法的精度最差。
2011 Vol. 31 (1): 132-137 [摘要] ( 1820 ) [PDF 2136KB] ( 3192 )
138 基于全球IGS数据的GPS导航星座精密轨道确定
盛传贞;袁运斌;孙保琪;姬张建;肖长伟;
研究GPS导航星座精密轨道确定的基本问题及其处理策略。基于2008年3月29日至4月7日的148个站的IGS站数据,计算了GPS卫星轨道的单天解和3天解,通过与CODE中心的最终轨道进行比较,评价了相应轨道的精度。结果显示,基于该导航星座轨道生成策略,单天轨道解径向精度优于9 cm,3天解轨道径向精度优于5 cm。
2011 Vol. 31 (1): 138-141 [摘要] ( 1817 ) [PDF 740KB] ( 3297 )
142 基于地形和GPS观测的SAR干涉图大气延迟估计
杨成生;张勤;赵超英;王宏宇;王亚男
大气效应尤其是大气水汽含量在时间和空间上变化引起的雷达信号传播延迟,是重轨雷达干涉测量中难以消除的主要误差源之一。仅借助对GPS水汽的空间数学插值实现对InSAR中的大气延迟改正时,由于未能顾及地形对大气湿延迟的影响,导致改正效果较差。针对这一问题,分析了大气湿延迟中垂直分层部分与地形的关系,建立了两者间相关函数模型,进而提出了顾及地形影响的大气延迟插值新方法。实验结果表明:插值新方法较常规距离权倒数和克里格法,具有明显的优越性。
2011 Vol. 31 (1): 142-146 [摘要] ( 1938 ) [PDF 1389KB] ( 3475 )
147 GPS软件接收机捕获方法研究
罗和平;邱蕾;曾祥新
为解决GPS软件接收机中频信号的捕获问题,首先基于FFT的并行码捕获实现了对基带信号的粗捕,对粗捕的捕获判决进行改进,采用自适应门限值调整方法,即基于次高峰判决,同时对次高峰的寻找采用开窗原理;然后利用FFT的频域分析方法进行精捕。与传统相位差分精捕不同,利用FFT频域内对中频信号进行精捕,通过增大FFT变换的点数来提高精捕频率的分辨率,同时具体给出了粗捕和精捕的具体捕获步骤以及主要的技术问题;最后利用一组GPS实测数据对上述分析进行了计算,实验结果表明:基于FFT的GPS信号的粗捕与利用FFT的频域精捕方法非常有效,捕获快速准确,可以满足GPS软件接收机的要求。
2011 Vol. 31 (1): 147-151 [摘要] ( 2206 ) [PDF 1300KB] ( 2755 )
152 精密因瓦水准尺关键技术指标研究
杨俊志;温殿忠
研究了涉及因瓦水准尺生产、检定与使用中相关标准的一致性问题。研究发现:国内因瓦水准尺使用标准的技术指标与国外因瓦水准尺生产标准的技术指标存在较大差异,依据目前国内的使用标准无法判定因瓦水准尺是否满足生产标准。
2011 Vol. 31 (1): 152-155 [摘要] ( 1774 ) [PDF 363KB] ( 3140 )
156 基于知识规则集的城市工程地质数据库质量控制
陈龙泉;邹凤琼
通过对现有数据库质量控制理论和方法的研究,分析了城市工程地质数据库特点,并在挖掘城市工程地质数据库中空间数据的拓扑一致性和属性数据逻辑一致性的基础上,建立了面向城市工程地质数据库的知识规则集,进而提出了基于知识规则集的城市工程地质数据库质量控制的技术方法体系。最后,以南京市工程地质数据库为例,基于该质量控制方法进行数据库质量控制实验,验证了该方法的正确性和有效性。
2011 Vol. 31 (1): 156-159 [摘要] ( 1856 ) [PDF 601KB] ( 3003 )
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