大地测量与地球动力学
 
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2009年 29卷 2期
刊出日期：2009-06-05
观测技术 院士论坛 地壳形变与地震 观测技术
   
院士论坛
1 全球导航卫星系统进展及其对导航定位的改善
陈俊勇;
介绍美国的GPS和俄国的GLONASS全球导航卫星系统的新进展及GPS 现代化的3个步骤，简评GPS与GLONASS的技术差异，并对Galileo和北斗导航卫星系统的前景进行讨论。 指出导航卫星系统将进入一个多系统近百颗卫星并存的新局面，这将显著改善导航定位应用中的可用性、连续性、可靠性和工作效率，而用户也将面临多系统导航卫星信号优化使用问题。
2009 Vol. 29 (2): 1-3 [摘要] ( 2031 ) [PDF 372KB] ( 3039 )
地壳形变与地震
4 地壳内构造应力的分布研究
党亚民;杨强;曹学伟
利用360阶的EGM96地球重力场球谐系数计算了不同深度球层的密度异常及不同深度球层的构造应力。得出：1）在密度异常变化较大的地区，构造应力的变化也较大，密度异常可能是构造运动的主因；2）如密度异常不变，构造应力随深度的增加而增加；3）计算结果显示，25~20 km、32~25 km和36~32 km 3个球层平均构造应力为张应力，其典型值分别为100 MPa、120 MPa和150 MPa。
2009 Vol. 29 (2): 4-6 [摘要] ( 1961 ) [PDF 962KB] ( 3129 )
7 断层端部及附近地应力场的数值模拟
孙礼健;朱元清;杨光亮;尹继尧
用有限元方法模拟研究断层构造对地应力场分布的影响。结果表明：断层规模、岩体、断层弹性模量、断层走向与区域最大水平主应力的夹角、边界应力比、断层几何形态等是影响断层端部以及附近应力场分布的主要因素。
2009 Vol. 29 (2): 7-12 [摘要] ( 2095 ) [PDF 5900KB] ( 3475 )
13 云南地区构造应力应变场年变化特征的数值模拟
李玉江;陈连旺;李红
根据云南地区的地质构造、三维波速结构、地震活动性等相关资料，建立云南地区三维非线性有限元模型，模拟云南地区构造应力应变场的年变化特征。结果表明：1)云南地区的地壳运动速度具有北强南弱、西高东低、围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转的特征；2)由于印度洋板块的俯冲作用，造成云南地区地壳运动速度场的规律性变化：红河断裂带以东由北部的SEE向到南部的SE向,而以西为SE-NS-SW向变化；3)最大主应变具有西高东低，北强南弱的特征，达到10 -8量级，主要分布在滇西地区、安宁河断裂带两侧及小江断裂北段；4)最大主应力主要分布在断裂带沿线及其交汇处，最大差应力分布与其较为一致；滇南地区具有较大的差应力分布，且处于拉张状态，而其他地区大部分为压性状态。
2009 Vol. 29 (2): 13-18 [摘要] ( 2176 ) [PDF 6956KB] ( 2903 )
19 青藏高原中短波长大地水准面的正演模拟
柯小平;王勇;许厚泽
根据重力三维正演模拟得到的青藏高原三维地壳结构分层模型，利用IGMAS软件，对青藏高原地壳结构不均匀产生的大地水准面进行正演模拟。研究认为，青藏高原中短波长大地水准面主要是由于壳内各层之间物质密度不均匀引起的，即层间界面起伏是中短波长大地水准面的主要机制。就各层而言，下地壳与上地幔之间的物质不均匀是引起中高频大地水准面变化的主要原因，其次是中地壳与下地壳之间的物质不均匀，上地壳与中地壳之间的物质不均匀对大地水准面的影响相对较小。低速层的存在导致的物质不均匀对大地水准面的影响比较大。
2009 Vol. 29 (2): 19-23 [摘要] ( 2111 ) [PDF 4265KB] ( 3135 )
24 汶川8.0级地震前驱波的统计检验
周龙寿;邱泽华;唐磊
利用汶川8.0级大地震震中周围16个台站的四分量钻孔应变观测资料，对地震前驱波进行检验。用高通滤波消除周期＞128分钟的固体潮汐影响，用回归分析方法消除气压干扰，用小波变换方法将2～128分钟的信号分解到6个不同频段进行分析，结果显示小波变换方法能提取出信号中的微弱变化信息。根据小波变换提取的类似前驱波基本特征，利用“超限率”分析方法检验小波分解的细节部分，并对所有细节部分的超限率时间序列的拟合直线斜率进行统计，得出平均值和标准差。两项统计数据显示，震前15天之内不能普遍检测到地震前驱波。
2009 Vol. 29 (2): 24-28 [摘要] ( 2148 ) [PDF 3148KB] ( 3283 )
29 地热对汶川8.0级地震的同震响应及震后调整
赵刚;王军;何案华;秦久刚
用收集到的全国277个地热观测台站的观测数据，研究了地热信息对汶川Ms8.0地震的响应，发现有134个台站存在同震响应和震后调整现象,其同震响应与震后调整按形态分为4种类型：渐变型、阶变恢复型、脉冲型和振荡型,分析还发现地热震后调整中含有相对当地应力状态调整的信息。
2009 Vol. 29 (2): 29-32 [摘要] ( 2041 ) [PDF 2510KB] ( 2985 )
33 银川盆地断裂构造深地震反射探测试验研究
赵成彬;方盛明;刘保金;姬计法;酆少英;郭新景;李吉昌;秦学业
为了获得适合于在大城市开展地震反射探测工作的参数和施工方法，在银川市进行了城市活断层探测方法试验。试验内容包括地震波激发参数试验、观测系统参数试验和地震反射资料处理方法试验。并在各种参数试验和资料处理方法试验的基础上，采用通过试验所获得的工作参数和方法，在银川盆地内开展了城市活断层探测试验，试验获得了银川盆地深浅部构造的清晰图像。
2009 Vol. 29 (2): 33-38 [摘要] ( 2013 ) [PDF 4056KB] ( 3550 )
39 气枪震源深部探测应用分析
杨光亮;朱元清;孙礼健
根据上海某地震台钻井资料建立覆盖层及深部地壳层状吸收介质模型，对气枪子波在吸收介质中的吸收衰减进行分析，并计算气枪子波可分辨地震断层长度与地层深度的关系。计算结果表明：信号能量在5 km以内的浅层衰减较快，随着深度的增加衰减幅度减小。在深度为25 km时，衰减达到了93分贝；主频为6 Hz的气枪子波在地层中的频率衰减很小，其可分辨的地层厚度从75 m左右逐渐增加到290 m。
2009 Vol. 29 (2): 39-42 [摘要] ( 1902 ) [PDF 927KB] ( 3057 )
43 厦门台地倾斜观测资料中海潮干扰的综合特征
熊先保;黄晓华;杨婕;林立峰;徐智明
对厦门台地倾斜观测资料中海潮干扰特征的分析结果表明：1）海潮负荷、海潮潮流、仪器的架设方位以及台站所处的特殊地理位置造成了观测资料中海潮干扰的多样性与复杂性；2）幅度干扰和相位干扰的程度与仪器的架设方位强烈相关。
2009 Vol. 29 (2): 43-47 [摘要] ( 1979 ) [PDF 2221KB] ( 3070 )
48 固体潮模型对GPS时间序列的影响研究
殷海涛;李杰;马丕峰;许丹
结合山东地壳运动GPS连续观测网与周边IGS观测站2007年的数据，分析了IERS2003和IERS1992模型对GPS基线长度和径向坐标以及天顶延迟的影响。结果显示：与IERS1992标准相比，IERS2003规范中的固体潮模型对基线的影响为亚毫米级，测站径向上的差值与测站纬度成正比， 两种模型所得天顶延迟差值波幅与固体潮差值波幅呈反向对应关系，其波幅为0.6~1.0mm，约占固体潮差值波幅的6%~8%。
2009 Vol. 29 (2): 48-52 [摘要] ( 1924 ) [PDF 1562KB] ( 3646 )
53 中等山区航空重力测量的精度分析
孙中苗;夏哲仁;李迎春;翟振和
介绍利用CHAGS系统对某中等山区进行航空重力测量的情况，并对测量数据进行处理和分析。结果表明:在中等湍流条件下，交叉点重力异常不符值的标准差为5.0×10 -5 ms -2，5′×5′格网平均重力异常的外部精度为5.5×10 -5 ms -2。
2009 Vol. 29 (2): 53-56 [摘要] ( 2083 ) [PDF 1686KB] ( 3352 )
57 精密水准测量中的重力异常改正
王建华;王雄;胡亚轩;梁伟锋;苏瑞;郝明
为了探讨在地势起伏较大的地区进行精密水准测量时，实测重力点密度对重力异常改正的影响，对河西地区观测资料比较完整的水准环线利用点位实测重力值计算得到重力异常改正；并与应用布格异常图内插得到的重力异常改正进行对比。可以看出,重力异常改正与实测重力点位的分布及密度有关；当重力点位分布及密度合理时，有利于提高水准测量成果的质量。
2009 Vol. 29 (2): 57-60 [摘要] ( 2382 ) [PDF 1538KB] ( 4008 )
61 板块边界模型PB2002与建立中国板块边界模型的设想
张西光;李健;和顺
介绍全球板块边界模型——PB2002的研究方法及其取得的成果。PB2002模型以海洋板块研究为主，在确定中国及周边地区边界时对中国地学界的研究成果参考很少。由于中国大陆地区地壳运动的复杂性，导致国内板块边界划分方法多样，考虑到边界模型多为小比例尺图或示意图的现实，提出了建立中国构造地块数字化边界模型的设想。思路是：针对不同的板块划分方法，分别建立相应边界模型。
2009 Vol. 29 (2): 61-65 [摘要] ( 1980 ) [PDF 2973KB] ( 3333 )
66 L曲线法在反演火山区压力源参数中的应用
胡亚轩;郝明;王雄;王庆良;崔笃信
利用形变资料反演火山区压力源参数时，Mogi模型线性化后的系数矩阵由于条件数较大，法矩阵求逆出现不稳定。对长白山火山区压力源参数的反演应用证明，利用L曲线法确定岭参数，可以方便快捷地解决矩阵奇异时求解的困难。
2009 Vol. 29 (2): 66-70 [摘要] ( 2053 ) [PDF 1596KB] ( 3038 )
71 宽幅SAR监测地表形变研究现状与进展
蒋廷臣;李陶;刘经南;张诗玉;龙四春
介绍宽幅SAR的成像处理方法，比较宽幅SAR与传统SAR的成像原理，并对其研究与应用方向如宽幅WSM与IM干涉测量、基于宽幅SAR的大气效应的改正方法、CR技术在宽幅SAR中的应用和PS技术在宽幅SAR中的应用等进行探讨。
2009 Vol. 29 (2): 71-75 [摘要] ( 1983 ) [PDF 1061KB] ( 3145 )
理论方法研究
76 导航卫星自主定轨中潮汐摄动影响分析
李征航;龚晓颖;刘万科
从摄动力的角度讨论了基于星间距离观测值的导航卫星自主定轨中星座整体旋转的存在性、不可观测性及由此引起的秩亏性；分析了潮汐摄动对星座整体旋转误差及对自主定轨的影响。模拟计算结果表明：潮汐摄动对自主定轨的沿迹和法向误差影响较大（在110天时其影响可达4 m），且该影响将随着自主定轨时间的增长越来越大。因此，在高精度、长时间的导航卫星自主定轨中必须要考虑潮汐摄动的影响。
2009 Vol. 29 (2): 76-81 [摘要] ( 1904 ) [PDF 2640KB] ( 2871 )
82 局域海洋地磁场矩谐分析建模方法研究
赵建虎;刘辉;王胜平
为了用位理论对局域地磁场模型进行分析，对地磁数据的质量控制、数据的代表性、模型截止阶数的选择以及边界效应的影响等建模中的关键问题进行了研究，给出了分区建模的思想，并应用于某海域的地磁场建模中。矩谐分析方法与球冠谐和分析方法以及多项式拟合方法的比较结果证明，该方法在构建局域地磁场模型中具有较高的精度。
2009 Vol. 29 (2): 82-87 [摘要] ( 1895 ) [PDF 3080KB] ( 3092 )
88 GPS精密单点定位快速收敛方法研究
郝明;王庆良;崔笃信
讨论加快精密单点定位收敛的方法。该方法包括: 1)将选权拟合的方法应用于确定未知参数及其方差协方差阵的初值; 2)将自适应选权滤波应用到参数估计中。基于此方法, 发展了利用IGS提供的时延17小时的快速精密星历产品的精密单点定位。算例结果表明, 采用新方法单点定位可以在较短的时间内达到分米甚至厘米级的精度, 同时可满足时效性要求。
2009 Vol. 29 (2): 88-91 [摘要] ( 1929 ) [PDF 1957KB] ( 3214 )
92 附线性不等式约束平差模型的一种求解算法
宋迎春;刘杰;惠沈盈
利用Lemke算法求解带有不等式约束平差模型。采用的方法是先将参数带有不等式约束的最小二乘问题转换成凸二次规划问题，然后利用二次规划的KuhnTucker条件把二次规划问题转换成LCP问题，最后通过Lemke算法求出其最优解，从而求得参数最小二乘估计的一般形式，便于在实际测量中应用。
2009 Vol. 29 (2): 92-95 [摘要] ( 2077 ) [PDF 347KB] ( 3041 )
96 VAV与ETERNA潮汐分析方法的比较和研究
田桂娥;陈晓东;孙和平;陈光;宋利杰;刘楠楠
对VAV和ETERNA两种潮汐分析方法的漂移模型、气压回归因子、扰动数据的剔除进行了比较，并利用两种软件对武汉台超导重力数据进行分析，结果表明,
迭代后VAV获得的潮汐因子的标准偏差较ETERNA小,而两软件获得的振幅因子理论值的差异在同一个量级。对于长周期潮汐波的求解，VAV比ETERNA更稳定、更方便。
2009 Vol. 29 (2): 96-99 [摘要] ( 1959 ) [PDF 573KB] ( 3634 )
100 卫-卫跟踪测量模式中轨道高度的优化选取
郑伟;许厚泽;钟敏;员美娟;周旭华;彭碧波
利用改进的能量守恒法基于不同轨道高度恢复了120阶GRACE地球重力场。模拟结果表明：1）卫星轨道高度每降低100 km，大气阻力提高约10倍，不稳定的卫星平台工作环境将影响GRACE核心载荷的测量精度；2）地球重力场高频信号衰减较快，基于500 km轨道高度，在20阶处重力场衰减因子为0.221，衰减效应分别在50阶、80阶、100阶和120阶处增大了9.621倍、92.857倍、418.957倍和1 895.369倍；3）降低轨道高度有利于提高重力场恢复精度，采用美国JPL公布的GRACE其他指标，在120阶处基于500 km轨道高度恢复累计大地水准面精度为17.316 cm，分别基于450 km、400 km和350 km轨道高度恢复精度提高了1.566倍、4.502倍和10.871倍；4）
如果卫卫跟踪测量模式中轨道高度设计为350 ~ 400 km有利于120阶地球重力场的恢复。
2009 Vol. 29 (2): 100-105 [摘要] ( 2863 ) [PDF 1600KB] ( 3262 )
106 天津地区CORS站天顶对流层延迟年周期变化研究
唐超华;李陶;施闯;张诗玉
利用天津地区9个GPS连续观测站两年的数据，及4个IGS参考站的观测数据，计算分析了天津地区GPS连续观测站天顶对流层延迟的年周期变化，以及不同位置的GPS站天顶对流层延迟的时空相关性。其中站间互差的均值为±4 mm左右，标准差优于1 cm；2006年和2007年互差的均值约为9 mm，标准差优于4 cm。
2009 Vol. 29 (2): 106-110 [摘要] ( 2934 ) [PDF 2785KB] ( 2989 )
111 一种新的GPS精密星历插值方法
陈鹏;陈正阳;李骁
利用广义延拓插值法对GPS精密星历进行插值，探讨插值精度与3个参数的关系，并与Lagrange多项式插值和切比雪夫多项式插值结果进行比较。结果表明，广义延拓插值法具有较高的精度。
2009 Vol. 29 (2): 111-114 [摘要] ( 2143 ) [PDF 1029KB] ( 3346 )
115 基于小波分析的灰色预测模型在大坝安全监测中的应用
焦明连;蒋廷臣;
通过分析小波理论和灰色模型的各自特征，提出一种基于小波分析的灰色预测模型。根据小波变换特点，对变形监测数据序列进行分解，对各个分解后的子序列利用灰色模型进行预测，最后重构变形预测结果，且将该结果与灰色模型预测结果进行比较。结果表明，该方法具有较强的预测能力。
2009 Vol. 29 (2): 115-117 [摘要] ( 2144 ) [PDF 428KB] ( 2930 )
118 动态稳健支持向量机在大坝变形预测中的应用
李潇;徐进军
在两个方面对支持向量机进行改进：针对最小二乘支持向量机缺失稳健性问题，建立稳健LSSVM模型，通过仿真试验验证该模型的正确性和可靠性；结合支持向量机的数学性质，提出新的动态LSSVM算法，最后将两者结合形成动态稳健LSSVM模型，并用此模型进行大坝变形预测，取得了较好的预测效果。
2009 Vol. 29 (2): 118-120 [摘要] ( 2158 ) [PDF 650KB] ( 3051 )
121 低轨卫星与GPS导航卫星联合定轨研究
匡翠林;刘经南;赵齐乐
研究利用地面及星载GPS数据同时确定低轨卫星（CHAMP、GRACE）与GPS导航卫星精密轨道的联合定轨方法。针对不同测站数量和分布，设计不同的轨道解算方案，并基于PANDA软件平台进行数值分析。计算结果表明，由于低轨卫星对空间观测几何结构的增强，联合定轨较“两步法”定轨在定轨精度方面有所提高。
2009 Vol. 29 (2): 121-125 [摘要] ( 2127 ) [PDF 2168KB] ( 3972 )
126 常用超高阶次缔合勒让德函数计算方法对比分析
王建强;赵国强;朱广彬
超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。介绍了4种常用的缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、Belikov 列推法和跨阶次递推法，并对计算程序做了改进，从计算速度、计算精度两方面分析比较了阶次高至3 060阶的各种方法的优劣。数值试验证明,跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法。
2009 Vol. 29 (2): 126-130 [摘要] ( 2132 ) [PDF 1634KB] ( 3866 )
131 病态总体最小二乘模型的正则化算法
袁振超;沈云中;周泽波
当线性观测方程的观测向量与设计矩阵均包含随机误差时，需要采用总体最小二乘法进行参数估计,但传统的总体最小二乘无法处理病态问题，需要进行正则化处理。根据Tikhonov正则化原理，导出了等权总体最小二乘正则化解法的计算公式，并提出了用数值方法估计正则化解方差协方差阵的方法。采用第一类Fredholm积分方程的算例验证了正则化总体最小二乘算法。结果表明：采用
的设计矩阵和常数项向量都含有观测误差时，该算法能明显改善估值的精度。
2009 Vol. 29 (2): 131-135 [摘要] ( 2198 ) [PDF 1432KB] ( 3491 )
135 地球参考框架的实现和维持
魏娜;施闯
以ITRF、WGS84等参考框架为例，介绍参考框架的实现和维持方法；在此基础上，归纳总结这些框架间的联系、区别
和组合原理,以及最新版本ITRF2005的实现方法。
2009 Vol. 29 (2): 135-139 [摘要] ( 2692 ) [PDF 411KB] ( 3587 )
140 低轨卫星的非差运动学精密定轨
王伟;汪海洪;罗佳;钟波;
总结了低轨卫星精密定轨的方法，分析了非差运动学定轨的原理、步骤和定轨精度的影响因素。并将非差运动学定轨与双差运动学、非差简化动力学、双差简化动力学定轨进行比较，发现它可以获得与其他定轨方法相近的精度，并且计算简单。
2009 Vol. 29 (2): 140-142 [摘要] ( 1894 ) [PDF 1042KB] ( 3302 )
观测技术
143 一种新型数字移相电路的设计
李莹;李树德;杜瑞林;赵凤花;夏界宁
用反相器、计数器和触发器等一些简单的芯片设计了一种新型的数字移相电路,移相范围0°～360°。同时将一种晶体振荡电路分频后对所设计的数字移相电路进行实验分析，结果表明，其精度可达2.8°，且稳定、可靠。
2009 Vol. 29 (2): 143-145 [摘要] ( 1779 ) [PDF 1635KB] ( 4512 )
146 DZW型重力仪自动调零装置的原理和设计
吴鹏飞;胡国庆;杜瑞林
设计了一种新型自动调零装置的机械结构和电路结构，该结构不仅能将DZW型重力仪的调零精度提高到40×10 -8 ms -2，而且还能提高仪器调零速度和实现远程遥控调零，即可通过网络和控制软件实现远程对仪器调零，在调零过程中不产生过调整和欠调整情况。
2009 Vol. 29 (2): 146-148 [摘要] ( 2866 ) [PDF 2195KB] ( 2994 )
149 车载数据采集系统在电力线检测中的应用
欧同庚;耿学贤;杨博雄;
介绍一种先进的车载数据采集系统，通过车载平台上的激光扫描仪实现对电力线的扫描，并利用获得的数据，结合最小二乘拟合算法获得电力线的空间分布及其参数。
2009 Vol. 29 (2): 149-151 [摘要] ( 2090 ) [PDF 1351KB] ( 3110 )
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