大地测量与地球动力学
 
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2007年 27卷 5期
刊出日期：2008-01-24
观测技术 院士论坛 观测技术
   
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1 全球导航卫星系统的进展
陈俊勇;党亚明;程鹏飞
介绍了全球导航卫星系统(GNSS)以及GPS现代化方面的进展，GLONASS的近况和GALILEO的现状及今后的发展;评述了如何减少电离层和对流层对无线电信号传播的延迟、多路径效应、接收机天线和卫星发射天线相位中心的变化、接收相位的模糊度等因素对卫星定位精度的影响;讨论了GPS单点精密定位(PPP)的优缺点。
2007 Vol. 27 (5): 1-4 [摘要] ( 2107 ) [PDF 360KB] ( 3672 )
地壳形变研究
5 台湾两次7级地震前后福建沿海地区地壳运动的变化
史粦华;丁学仁;李延兴;胡新康;张静华;张中伏
福建沿海地区GPS网从1995年建设至今已积累了6期观测资料，分析该网各GPS站位移变化与运动速度变化的时间序列，发现在1999年9月20日（UTC）台湾集集Ms7.7大地震与2001年12月18日（UTC）花莲东Ms7.6大地震前，各GPS站同步出现了向西与向北位移的大幅度偏移，即向东与向南运动的速度明显减小。在集集Ms7.7大地震发生后，各GPS站出现了同步的向东与向南位移的大幅度偏移，即向东与向南运动的速度大幅度增加。福建沿海地区在1997～2001年期间出现的地壳运动的变化不仅在时间上与集集、花莲东两次7级大地震的孕育发生相关，而且二者在形成机理上一致，都是由孕育这两次地震的应力场决定的。
2007 Vol. 27 (5): 5-12 [摘要] ( 2616 ) [PDF 1241KB] ( 3194 )
13 三轴刚性地球体的自由Euler运动
申文斌;陈巍;章迪;王文均;梁毅强
在Euclid空间中, 假定地球是一个作自由旋转的3个主惯性矩互不相等的刚体, 给出了Euler动力学方程的椭圆积分解, 并实现了Euler动力学方程和运动学方程的数值解。计算结果表明: 除了周期约24小时的自转及周期为305天的Euler自由进动之外, 还存在周期约305天的自由章动;3个Euler角速率在一半周期内增大, 在另一半周期内减小, 但保持总角速率不变, 即转动能守恒。 相应地, 日长在一半周期内增长, 在另一半周期内缩短。
2007 Vol. 27 (5): 13-17 [摘要] ( 1757 ) [PDF 804KB] ( 3184 )
18 台湾海峡两岸地壳相对运动分析
李祖宁;刘序俨;吴绍祖;陈光
利用1995~2003年福建GPS测站与台北和桃园核心基准站资料，
计算了福建GPS各测站与台北和桃园之间的边长及其相对变化，同时利用遗传算法计算了台北和桃园测点的主应变和方向角。计算结果表明,在1995~1997年和2001~2003年间台海两岸的地壳相对运动都处于拉张状态，但两期拉张的主应变大小和方向有较大变化，这种变化可能反映了1999年台湾集集7.6级地震前后应变积累与释放的过程。
2007 Vol. 27 (5): 18-21 [摘要] ( 1919 ) [PDF 744KB] ( 2555 )
22 长白山天池火山区形变监测及火山活动状态分析
胡亚轩;王庆良;崔笃信;王文萍;李克;郑传芳
依据长白山天池火山区2002～2005年连续４期水准资料和GPS观测资料，
分析了近年该地区的岩浆活动特征。 结果显示：2002～2003年火山区垂直和水平形变变化明显，火山区GPS点位的活动性与
绥阳基准站(距P00约350 km)的差异性运动较大，火山区域性运动特征显著，表明在此期间火山区形变变化主要受岩浆活动的影响；2003年后水平和垂直形变变化速率逐渐减小,特别是2004～2005年，火山区GPS点位活动与绥阳点位的差异性运动变小，说明火山岩浆活动在逐渐减弱。
2007 Vol. 27 (5): 22-25 [摘要] ( 2636 ) [PDF 879KB] ( 3923 )
26 中国大陆地震视应力空间分布研究
张彬;杨选辉
利用1900~2005年的中强震地震资料计算了中国大陆地震的平均视应力。中国大陆平均视应力为0.67 MPa,略高于全球平均水平, 中国东部平均视应力为0.32 MPa，西部为0.97 MPa。研究表明:利用地震震级计算的中国大陆地震视应力大小与利用数字地震波资料测定结果相差不大，其空间分布基本一致。
2007 Vol. 27 (5): 26-30 [摘要] ( 1776 ) [PDF 2369KB] ( 3228 )
31 以Burgers体模型模拟震后粘弹性松弛效应
邵志刚;傅容珊;薛霆虓;黄建华;
运用有限元数值方法、以Burgers体为粘弹介质模型模拟了震后地表形变。
计算结果表明:以Burgers体为粘弹介质模型可以解释地震引起的瞬时弹性响应、呈指数衰减的短期响应与线性增加的稳态长期响应。
分析认为，以Burgers体为粘弹介质模型可以解决Maxwell体和Kelvin体在模拟震后短期和长期形变时的不协调问题。
2007 Vol. 27 (5): 31-37 [摘要] ( 2022 ) [PDF 1312KB] ( 3263 )
38 确定1°×1°厘米级全球大地水准面的模拟实验
韩建成;申文斌;
介绍了一种基于全球1°×1°(10 -5 ms -2 级)重力场模型、较高精度地表浅层物质密度分布模型以及平均海面模型,并利用虚拟压缩恢复法确定全球1°×1°厘米级大地水准面的理论方法，阐述了该方法的实施步骤。 模拟实验检验结果表明，对于所用地球模型，采用该方法确定1°×1°全球大地水准面可达到厘米级或更优精度。
2007 Vol. 27 (5): 38-43 [摘要] ( 1873 ) [PDF 2063KB] ( 2951 )
44 联合卫星重力和卫星测高资料研究热容海平面季节性变化
常金龙;钟敏;段建宾;闫昊明;江敏
评估了重力卫星GRACE反演全球海水质量变化的能力，并结合卫星测高资料研究了2003~2005年全球热容海平面变化的分布情况。结果显示，GRACE重力卫星不仅能反映出全球海水质量的季节性变化，而且如果联合卫星测高手段，GRACE还能反映空间大尺度热容海平面的季节性变化。
2007 Vol. 27 (5): 44-48 [摘要] ( 1866 ) [PDF 1129KB] ( 3519 )
理论方法研究
49 用地基GPS观测资料映射三维电离层剖面
金双根;朱文耀
双频GPS接收机被广泛应用于监测电离层及其相关异常活动。过去通常利用地基GPS资料建立一个单层两维电离层格网模型进行应用，其最主要缺陷就是忽略了电离层垂直剖面信息。利用地基GPS资料通过乘积代数重建技术层析三维电离层电子密度剖面。与国际电离层参考模型(IRI2001)和电离层探测仪结果相比，地基GPS层析电离层电子密度剖面基本一致，但更接近于电离层探测仪观测结果。因此，高时空分辨率的地基GPS资料在监测三维电离层活动及其相关空间气候研究方面具有重要应用价值。
2007 Vol. 27 (5): 49-53 [摘要] ( 1704 ) [PDF 1970KB] ( 3461 )
54 各向异性介质中二阶弹性波方程模拟PML吸收边界条件
朱兆林;马在田
提出了基于弹性波动方程的二阶双曲系统的一种新的弹性波动方程模拟的最佳匹配层（PML）吸收边界条件。对于二阶系统方程，PML吸收边界条件模型通常是以四分裂位移参量来构建的，这种方法需要求解时间的三阶导数，且占用较多的计算空间；作为另一种选择，非分裂的PML算法可以扩展到二阶系统中，但它需要求解二重时间积分。新方法可克服或简化上述问题。用交错网格有限差分方法加最佳匹配层边界条件新算法的模拟方法用数值模型作了试验，结果证实了此方法的有效性。
2007 Vol. 27 (5): 54-58 [摘要] ( 1636 ) [PDF 2025KB] ( 3172 )
59 任意精度的子午线弧长递归计算
刘仁钊;伍吉仓
根据子午线弧长计算公式，推导出基于递归关系的任意精度的子午线弧长的一种新的计算方法，
以及基于C/C++语言的子午线弧长具体方法的实现，最后在VC6．0中进行了验证。结果表明，该方法可满足不同精度要求的弧长计算。
2007 Vol. 27 (5): 59-62 [摘要] ( 1874 ) [PDF 368KB] ( 3201 )
63 矩阵的SVD分解性质及其在秩亏网平差中的应用
鲁铁定;陶本藻;周世健;
对矩阵的奇异值分解(SVD,Singular Value Decomposition)进行了分析。推导证明了奇异值分解和M-P广义逆矩阵之间的关系，得出奇异值分解的广义逆矩阵为矩阵的M-P广义逆;分析了奇异值分解和线性方程组最小范数最小二乘解的关系，推导了应用奇异值分解进行秩亏网平差解算的平差解算公式和精度估算公式;推导了加权最小二乘最小范数解的奇异值分解解算问题，扩展了奇异值分解求解未知参数最小范数最小二乘解;最后通过秩亏网算例进行了解算，验证了方法的正确性和矩阵分解的有效性。
2007 Vol. 27 (5): 63-67 [摘要] ( 1901 ) [PDF 352KB] ( 4425 )
68 利用GPS双频载波相位单历元解算电离层VTEC
林剑;吴云;周义炎;施顺英;邢乐林;
探索了一种新的基准站上空垂直电离层电子浓度（vertical total electron content，VTEC）计算方法,即从单历元整周模糊度和双频观测值入手计算VTEC。结果表明：用此方法计算得到的VTEC与IGS（International GNSS Service）提供的VTEC随时间变化趋势一致，且内符合精度良好，能反映电离层活动随时间和纬度的变化规律。
2007 Vol. 27 (5): 68-71 [摘要] ( 1950 ) [PDF 751KB] ( 3642 )
72 可控震源在深部地壳探测中的应用
杨光亮;朱元清
分析了可控震源在地壳结构探测中的应用前景及需要解决的问题，介绍了阵列气枪震源和ACROSS离心震源的工作原理、性能和研究进展,并比较了这两种可控震源的技术特点和实际使用情况，提出在我国开发可控震源技术应优先选择气枪震源。
2007 Vol. 27 (5): 72-75 [摘要] ( 2674 ) [PDF 636KB] ( 3315 )
地震监测预报
76 形变预报模型的多层递阶分析
梁全强;林淑冰;黄声明;刘序俨
针对时间序列常用递推算法建模存在的缺点，提出一种适用于预报模型参数估算的新算法，应用动态系统模型参数随机化原理，把形变模型噪声归化到形变预报模型参数上，采用多层递阶分析方法建立形变预报模型。用天马台水准资料和厦门台水平摆资料进行的实例分析表明,新算法提高了形变预报的准确度。
2007 Vol. 27 (5): 76-81 [摘要] ( 1686 ) [PDF 1652KB] ( 2777 )
82 基于跨断层形变异常预测云南地震的试验
施顺英;张燕;吴云;安利
利用云南地区的跨断层形变观测资料，按动态灰箱法提取长趋势异常和突跳异常，再用蕴震系统信息合成方法进行合成，以达到群体异常的信息增益(即提高异常识别的可靠性)。在此基础上，对12年来利用跨断层短水准和短基线观测资料所做的地震预测与实际发生地震的情况进行了检验。结果表明,年度预测准确率可达60%，证明基于跨断层形变测量异常的动态灰箱法与蕴震系统信息合成法是预测地震的有效方法。
2007 Vol. 27 (5): 82-87 [摘要] ( 2734 ) [PDF 1522KB] ( 3875 )
88 中国地震重力网绝对重力观测结果分析
刘冬至;李辉;邢乐林;孙少安;刘子维;项爱民;
为建立中国地震重力网绝对重力基准，利用FG5/232绝对重力仪于2007年3～6月在中国大陆进行了12个基准点的高精度绝对重力测量。对比分析表明：除乌鲁木齐测站外，绝对重力测量观测结果的标准偏差优于±2×10 -8 ms -2。
2007 Vol. 27 (5): 88-93 [摘要] ( 2553 ) [PDF 1821KB] ( 3605 )
94 长江三峡水库二期蓄水前后地下水动态特征分析
张卫华;姚运生;李胜乐;梅建昌;李家明;
以长江三峡工程诱发地震监测系统地下水动态监测井网2006年井水位的观测数据为研究对象，根据地下水正常动态特征及其影响因素，系统分析了2006年水库二期蓄水过程中相关测项资料的动态变化，发现库水位上升对三峡井网地下水动态有明显影响。
2007 Vol. 27 (5): 94-98 [摘要] ( 2752 ) [PDF 1645KB] ( 3898 )
99 三峡坝区二次蓄水前后的局部重力场变化
孙少安;项爱民;徐如刚;;张新林;韦进;
通过分析三峡坝区二次蓄水前后局部重力场的变化特征发现：二次蓄水后的重力场变化与相应的库水位变化基本吻合，但在坝前区域与首次蓄水相比差异明显，水库南北两侧极不对称，北侧变化幅度大、衰减较慢；南侧则增幅较小、衰减很快；香溪库段的重力变化比较有规律，基本上以长江为轴对称展开，并呈现出南侧强于北侧的特点。观测结果再次证实：三峡水库二次蓄水后，香溪库段仍是重力变化最大的区域。
2007 Vol. 27 (5): 99-102 [摘要] ( 2144 ) [PDF 3507KB] ( 3090 )
103 三峡水库重点监视区蓄水前后震源机制研究
王墩;姚运生;薛军蓉;陈俊华;宋琛;
利用2000~2006年三峡工程诱发地震监测系统数字遥测地震台网监测数据，对其水库重点监视区内震源机制进行了解析。结果表明，蓄水前震源机制为走滑逆断性质，水平最大主压应力方向近东西向,P轴仰角较小,近水平,与区域主压应力一致；蓄水后震源机制为走滑正断性质，水平最大主压应力方向各异，P轴仰角较大，明显不受区域应力场控制,这种现象可能与水库诱发地震成因机制的复杂性有关。
2007 Vol. 27 (5): 103-107 [摘要] ( 1971 ) [PDF 1435KB] ( 3294 )
108 南天山西段强震应力触发作用研究
王琼;聂晓红;唐丽华
通过计算新疆南天山西段的喀什-乌恰地区和柯坪断块区1955年以来部分6级以上地震产生的静态库仑破裂应力变化,研究了该区强震对后续地震的触发作用。研究结果表明，喀什-乌恰地区多数强震的发生有利于其邻区后续地震活动增强；而柯坪块区多数强震的发生则在一定程度上缓解了其邻区的地震危险性。
2007 Vol. 27 (5): 108-114 [摘要] ( 2578 ) [PDF 2124KB] ( 2716 )
观测技术
115 对我国二代卫星导航系统覆盖范围向北扩展星座方案的探讨
刘根友;郝晓光;陈晓峰;孙保琪;彭碧波;周旭华;柳林涛;胡小刚
继不久前提出我国二代卫星导航系统设计覆盖范围的“北扩问题”之后，对其星座方案进行了初步探讨，即在原方案的基础上，增加4颗IGSO星，将二代卫星导航系统的覆盖范围从北纬55°延伸至北纬75°。
2007 Vol. 27 (5): 115-118 [摘要] ( 1740 ) [PDF 4162KB] ( 3974 )
119 地震计正弦标定自动处理系统
吕永清;蔡亚先
采用便携数据采集卡，自行设计了标定、数据采集、显示、存贮、数据处理等软件，构成一个地震计正弦标定自动处理系统，该系统能完成地震计正弦标定信号的自动识别、幅度量取及确定标定参数的全过程。
2007 Vol. 27 (5): 119-122 [摘要] ( 1740 ) [PDF 873KB] ( 3201 )
123 盾构工程竖井联系测量数据处理方法研究
罗三明;万文妮;高培芝;苏建锋
以深圳地铁购物公园香蜜湖区间段盾构工程竖井联系测量为例，介绍了将地面控制网的坐标和方位角传至地下的控制网布设、水平角观测、边长量取的方法与步骤，分析了影响竖井联系测量定向精度的因素。针对竖井联系测量的特点，对竖井联系测量观测数据提出了一种改进的处理方法。根据处理结果及其精度分析得出如下结论：对竖井联系三角形的形状、水平角观测、边长量取并对其温度和尺长改正等进行严密的规范，利用该数据处理方法，可以满足隧道贯通的精度要求。
2007 Vol. 27 (5): 123-127 [摘要] ( 2609 ) [PDF 632KB] ( 3476 )
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