大地测量与地球动力学
 
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2007年 27卷 4期
刊出日期:2008-01-26

观测技术 院士论坛 观测技术
   
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1 GPS重力位水准
魏子卿
提出了一种测定海拔高的方法——GPS重力位水准,阐述了其原理、算法和误差源以及用GPS水准数据和EIGEN-CG03C地球引力位模型进行的试验验证。结果表明,用GPS重力位水准测定海拔高程的精度可以达到0.5 m,测定海拔高差的精度在长达数十千米的距离可优于10 cm。 地球引力位模型误差是确定海拔高程的主要误差源, GPS测定的大地高高差误差是近距离上确定海拔高高差精度的限制因素。GPS重力位水准有助于高程测量的现代化。
2007 Vol. 27 (4): 1-7 [摘要] ( 1057 ) [PDF 440KB] ( 1722 )
地壳形变研究
8 川滇地区近期地壳运动的应变积累
张希;张四新;王双绪;张晓亮;陆明勇;王文萍
利用1994~2006年川滇地区GPS和区域水准观测资料,借助弹性块体边界负位错模型,结合近年来跨断层形变总体特征,研究了川滇地区构造块体及其边界断裂的应变积累状况与强度。分析结果表明:目前川滇地区总体呈现能量积累为主的构造应力态势;安宁河断裂及其与则木河断裂、鲜水河断裂交汇区,盐源-丽江地块及其边缘附近反映出相对高的应变能积累背景及可能的中-短期地震前兆特征。
2007 Vol. 27 (4): 8-15 [摘要] ( 1181 ) [PDF 2851KB] ( 1718 )
16 三通差分干涉测量探测城市地面形变的研究
罗小军;刘国祥;黄丁发
利用ERS-1/2于1996年和1998年获取的C波段SAR影像进行三通差分干涉处理,提取了上海陆家嘴地区在近两年时间内的地面形变场,并分析了影响差分干涉测量的因素。实验表明:利用差分干涉测量可有效探测城市地面形变,但需要采取有效的方法消除或降低大气延迟的影响。这是因为城市建设会引起失相关,而大气延迟是影响测量精度的主要因素。
2007 Vol. 27 (4): 16-20 [摘要] ( 1074 ) [PDF 2681KB] ( 1650 )
21 用二维有限元研究青藏块体东北缘地壳的水平运动
蒋锋云;王双绪;张希;张晓亮;薛富平;郑申宝;王继英
将1999~2001年、2001~2004年两个时段中青藏块体东北缘GPS水平速度场进行参考框架的变换,扣除区域刚性整体平移和旋转,得到反映区域内部相对运动的水平速度场。利用这个速度场,通过构建该区二维有限元模型,结合最优化原理,反演区域分段边界位移。将反演结果作为边界约束并将变换参考框架后的水平速度场作为有限元节点载荷,模拟区域内部水平运动场并计算其主应变率场、最大剪应变率场,以分析这两个时段中这两种场的变化特征及其与地震孕育之间的关系。
2007 Vol. 27 (4): 21-30 [摘要] ( 1009 ) [PDF 6015KB] ( 1867 )
31 重力异常匹配辅助导航解算模型的优化
戴全发;许大欣;蔡小波;王勇
重力匹配导航是目前水下惯性辅助导航的最佳解决方案之一,重力异常匹配是其中最重要的导航位置估算方式。由于正常重力与实际位置的相关性,实际进行的重力异常匹配不便于进行单纯的重力异常比较,为此设计了含有正常重力条件的重力匹配模型。比较仿真试验显示改进后的算法模型在重力异常变化平缓区域具有更好的匹配效果。
2007 Vol. 27 (4): 31-34 [摘要] ( 1851 ) [PDF 1501KB] ( 2008 )
35 利用GRACE时变重力场监测中国及其周边地区的水储量月变化
邢乐林;李辉;刘冬至;周新;
利用GRACE时变重力场反演了2005 年1~11月的中国及周边地区的水储量月变化,研究表明,利用GRACE时变重力场可以对水储量进行很好的监测,其监测能力足以揭示几个cm的等效水高变化,同时证明该方法可为全球水循环及气候变化研究提供可靠证据。
2007 Vol. 27 (4): 35-37 [摘要] ( 1086 ) [PDF 835KB] ( 1863 )
38 环形自由振荡简正模的计算
杨兆;孙和平;雷湘鄂
采用传统的四阶龙格库塔(RungeKutta)法,基于PREM模型解算了地球内部横向位移和地表环形自由振荡,给出所有周期大于200 s的各阶主简正模以及各次的泛音。为了检验地球内部不同层面上的刚度和密度变化对简正模周期的影响,研究了横向位移在地幔中的变化特征。结果表明:获得的高阶主简正模主要受上地幔物理参数变化的影响, 20次以上泛音主要受下地幔参数的影响,与Dziewonski和Anderson结果比较, 周期的相对误差在0.25%以内。
2007 Vol. 27 (4): 38-43 [摘要] ( 1854 ) [PDF 682KB] ( 1167 )
44 九峰动力大地测量中心实验站绝对重力测量
张为民;王勇
近10年间,利用FG5-112绝对重力仪在中国科学院测量与地球物理研究所九峰动力大地测量中心实验站进行了68次重复观测,每次观测结果的标准偏差均小于2×10 -8 ms -2,证明九峰站测点环境噪声干扰较小,地质条件稳定;通过对观测数据的处理和分析认为,九峰站平均重力变化速率为1×10 -8 ms -2 /a,相当于地壳垂直位移速率为-0.38 cm/a;同时指出地下水位变化等因素对该站的绝对重力观测影响不容忽视。
2007 Vol. 27 (4): 44-46 [摘要] ( 987 ) [PDF 530KB] ( 1589 )
理论方法研究
47 变形监测数据的小波神经网络预测方法
潘国荣;谷川
为提高变形监测数据预测的精度与可靠性,尝试将小波分析与人工神经网络相结合的小波神经网络应用于变形监测数据处理,并且将用此种方法与其他预测方法得出的结果进行比较,得出结论:小波神经网络用于变形监测数据处理可以得到更好的预测效果。
2007 Vol. 27 (4): 47-50 [摘要] ( 944 ) [PDF 664KB] ( 2574 )
51 快速GPS基线解算结果的统计分析
王爱生;欧吉坤;阳仁贵;詹家民
介绍了一种基于修正的TIKHONOV正则化方法的GPS单历元基线解算的基本原理,对连续两天同一时段的实验数据进行静态解算和单历元解算,以静态的解算结果为最或是值,计算单历元结果与最或是值之间的偏差,构成各个基线分量偏差的时间序列,用时间序列分析软件Eviews分析了各个时间序列的正态性、互相关性和自相关性,得出结论:1)偏差服从正态分布,均值都小于1 mm,说明没有明显的系统误差或者系统误差在均值中得到很好的抵消;2)标准差最大不超过±5 mm,说明单历元解算的精度很高;3)连续两天的X偏差和Y偏差分别有较强的相关性,说明连续两天之间的重复性较好,可以认为是存在一定的多路径效应;4)连续两天的Z偏差的相关性较弱,说明多路径对Z的影响较小。
2007 Vol. 27 (4): 51-56 [摘要] ( 1746 ) [PDF 1336KB] ( 1698 )
57 基于历元间差分的低轨卫星运动学精密定轨
陈俊平;王解先;
基于精密点定位PPP的基本原理,介绍了利用观测值历元间差分的运动学精密定轨的方法。
相比经典的动力学精密定轨,运动学精密定轨不受重力场模型、大气阻力、太阳光压等摄动力的影响,因而对于重力场恢复等研究具有较大帮助。
并对两个星期CHAMP、RACE的观测数据进行了分析。与参考轨道的对比表明,CHAMP的运动学轨道与参考轨道在XYZ3个分量上差值中误差的平均值为0.22 m、0.22 m、0.25 m,三维中误差平均值为0.41 m;GRACEA卫星的运动学轨道与参考轨道在XYZ 3个分量上差值中误差的平均值为0.27 m、0.23 m、0.29 m,三维中误差平均值为0.45 m。
2007 Vol. 27 (4): 57-61 [摘要] ( 1743 ) [PDF 1221KB] ( 1720 )
62 GPS伪距动态定位的移动窗口逼近模型
李博峰;沈云中;周泽波
基于GPS伪距动态定位中载体的运动规律,提出了距离线性变化逼近模型,即在几个历元内先采用伪距差分单历元求解各历元的初始坐标,然后以各历元运动距离相等作为约束条件对各段距离进行调整,在满足所有调整值平方和最小条件下求解距离改正数以达到对各历元坐标修正的目的。实测数据验算结果表明,距离线性变化逼近模型较坐标线性变化逼近模型更能体现载体的实际运动规律,然而坐标二次曲线逼近模型是伪距动态定位中比较理想的数学处理模型。
2007 Vol. 27 (4): 62-66 [摘要] ( 990 ) [PDF 1132KB] ( 1570 )
67 一种改进的双频单P码周跳探测与修复方法
徐锐;黄丁发;周乐韬;李成刚
由于目前绝大多数接收机均很难获取精密P码,仅能获取L2频率上的交叉相关P码,因此经典的双频单P码相位/伪距组合(1,-1)、(-7,9)
对周跳的探测和修复能力均明显减弱。针对这一问题,提出了一种顾及伪距多路径效应变化的双频单P码周跳探测与修复方法,该方法可
实时消除伪距中多路径效应的历元间变化,解决了传统方法在修复周跳时噪声较大的问题。试验表明,新方法中历元间的宽巷变化在1周的分辨率水平,修复周跳的效率和可靠性有较大提高。
2007 Vol. 27 (4): 67-71 [摘要] ( 1063 ) [PDF 1871KB] ( 1565 )
72 Collocation-PECE算法在低轨卫星精密定轨中的应用
洪樱;欧吉坤;罗孝文
在精密轨道确定中,PECE算法已成为目前最通用的轨道积分算法。利用Collocation方法的外推公式和内插公式可构造一种新的PECE算法,新算法以两种方式进行二阶微分方程的求解:将二阶微分方程降为一阶微分方程然后积分以及直接积分二阶微分方程。分别采用这两种类型的算法求解二体问题和低轨卫星的受摄轨道,并将计算结果与Adams-PECE算法及一般的PECE算法的积分结果进行了比较分析。结果表明,这两种类型的Collocation-PECE算法在实际轨道积分中较其它几种算法更有效。
2007 Vol. 27 (4): 72-76 [摘要] ( 1078 ) [PDF 642KB] ( 1788 )
77 海面重力异常向下延拓的两种方法
郭树松;张子占;陆洋
针对空间重力异常向下延拓方法不适用于海面重力异常向下延拓
的问题,根据珀雷原理求地球表层内部重力的方法、海水密度及海底地形的特征,提出了两种海面重力异常向下延拓的算法。
数值实验结果验证了新方法的有效性。
2007 Vol. 27 (4): 77-81 [摘要] ( 1042 ) [PDF 1650KB] ( 1708 )
82 潮汐倾斜的几何物理含义及其剪应变属性
刘序俨;洪星
对地表某一线段变形前后的数学表达式的几何意义进行了分析,指出平移、旋转和应变为组合地形变的3种元素。
为判别潮汐倾斜属于地形变中哪种组合元素,对其几何物理意义进行了分析,根据倾斜固体潮的南北和东西方向的观测值可以确定起潮力水平分量的大小与方向,在对潮汐应变张量各分量进行分析的基础上,指出潮汐倾斜的南北和东西方向分量与潮汐应变张量中与地球向径有关的剪应变分量存在内在的关系,从而论证了潮汐倾斜具有剪应变属性。
2007 Vol. 27 (4): 82-86 [摘要] ( 1499 ) [PDF 548KB] ( 1681 )
地震监测预报
87 地震“前兆源”定位方法研究
张燕;吴云;施顺英
利用小波分析得到了多个形变台站在地震前的同频段的前兆信息,结合球形震源模型,建立了新的地震预测方法——地震“前兆源”定位方法。在对1995年以来云南地区发生的7个6级或6级以上震例的回顾性检验中,取得了较好效果。
2007 Vol. 27 (4): 87-91 [摘要] ( 1009 ) [PDF 1797KB] ( 1968 )
92 现今地壳运动动力学基本状态与地震可预报性研究
周硕愚;吴云;施顺英;姚运生;
应用复杂动力学系统自组织理论,综合研究了近40年现代大地测量学(地震地形变及GPS)对现今地壳运动的观测结果。在”不动点吸引子”、“极限环吸引子”、“环面吸引子”和“奇异吸引子”的作用下,现今地壳运动呈现出“稳定态(动平衡态)”、“周期态”、“拟周期态”、“混沌态”和“混沌边缘态”等多种动力学状态。观测结果表明,无论板块、块体、边界带、断裂带,还是速度场、应力场都呈现出数年至数十年尺度的地壳运动与百万年尺度的新构造运动整体一致。在地震等暂态过程发生后,现今地壳运动(时变过程、空间分布、频谱结构)仍将自动回归到“稳定态(动平衡态)”。观测结果证明确实存在“不动点吸引子”,故而能使地壳运动系统长期保持在“稳定态(动平衡态)”,即“自组织稳定态”。“自组织临界态”(SOC)是一种弱混沌性质的“混沌边缘态”(非稳定定态),只出现于地壳运动自组织过程特定阶段中的特定时空域。
2007 Vol. 27 (4): 92-99 [摘要] ( 1559 ) [PDF 1170KB] ( 1908 )
100 濮阳ML4.6地震前泰安台形变异常特征分析
李杰;李希亮;卢双苓;李峰;王强;李绘丽
濮阳ML4.6地震前泰安台水平摆、垂直摆倾斜仪观测资料出现了显著的短、临前兆异常,
地震发生在异常达最大值前后,且震中背向异常初期地壳的倾斜方向。
根据泰安台与濮阳震中之间纵横交错的多条断层分析,泰安台倾斜仪出现的短、临前兆异常很可能反映了大区域应力场及相关的多条断层活动的综合效应,是“场兆”异常。
2007 Vol. 27 (4): 100-104 [摘要] ( 1798 ) [PDF 1510KB] ( 2036 )
105 “双力源”地震前兆观点的进一步探讨
陆明勇
分析了地震前兆产生的环境、地下流体作用及流体力与地震前兆的关系,论述了浅层前兆和深层前兆产生的过程并予例证,并进一步探讨和完善了“双力源”地震前兆观点,即:地震前兆产生是构造应力与地下流体力共同作用的结果,彼消此长产生不同的动态图形及前兆异常;在地震孕育与前兆产生过程中,构造应力的作用是第一位的,流体力则是调制性的;只有那些能与地震孕育构造应力增强过程产生力学耦合的流体力,才能调制与诱发出地震前兆并促使地震发生。
2007 Vol. 27 (4): 105-111 [摘要] ( 1780 ) [PDF 708KB] ( 1416 )
112 中国东部不同构造区强震前地震非均匀度时间变化特征研究
路鹏;李志雄;吴婷;赵晓燕;刘学领
基于中国活动地块划分结果,采用地震非均匀度(GL值)预测方法对中国东部(105°E以东)不同构造区自1975年以来的62次4.7级以上地震进行了计算,结果表明,其中大部分地震前1~3年地震非均匀度参数出现明显异常变化,显示出强震前震中及其临近地区的中小地震活动在时间分布上存在着明显的均匀非均匀的转换,这种变化的出现时间和结束时间与地震所在构造部位有关,区域中小地震活动状态的变化可能是地震孕育到中期或短期阶段震源局部应力场发生变化的一种表象。
2007 Vol. 27 (4): 112-118 [摘要] ( 1634 ) [PDF 1759KB] ( 1385 )
119 邯郸-邢台地区尾波QC值分布特征研究
张小涛;韩丽萍;张双凤;严俊岗;马广庆;王静
利用红山数字地震台和邯郸数字地震台网记录到的2001年3月~2006年7月近震波形资料,采用Sato尾波单次散射模型计算了邯郸邢台地区不同尾波窗长(20 s、30 s和40 s)的QC值,不同时间窗长QC值的平均结果分别为 35.8 f 0.95、46.0 f 0.94 和59.4 f 0.93 。Q0值分布受地质构造因素影响呈现出明显的横向不均匀性。总体而言,研究区内Q0值较低,η值高,QC值对频度的依赖性强,随频率的增大衰减较快。
2007 Vol. 27 (4): 119-123 [摘要] ( 1563 ) [PDF 1138KB] ( 1624 )
观测技术
124 确定地震计安装方位的相干性分析法
吕永清;蔡亚先;程骏玲
无论地震计在地表或是井下使用,都必须精确定向。当地震计周围存在铁磁性物质时,使用传统的磁定向会引起非常大的误差。阐述了用待安装地震计和参考地震计获取的地脉动数据及事件数据进行相干性分析,精确确定待安装地震计安装方位的理论计算模型和实际操作方法。
2007 Vol. 27 (4): 124-127 [摘要] ( 969 ) [PDF 1317KB] ( 1623 )
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