大地测量与地球动力学
 
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2016年 36卷 10期
刊出日期:2016-10-14

观测技术 地球物理解释 地壳运动 现代大地测量 观测技术
   
地球物理解释
847 重力数据误差对大地水准面模型建立的影响
李姗姗,曲政豪

基于Stokes理论建立的大地水准面模型,其精度受重力数据误差,即重力数据分辨率、精度以及积分范围的影响。针对这一问题,通过重力场谱特征分析,给出不同地形区域重力数据分辨率以及积分半径造成的大地水准面高频截断误差的量级大小,计算平均重力异常误差对大地水准面建模精度的影响。研究成果对不同地形区域cm级大地水准面模型的建立具有理论与指导意义。

2016 Vol. 36 (10): 847-850 [摘要] ( 902 ) [PDF 866KB] ( 9811 )
851 内蒙古阿拉善左旗MS5.8震源区及周边重力布格异常的计算与分析
朱文武,秦昆,王同庆,郑智江,高艳龙,张珂

利用EGM2008自由空气重力异常数据及具有1′分辨率的DEM数据,借助FA2Boug思想,对内蒙古阿拉善左旗MS5.8震源区及周边(105°~110°E,36°~41°N)进行重力布格异常值的计算,获取了震源区及周边的重力布格异常信息。结果表明,震源区位于重力布格异常值变化的高梯度带上;同时,在鲜有震例的鄂尔多斯块体内部存在着不一致的作用力。

2016 Vol. 36 (10): 851-853 [摘要] ( 881 ) [PDF 3242KB] ( 2699 )
854 基于三维Taylor多项式建立局域海洋地磁场模型
种洋,柴洪洲

在海洋磁力测量中,波浪和风等外界因素的变化会对磁力测量数据在垂直空间上产生影响,而二维Taylor多项式在建立局域海洋地磁场模型时没有考虑高度变化对模型的影响。针对这一问题,提出使用三维Taylor多项式完全展开法来构建局域海洋地磁场模型,通过模拟某海域水下球体磁场,仿真船载磁力测量数据,分析两种模型截断阶数的选择、完全与不完全展开的区别和模型边界效应等问题。实验表明,在顾及高度变化的情况下,三维Taylor多项式模型能更详细地反映海洋磁力异常的分布情况,且较好地改善了边界效应。

2016 Vol. 36 (10): 854-858 [摘要] ( 826 ) [PDF 1601KB] ( 2428 )
现代大地测量
849 零速修正在GNSS/INS紧组合导航中的应用研究
常乐,章红平,高周正,丁昱心,张全

为研究零速修正在GNSS/INS紧组合导航中的应用,提出综合利用GNSS/INS紧组合解算速度、IMU原始数据和多普勒观测数据的零速判断准则以及零速状态下的紧组合数学模型,并通过车载测试进行验证。结果表明,该零速判断准则对载体静止状态的判断与实际情况吻合良好,零速修正能够有效抑制载体静止状态下的IMU传感器误差积累,尤其是在卫星观测质量不好时。相对于不使用零速修正,在较短静止时间内,采用零速修正算法可以使卫星信号正常时的载体位置、速度精度分别改善27%、35%;卫星信号中断30~120 s时,载体位置和速度精度分别改善16%~75%和87%~97%;但卫星信号正常与中断时,姿态改善效果都不明显。

2016 Vol. 36 (10): 849-884 [摘要] ( 876 ) [PDF 2296KB] ( 2941 )
859 基于带谐重力场的测高卫星轨道设计
高凡,彭碧波,钟敏,许厚泽

推导了一组测高卫星轨道设计的理论公式,介绍了相关方法,并编写了一套软件。分别以激光测高卫星ICESat和雷达测高卫星HY-2A为例,基于31阶地球带谐重力场,给出了其平均轨道参数与密切轨道参数。轨道模拟显示,卫星经过各自的回归周期之后,其星下点均能精确回到初始位置,并且长半轴、轨道倾角、偏心率和近地点幅角均没有发生长期和长周期的变化,符合参考轨道要求。

2016 Vol. 36 (10): 859-863 [摘要] ( 700 ) [PDF 3318KB] ( 2251 )
864 联合低轨卫星和地面监测站数据确定导航卫星轨道
冯来平,阮仁桂,吴显兵,孙碧娇

探讨同时利用星载数据和地面监测站数据进行导航卫星联合定轨的方法。为验证该方法的有效性,利用2011-03-16~31中国境内7个GPS监测站的观测数据和GRACE-A&B星载数据进行定轨实验。结果表明,在7个国内监测站基础上,加入一颗低轨卫星(GRACE-B)星载GPS数据,GPS可见弧段增加约14%,卫星径向、切向和法向(R、T、N)定轨精度可分别提高约35%、44%和45%;若同时加入GRACE-A和GRACE-B星载数据,可见弧段增加约18%,R、T、N分量精度分别提高约51%、60%和62%。该方法为区域监测站布设条件下导航卫星定轨精度的提升提供了一种新思路。

2016 Vol. 36 (10): 864-870 [摘要] ( 760 ) [PDF 1303KB] ( 2765 )
870 北斗卫星广播星历精度分析
孟祥广,孙越强,白伟华,杜起飞

讨论了BDS卫星广播星历精度分析方案,通过BDS卫星广播星历与IGS MGEX的GBM分析中心精密星历产品进行比较,统计分析连续一个月所有在轨健康BDS卫星的广播星历轨道及钟差的误差特性。结果表明:1)当前BDS卫星广播星历轨道误差的径向均方根误差在1 m以内,GEO类型卫星的轨道切向、法向精度在8 m以内,IGSO、MEO类型卫星的轨道切向、法向精度在4 m以内;2)BDS卫星钟差误差与轨道类型没有关系,其精度在10 ns左右;3)从空间信号测距误差(SISRE)角度分析,BDS卫星广播星历整体精度与BDS卫星轨道类型关系不明显,BDS卫星广播星历整体精度优于2 m。

2016 Vol. 36 (10): 870-873 [摘要] ( 1085 ) [PDF 13270KB] ( 2198 )
874 BDS多路径效应特征及其对静态基线解精度的影响
石强,戴吾蛟,曾凡河,张超

为研究BDS载波相位多路径效应的特征,在强多路径环境下进行连续多天短基线静态数据采集,并计算双差观测值残差序列,分GEO、IGSO、MEO 3类卫星分析BDS多路径重复性,在此基础上研究多路径效应对BDS静态基线解精度的影响。结果表明,BDS多路径误差具有较强的重复性,其中GEO及IGSO卫星的多路径误差重复周期为1 d,MEO卫星的多路径误差重复周期为7 d;GEO卫星的多路径误差具有系统性偏移,但不是一个常数,而是随时间发生缓慢变化,因此长时间的静态观测并不能平滑该误差,从而导致在较强多路径环境下,BDS多路径误差对其静态解的影响可达cm级。

2016 Vol. 36 (10): 874-878 [摘要] ( 807 ) [PDF 2490KB] ( 3207 )
884 IGS RTS产品数据中断修复方法研究
臧建飞,范士杰,秦学彬,陈冠旭,华亮

针对IGS RTS(real time service)实时数据流产品难以避免的数据中断现象,开展了RTS数据中断修复方法研究,提出“插值修复”方法。在对RTS数据中断的区间分布进行统计分析的基础上,选取15 min为可修复的最大数据中断区间;采用常用的拉格朗日插值方法进行RTS轨道数据中断修复,对不同阶数的插值修复效果进行比较;提出新的基于RTS改正的精密卫星钟差计算方法,采用拉格朗日插值、三次样条插值、线性插值和线性拟合等方法进行RTS钟差数据中断修复和结果对比;最后利用IGS跟踪站观测数据和修复后的RTS产品,进行静态模拟动态的准实时PPP实验,对“插值修复”方法的效果和PPP定位精度进行验证。

2016 Vol. 36 (10): 884-888 [摘要] ( 862 ) [PDF 1227KB] ( 2605 )
889 组合GPS/GLONASS观测数据的三维水汽层析
董州楠,蔡昌盛

基于香港卫星定位参考站网(SatRef)15个测站共6 d的数据,联合GPS和GLONASS进行对流层三维水汽层析实验。结果表明,相比GPS单系统,GPS/GLONASS组合系统能显著增加信号穿越的网格数量,提高层析水汽分布的精度,平均改善率为36%。

2016 Vol. 36 (10): 889-891 [摘要] ( 752 ) [PDF 1444KB] ( 2285 )
892 基于TOPSIS的GNSS数据质量评估方法研究
魏勇,李建文,郭亮亮,魏来

在当前数据质量评估指标(多路径效应、数据完整率、周跳以及信噪比等)基础上增加数据有效率指标,首次提出利用多指标综合评价方法对全球iGMAS、MGEX、IGS等观测站的GPS数据进行数据质量分析,建立了TOPSIS综合评价模型,并将该模型综合评价结果与各指标进行Pearson相关分析,综合评价结果与数据完整率和数据有效率指标呈强相关;并采用静态PPP结果与该综合评价结果进行相关分析,亦呈显著相关。

2016 Vol. 36 (10): 892-896 [摘要] ( 781 ) [PDF 934KB] ( 2745 )
897 国家授时中心昊平站40 m口径射电天线相位中心参考点坐标的精密测定
田镇,杨志强,石震,党永超,张喆

给出国家授时中心昊平站40 m口径射电天线相位中心参考点坐标的测量技术方案,包括GPS控制网布设、观测及解算,天线旋转中心的测定与曲线拟合以及天线旋转中心坐标到参考点坐标的转化等。精度分析表明,所得的天线相位中心参考点在CGCS2000坐标系下的点位精度优于8 mm。

2016 Vol. 36 (10): 897-901 [摘要] ( 777 ) [PDF 2216KB] ( 2420 )
902 用GPS观测资料解算地球自转参数的方法及影响因素分析
王新静,袁运斌,潭冰峰,宋敏,刘腾

研究利用GPS观测资料解算ERP参数的方法。首先,利用全球近100个均匀分布、站址稳定的IGS测站的GPS观测数据解算地球自转参数,并将其与IGS相应产品进行比较,结果显示该解算方案可靠。其次,从实验数据和数理表示方面分析ERP参数解算过程中的轨道约束方案、先验ERP信息、站坐标数量对解算精度的影响,给出一些提高ERP参数解算精度的建议:对ECOM光压模型9参数中径、法向(D、Y)4个周期项采取相对宽松约束、随机脉冲参数采取紧约束,解算效果更佳;降低ERP先验信息对解算精度的影响,重点在于提高UT1-UTC的预报值精度;利用100个跟踪站数据解算,可达到解算效率和解算质量均最佳的效果。

2016 Vol. 36 (10): 902-906 [摘要] ( 827 ) [PDF 1242KB] ( 2843 )
地壳运动
907 四川攀西地区介质衰减特征研究
卢婷

利用四川区域地震台网的数字波形资料以及中国地震台网中心的有关震相数据,选取互相衔接的3段地震波的几何衰减模型,利用基于遗传算法的Atkinson和Mereu方法,反演得到四川攀枝花-西昌地区的介质品质因子Q(f),并采用Brune的ω平方模型约束震源位移谱,使用Moya方法联合多台多地震数据求得该地区各地震台站的场地响应。结果显示,2008-05~2013-12期间攀西地区介质衰减模型为Q(f)=94.4f0.665 9,2014-01~2015-06期间该地区介质衰减模型为Q(f)=83.9f0.719 6,两个时间段的反演结果十分接近,且均呈现出低Q0和较高衰减系数γ的特点,即该地区地震波衰减明显偏高,同时Q对频率f的依赖较大;场地响应方面,岩石台基对地震波信号在不同频率点的放大作用不同,其中MGU、PGE和SMK地震台场地增益较大,YYU、YYC地震台场地放大倍数在1~2之间平稳变化,LGH地震台场地响应随频率增大而快速衰减。结合上述计算结果推测,攀西地区构造活跃、上地壳结构极不均匀、地震波能量衰减强烈是造成该区域Q0低异常的主要原因。

2016 Vol. 36 (10): 907-911 [摘要] ( 844 ) [PDF 3097KB] ( 3695 )
912 山西地区地壳S波速度结构
周铭,徐朝繁,耿伟,魏运浩

利用山西及周边共44个宽频地震台2014-01~07地震噪声数据,反演瑞利波群速度和相速度频散,得到研究区域的三维剪切波速度。上地壳中,山西断陷带表现为较低的速度异常,而两侧的隆起区则显示高速异常;中下地壳主要表现为以北纬38.5°左右为界的南高北低的速度特征。大同盆地从浅部到中下地壳整体呈现为低速特征,与该地区广泛存在的火山群有关。

2016 Vol. 36 (10): 912-917 [摘要] ( 766 ) [PDF 13244KB] ( 2049 )
918 1966年邢台地震静态库仑应力触发分析
李守勇,邹立晔,孙晴,赵爱平

通过分析1966年邢台5次地震的静态库仑应力触发情况发现,前2次地震对后面的地震有较好的触发,而MS7.2以后地震的触发不理想。从而认为,随着地震的发生和震源深度的增加,岩浆活动对地壳介质的影响越来越大,地壳介质弹性性能越来越弱,即该区域浅部可以用均匀弹性半空间来近似,而深部在岩浆等因素的影响下,用均匀弹性半空间来近似存在较大的误差,不适合用弹性位错理论计算地震的触发关系。这从侧面反映了该地区岩浆活动的剧烈性和超壳断层存在的客观性。

2016 Vol. 36 (10): 918-921 [摘要] ( 831 ) [PDF 2947KB] ( 2422 )
922 湖北地区现今地壳运动的GPS监测与分析
聂兆生,熊维,黄勇

利用GAMIT/GLOBK软件处理湖北CORS网络、陆态网络等76个连续站2011-05~2013-06 的GPS观测数据,得到各测站的精确坐标及测站的时间序列。给出全部测站的水平速度场,各测站的运动速度为6~9 mm/a,运动方向以东向或东南向为主,与华南块体的运动特征基本一致。初步结果表明,湖北地区内部不存在明显的差异运动。同时,计算了湖北地区的主应变率、最大剪应变率。结果表明,湖北地区最大剪应变率敏感区主要分布于断裂带集中的地区,分别位于巴东、秭归和郧县-竹山附近,最大值约为(1.43~1.73)×10-7/a,这一结果与湖北2014年秭归发生的4.5级、4.7级地震以及2014年房县4.0级地震有明显的对应关系。

2016 Vol. 36 (10): 922-926 [摘要] ( 872 ) [PDF 4873KB] ( 3437 )
927 遗传算法优化支持向量机在大坝变形预测中的应用
沈哲辉,黄腾,沈月千,郑浩

建立大坝变形预测的支持向量机模型,并用遗传算法对支持向量机模型的核函数参数、惩罚参数和损失参数进行优化。将同一优化方法不同支持向量机核函数、不同优化方法同种支持向量机核函数进行横向对比,将BP神经网络、自回归AR(p)模型、多元回归分析法和周期函数拟合法进行纵向对比。结果表明,该GA-SVM(RBF)模型不仅能较好地预测大坝的变形趋势,而且能大幅提高预测精度。

2016 Vol. 36 (10): 927-930 [摘要] ( 868 ) [PDF 931KB] ( 2341 )
观测技术
930 乌什体应变的气压响应特征分析
邢喜民,杨绍富

通过选取不同时段乌什体应变、气压观测数据,利用小波分析分离观测数据中的信号,将相同频段的体应变、气压进行相关性分析。结果表明,乌什气压对乌什体应变的影响主要表现为线性关系,并且有16~64 min和64~128 h两个卓越频段。

2016 Vol. 36 (10): 930-932 [摘要] ( 704 ) [PDF 1133KB] ( 2361 )
933 安徽钻孔体应变与降雨、地下水位关系的研究
刘川琴,李发,金艳,李军辉,裴红云,王燚坤

利用合肥台、黄山台钻孔体应变2013~2015年观测资料日均值与降雨引起的地下水位变化进行相关分析,同时考虑体应变变化的滞后性,使用Matlab计算水位和体应变不同滞后时间的相关系数,确定滞后天数;扣除滞后天数,再进行回归拟合分析,消除水位干扰。鉴于水位对体应变干扰的复杂性,在运用长周期数据时,以月为窗长进行回归分析,能较好地消除水位对体应变的干扰,利于体应变的趋势性判断。

2016 Vol. 36 (10): 933-935 [摘要] ( 728 ) [PDF 1380KB] ( 2124 )
936 用同相叠加方法识别定点形变数据中的降雨影响
杨学慧,常玉巧,李燕玲,应骁睿,杨海鹏,崔庆谷

分别以昆明台、云龙台为例,用数据同相位叠加的方法分别对形变数据中的典型图像及其对应时段的降雨数据进行叠加,以判断典型图像是否与降雨有关。结果表明,昆明台形变观测中多次出现的同步转折为降雨影响;而云龙台的转折现象则与降雨无关,其来源及属性需要进一步研究。

2016 Vol. 36 (10): 936-940 [摘要] ( 720 ) [PDF 2075KB] ( 2187 )
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