大地测量与地球动力学
 
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2020年 40卷 7期
刊出日期:2020-07-15

地震地质 观测技术 地球物理解释 地壳运动 现代大地测量 其他 观测技术
   
其他
0 封面
2020 Vol. 40 (7): 0-0 [摘要] ( 0 ) [PDF 1895KB] ( 686 )
1 中英文目录
2020 Vol. 40 (7): 1-1 [摘要] ( 0 ) [PDF 1210KB] ( 753 )
地壳运动
661 断层蠕滑时空分布的GNSS网络滤波反演
徐克科, 姚 笛, 刘吉鹏, 赵付领

为从现今庞大的GNSS观测网络中快速检测断层蠕滑形变,精细反演蠕滑时空分布及演变特征,提出集GNSS网络滤波、地表形变信息提取和地下断层蠕滑时空分布反演三者于一体的方法。该方法同时采用整个GNSS网络的时空观测阵列,利用断层形变高空间相关的特点,对覆盖断裂带地表的GNSS位移时空序列进行主成分分析,利用主成分信息快速检测并反演蠕滑断层的时空分布与演变过程。以2005年苏门答腊MW8.6地震震后余滑和2006年墨西哥Guerrero州慢滑移为例,本文方法可成功检测并反演蠕滑断层的时空分布及演变特征,结果与相关研究成果吻合。

2020 Vol. 40 (7): 661-666 [摘要] ( 999 ) [PDF 12377KB] ( 1371 )
667 对欧拉矢量附加不等式约束的RELSM模型及其应用
范成成, 张 俊, 雷前坤, 武 宇, 黄康钰

借鉴选权拟合思想,对区域地壳运动的整体旋转和线性应变模型中欧拉矢量部分附加不等式约束,将区域地壳运动的欧拉参数约束到由多年观测资料确定的平均欧拉参数值附近,建立附有不等式约束的整体旋转和线性应变模型。对中国大陆构造环境监测网络在环渤海区域的近几期GPS观测速度场数据进行拟合分析,结果表明,本文方法通过不等式约束可适当增强块体整体运动趋势的平滑性,获得对速度场更高的拟合精度,可进一步增强模型的物理解释能力。

2020 Vol. 40 (7): 667-670 [摘要] ( 995 ) [PDF 3879KB] ( 1407 )
671 荣县地震InSAR同震与时间序列形变初步分析
张子豪, 江利明, 陈玉兴

借助Sentinel-1A卫星升降轨数据,利用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)和Okada均匀滑动模型反演获得四川荣县地区三维同震形变场及荣县地震震源参数。结果表明,此次地震造成的断裂现象大体沿NS向,两侧沉降区域中间伴随抬升现象,最大垂直形变量约18 mm;荣县地震发震断层符合逆断层特性,断层长约9.5 km,宽约2.1 km。采用时间序列分析技术获取该地区2018-11~2019-03各时间段的累计形变,结果发现,该区域在震前形变波动较小,地震是造成累计形变较大的主要原因,震后地表变化趋于稳定。

2020 Vol. 40 (7): 671-676 [摘要] ( 1168 ) [PDF 5841KB] ( 1685 )
677 顾及板块内部形变的抗差估计异常测站筛选方法及应用
雷前坤, 张 俊, 范成成, 武 宇, 黄康钰

采用块体运动的整体旋转与线性应变模型(RELSM)描述块体内部形变,利用具有高崩溃污染率的抗差估计方法,对中国大陆构造环境监测网络在环渤海区域的GPS观测速度场数据进行测站筛选及拟合分析。结果表明,本文方法不仅能较好地兼顾块体整体运动的平滑性和局部构造运动的差异性,还能抑制粗差的影响,可获得较好的速度场拟合结果。

2020 Vol. 40 (7): 677-681 [摘要] ( 1009 ) [PDF 5353KB] ( 1365 )
地震地质
682 利用二维活断层探测资料构建焦作地区浅层三维构造模型
邓小娟, 酆少英, 朱学申, 何银娟, 田一鸣, 李 倩

运用专业地震解释及构造建模软件,综合利用焦作地区地震数据、钻孔数据、地质信息对活断层二维浅层地震剖面进行层位与断层解释,同时对断层平面组合与空间展布规律进行研究,实现地质资料与地震数据的有机结合,构建近地表Q3地层底界面、Q地层底界面、N地层底界面分布模型和第四纪断层模型。以第四纪断层模型为基本骨架,以近地表地层分布为主要分层,模拟Q-Q3地质体、N-Q地质体的构造形态和断层发育情况,系统反映近地表N地层底界面至Q3地层底界面的空间结构特征。

2020 Vol. 40 (7): 682-687 [摘要] ( 933 ) [PDF 12591KB] ( 1344 )
688 利用近震波形研究2016年唐山M4.1地震震源参数及发震断层
尹宏伟, 高登平, 梁丽环, 韩文英, 刘 静, 李 凤

基于首都圈地震台网观测数据,利用Hypo2000方法对2016-09-10河北唐山M4.1地震主震震中进行准确测定。采用近震波形反演方法,确定主震的最佳双力偶震源机制解为:节面Ⅰ走向122°、倾角60°、滑动角-42°;节面Ⅱ走向236°、倾角54°、滑动角-142°;矩震级约为MW4.3。结合近震深度震相sPL确定主震的震源深度约为6 km。使用双差定位法对余震进行重新精确定位,结果显示,余震深度集中分布在4~9 km,整体形态近于铅直,表明发震断层面具有倾向北西、倾角较陡的特点,与节面Ⅱ的性质较为一致,据此推测节面Ⅱ为发震断层面,节面Ⅰ为辅助面。将发震断层面参数与震源区附近断层性质进行对比分析认为,发震断层应为唐山断裂带中唐山-丰南断裂。

2020 Vol. 40 (7): 688-691 [摘要] ( 1007 ) [PDF 4845KB] ( 1608 )
692 2008年汶川MW7.9地震库仑应力变化的可靠性研究
汪 雷, 谭 凯

基于2008年汶川MW7.9地震精细的同震滑动分布模型,计算此次地震引起的周边地区库仑应力变化;利用变化系数(CV)评价库仑应力变化的可靠性,并评估接收断层走向、倾角、滑动角、摩擦系数、Skempton系数对库仑应力变化可靠性的影响;根据CV可靠阈值剔除不可靠库仑应力变化,分析可靠库仑应力变化与余震分布之间的关系。结果表明,库仑应力变化在正值区或负值区内部的可靠性较高,在接近正负值交界处库仑应力变化的可靠性急剧下降;接收断层倾角对库仑应力变化可靠性的影响最大;79.3%的余震位于可靠库仑应力变化分布区域,剔除不可靠库仑应力变化及不可靠库仑应力变化分布区域内余震后,余震触发率下降3.1%。

2020 Vol. 40 (7): 692-696 [摘要] ( 989 ) [PDF 6914KB] ( 1299 )
地球物理解释
697 联合GPS和GRACE数据分析陕甘宁地区地表垂直形变
郭飞霄, 谷延超, 崔 阳, 孙中苗

采用甘肃省CORS网和中国大陆构造环境监测网络中共48个台站的GPS观测数据,解算得到观测台站的垂直位移,并与GRACE时变重力场Mascon模型解CSR RL05M数据计算得到的垂直形变进行比较,分析区域地表垂直形变特征。结果表明,研究区内台站垂直形变存在局部特征,甘肃庆阳和平凉地区垂直形变与其他地区存在明显差异,相关系数、均方根减少量和周年信号减少量均高于其他地区;扣除趋势项后,观测台站GPS垂直位移与GRACE垂直形变时间序列相关系数均值为0.72,GPS和GRACE周年信号振幅均值分别为6.00 mm和3.70 mm,周年信号减少量和均方根误差减少量均值分别为0.51和0.29;研究区内GPS垂直位移和GRACE垂直形变时间序列一致性较强,GRACE垂直形变能有效解释50%以上的GPS垂直位移周年信号,GPS垂直位移时间序列包含的非构造形变中平均约29%来源于环境负载变化所引起的负荷形变。

2020 Vol. 40 (7): 697-703 [摘要] ( 1031 ) [PDF 3295KB] ( 1561 )
704 基于普通克里金外推的迭代维纳滤波法向下延拓
朱文武, 彭军还, 罗三明, 陈 敏, 申成锋, 李永昆

在利用普通克里金方法外推的基础上,通过频域径向平均功率谱估算噪声方差,采用迭代维纳滤波法获取较为稳定的重力场向下延拓结果,并分别利用模拟算例和实际数据进行实验。对于模拟算例,外推后的均方根误差由6.72 μGal下降到1.89 μGal,相对误差由9.26%下降到4.44%。对于实际数据,外推后延拓结果不仅可避免边缘失真现象,而且能更好地反映浅源高频异常特征信息。

2020 Vol. 40 (7): 704-707 [摘要] ( 936 ) [PDF 4267KB] ( 1426 )
708 核自适应滤波算法在地磁秒数据干扰抑制中的研究
罗 棋, 周 洋, 吴艳霞, 李查玮

为解决地磁台站受干扰的问题,对不同干扰源进行相应特征与频谱分析发现,多噪声源干扰并无优势频段,并且相互叠加,呈现高度非线性。针对地磁观测信号易受轨道交通噪声、仪器自身噪声、高压直流噪声和行车脉冲噪声等干扰,提出一种能根据外部环境激励而自主调节滤波参数的非线性核自适应滤波算法。通过对实际受干扰地磁信号进行处理,验证核自适应滤波具有抑制台站常见地磁噪声的特性,可为地磁干扰抑制技术提供新方法。

2020 Vol. 40 (7): 708-712 [摘要] ( 1015 ) [PDF 2106KB] ( 1574 )
713 云南丽江台OSG-066重力潮汐观测结果及应用
梁 莹, 陈晓东, 孙和平, 崔小明, 张苗苗, 牛晓伟

基于云南丽江台超导重力仪OSG-066超过5 a的连续重力潮汐观测资料,获取高精度潮汐参数并构建地方重力潮汐模型,为丽江地区精确重力潮汐改正提供参考。研究9个全球海潮模型在丽江台的重力影响改正有效性,用时域内回归分析法和频域内小波分析法分别研究大气重力导纳值的变化特征,并利用观测潮汐数据估算自由核章动本征参数。结果表明,9个海潮模型在丽江台的重力影响改正效果基本一致,NAO.99b模型的改正精度较高;大气重力导纳值在时域和频域内均显示出较为明显的季节性变化特征,且与降雨量变化存在负相关关系。自由核章动本征周期为431.5(411.2, 454.0)恒星日,品质因子为 -2 796。

2020 Vol. 40 (7): 713-719 [摘要] ( 949 ) [PDF 1567KB] ( 1436 )
现代大地测量
720 一种确定分界IMF分量的改进EMD方法
鲁铁定, 钱文龙, 贺小星, 乐 颖

针对经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)降噪过程中采用相关系数(p)准则确定分界本征模态函数(intrinsic mode function, IMF)分量K值存在不准确性的问题,选用复合评价指标(T),综合考虑曲线平滑度(r)与均方根误差(RMSE)2个指标值,提出一种改进的EMD降噪方法。利用9个模拟数据和2个陆态网基准站的实测GPS高程时间序列数据进行验证,结果表明,复合评价指标比单一的相关系数指标所确定的分界IMF分量K值更准确,能够更可靠地识别噪声与信号的分界点,使降噪效果更佳。

2020 Vol. 40 (7): 720-725 [摘要] ( 1053 ) [PDF 1842KB] ( 1596 )
726 改进的局部多项式插值权函数研究
刘亚静, 王诚聪, 刘明月

基于动态球半径选点法选取构建多项式的样本点,分别采用局部距离比、反距离权重及本文所引进的选权迭代法3种方法,对局部多项式插值结果的准确度与可靠性进行对比分析。结果表明,在无粗差情况下,3种定权方法插值结果相似;而加入粗差后,前2种方法的结果偏离无粗差情况下的插值曲面,而选权迭代法得到的曲面起伏情况与无粗差结果一致。

2020 Vol. 40 (7): 726-729 [摘要] ( 981 ) [PDF 2268KB] ( 1419 )
730 基于小时观测文件拼接的GPS实时钟差确定算法
武美芳, 苏 行, 张 喆

针对目前常用的GPS实时钟差确定算法主要基于实时观测数据流实现,使产品可靠性和完整性受限于网络质量,及广播星历和IGU-P精度较低的问题,提出并实现基于小时观测文件拼接的实时钟差确定算法。该算法基于小时观测文件数据,通过将钟差估计与自适应超短期钟差预报相结合以确定实时钟差。30 d实时在线结果显示,基于小时观测文件确定的实时钟差精度约为0.25 ns,优于广播星历和IGU-P,与IGS RTS提供的实时钟差精度相当,且能保证产品的可靠性和完整性。

2020 Vol. 40 (7): 730-735 [摘要] ( 1022 ) [PDF 4933KB] ( 1472 )
736 Intel MKL在Bernese GNSS数据处理中的应用
孔 垚, 孙保琪, 张小贞, 王源昕

为提高Bernese GNSS software数据处理效率,将英特尔数学核心函数库(math kernel library,MKL)应用于Bernese 精密定轨数据处理,对比分析多个MKL矩阵求逆函数与Bernese 原有程序的计算效率。使用2019-03全球200个测站北斗/GNSS数据进行实验分析,结果表明,采用参数预消除策略时,参数预消除步骤消耗时间明显大于矩阵求逆,使用MKL处理数据效率提升不明显;而未采用参数预消除策略时,使用MKL矩阵求逆函数可显著提高矩阵求逆效率,其中dpotri函数矩阵求逆计算效率最高,消耗时间平均值为133 s,相比Bernese 原有程序计算速度可提高13倍。

2020 Vol. 40 (7): 736-740 [摘要] ( 1124 ) [PDF 1416KB] ( 1632 )
741 北斗三号在轨测试卫星观测数据分析
刘 赞, 张 鑫

采用自编数据处理算法对部分iGMAS与MGEX站点的观测数据进行分析,结果表明,北斗新信号表现优异,数据完整率和信噪比弱于GPS,多路径误差和伪距噪声与GPS相当,电离层延迟变化率优于GPS。总体而言,北斗三号与GPS处于同一水准。

2020 Vol. 40 (7): 741-745 [摘要] ( 1172 ) [PDF 2115KB] ( 1590 )
746 BDS卫星差分码偏差稳定性分析及其短期预报
梅登奎, 闻德保

利用MGEX(multi-GNSS experiment)发布的BDS卫星差分码偏差(differential code bias, DCB)产品,比较分析不同太阳活动水平下BDS卫星DCB产品的稳定性变化特性,并采用差分自回归移动平均(auto-regressive integrated moving average, ARIMA)时间序列预测模型,实现不同太阳活动水平下BDS卫星DCB的短期预报。结果表明,在太阳活动高年,BDS卫星DCB日解值稳定度、月稳定性均明显低于太阳活动低年,且不同卫星星座类型的BDS卫星DCB稳定性也存在差异;ARIMA时间序列预报结果与MGEX发布值符合程度较好,优于多项式拟合法预测结果。

2020 Vol. 40 (7): 746-750 [摘要] ( 1001 ) [PDF 2969KB] ( 1558 )
751 电离层高阶项延迟对多系统PPP的影响
谢名强, 徐佳佳, 周厚香, 李淑慧, 徐泽远, 王子钦

计算位于不同纬度的3个MGEX测站在不同太阳活动及地磁场活动情况下GPS、GLONASS、Beidou和Galileo卫星导航定位系统的电离层高阶项(HOI)延迟,分析高阶项延迟对多系统PPP结果的影响,总结不同太阳活动和地磁活动对PPP的影响。结果表明,电离层延迟随纬度的增加而减小;太阳活动是影响电离层高阶项延迟的主要因素,在太阳活动指数较低时,二阶项延迟不超过2 cm,三阶项延迟约为1 mm;当太阳指数较高时,二阶项延迟超过2.5 cm,三阶项延迟可达到5 mm;当磁暴发生时,高阶项延迟会存在一定程度的增长。将电离层高阶项延迟改正后,太阳活动指数较低时点位精度提升效果明显。

2020 Vol. 40 (7): 751-755 [摘要] ( 981 ) [PDF 5759KB] ( 1451 )
756 一种北斗混合系统单点定位随机模型的优化方法
张乾坤, 刘小生

针对北斗混合系统中不同轨道类型、BDS-2/BDS-3卫星间观测值的差异,提出利用基于北斗UERE的Helmert方差分量估计模型对北斗混合系统定位的随机模型进行优化。对基于等权模型、普通Helmert方差分量估计模型及本文提出的优化模型进行单点定位实验,从定位精度与定位成功率上对3种模型的解算结果进行对比分析。结果表明,相比于等权模型和普通Helmert方差分量估计模型,优化模型能提高在ENU方向上的定位精度,同时减少因卫星星座空间几何构型较差而导致的定位精度较低的情况,从而提高定位成功率。

2020 Vol. 40 (7): 756-760 [摘要] ( 1042 ) [PDF 1528KB] ( 1653 )
观测技术
761 地震计阶跃标定信号去除方法研究
吕永清, 向 涯, 周云耀, 齐军伟, 吴 欢, 彭 警

为去除地震计记录信号中的阶跃标定信号,将理论阶跃信号与多项式拟合方法相结合,提出一种去除阶跃标定信号的方法。通过对比不同时段地脉动信号的功率谱密度(PSD)发现,应用本文方法去除阶跃标定信号后的地震信号的PSD与真实信号的PSD较为接近,同时地震信号的各种震相可被清晰还原。

2020 Vol. 40 (7): 761-764 [摘要] ( 1047 ) [PDF 4360KB] ( 1549 )
765 青岛台体应变短周期气压系数变化原因探讨
岳 龙, 徐清风, 臧艺博, 李志强, 刘 云, 李 炜, 孙忠礼

青岛台体应变短周期(小于128 min)气压系数2018-01出现阶变,通过对观测系统、台站周边施工情况、监测环境等逐项现场核实,排除观测系统、周边施工的影响。利用离散小波变换和回归分析发现,钻孔水位的气压系数与体应变气压系数同步阶变,结合台站钻孔施工当天体应变钻孔水位变化、体应变趋势变化、其他相邻台站水位气压系数变化等数据认为,台站钻孔施工是导致体应变气压系数变化的原因,并定性分析其变化机理。

2020 Vol. 40 (7): 765-770 [摘要] ( 997 ) [PDF 3384KB] ( 1412 )
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