利用自回归模型检测地球极移重力效应

同时采用4个台站的国际超导重力仪长期连续重力观测资料和国际地球自转服务中心提供的同步地球自转参数，研究了极移引起的地球重力场变化特征。利用自回归模型估计了各序列的功率谱密度和积谱密度，结果表明极移导致的重力效应的主要能量集中在Chandler摆动和周年项附近，叠积后实际重力观测与极移重力信号理论值之间的差异分别为0．4％和3．9％，说明超导重力仪可有效监测极移导致的重力变化。     

弹性地球极移和章动的理论研究

通过引入章动坐标系,建立了弹性地球自转极移和章动的联合动力学方程,进而改进了对传统地球自转动力学理论的描述。研究表明改进后的方法具有综合性强、易于理解及可同时求解极移和章动的特点。在顾及到5阶岁差章动力矩的情况下,给出了弹性地球CIP轴的定义及其极移、岁差章动的表达式,并发现奇数阶引潮力位产生的外力矩使得黄经章动和交角章动出现了异向项(即:黄经章动出现了cos项,交角章动出现了sin项),这是以往理想弹性地球自转理论中所没有涉及到的。     

刚体地球CIP轴的极移和岁差章动

基于刚体地球极移和章动的联合动力学方程。给出了CIP轴的极移、岁差章动动力学方程,在顾及到5阶岁差章动力矩的情况下,给出了CIP轴的岁差章动表达式。通过推导发现。奇数阶引潮力位产生的岁差章动力矩使得黄经章动和交角章动出现了异向项(即：黄经章动出现了cos项,交角章动出现了sin项)。     

论构造极

把参考系的物理学概念引进地壳运动的研究领域中,称为构造极。全球构造格局,在具有极移现象的地球变速旋转运动中必然是有规律地自成体系。全球构造体系的构造极称为地旋极一极移区中心。北地旋极位于北纬20°、西经160°附近的太平洋板块中部。南地旋极位于南纬20°、东经20°附近的非洲板块中部。根据南北地旋极而展开的地旋构造体系,由三大旋带组成: 北旋带:太平洋板块和环太平洋板边。中旋带:亚欧、印度洋、南极、美洲四大板块及相应的板边。南旋带:非洲板块和环非洲板边。上述非常有规律地展布的全球构造格局,是全部地史中全球地壳运动受到全球构造极所制约而导致全球地壳形变的总结果。     

基于CONT观测资料解算地球自转参数精度分析

为比较不同时段和不同技术解算地球自转参数的差异,基于CONT08、CONT11、CONT14、CONT17和IVS-R1/R4定期观测的2008年、2011年、2014年、2017年数据进行地球自转参数解算。同时,利用与CONT观测同时段的GPS数据参与解算,并以IERS提供的EOP14 C04序列作为参考值进行精度评定。结果表明,CONT17与其他3组CONT观测值相比具有更高的极移解算精度,精度提升约40%,但UT1-UTC精度基本处于同一水平;CONT观测比其他类型VLBI观测数据具有更突出的优势,如极移精度提升约30%,UT1-UTC精度提升约45%;VLBI和GPS观测技术比较显示,前者在解算UT1-UTC上更占优势,而后者在解算极移上更占优势。     

地球极移参数高精度双差分LS+AR预报方法研究

提出基于双差分最小二乘LS+AR模型的高精度极移参数预报方法。首先,对极移数据进行双差分处理,用以增强数据平稳性,获取差分极移数据,并采用LS方法对差分极移数据进行拟合,获取极移残差数据;其次,利用AR模型对极移残差数据进行预报;然后,综合LS外推预报值与AR模型预报值获取差分极移预报值;最后,对差分极移预报结果进行逆双差分处理,获取高精度的极移预报值。将该方法应用于实际极移参数预报中,结果表明,1d的极移X分量(PMX)预报精度优于0.25mas,极移Y分量(PMY)预报精度优于0.2mas。将该预报结果与国际EOP_PCC预报结果对比表明,极移短期预报精度与EOP_PCC预报结果相当,1d的预报精度略优于EOP_PCC预报结果。     

火星极移时变分析与预报北大核心CSCD

火星极移属于火星定向参数,通过对火星极移时间序列周期项进行研究,可以更加深入地了解火星内部结构及大气和潮汐运动的特征与规律。利用NASA提供的NP.ang和NP.ds火星极移序列进行时变分析与预报,时变分析使用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行处理。结果表明,NP.ang与NP.ds两组数据的周期项长度基本一致,且与火星年具有很强的相关性。短期预报结果表明,使用差分整合移动平均自回归(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型对NP.ds进行20 d内的短期预报是一个可行的思路;中长期预报结果表明,使用最小二乘外推模型进行NP.ds数据的中长期预报是可行的,且使用准确度更高的周期项进行最小二乘外推模型的拟合,可以显著提高对NP.ds的中长期预报精度。本文研究结果可为火星极移的预报研究提供参考。     

岩石圈伸缩的机制和规模

岩石圈形变是各种力源综合作用的结果。数值计算表明，地球内热积累产生的热膨胀是岩石圈深大断裂的力源，日月引潮力等是岩石圈反复蠕变积累能量后产生大规模运动的力源。这个结论与已知的地质资料相吻合     

地球内核快速旋转的发现及其动力学意义

地球内核快速自转的发现,证实了地球圈层差异旋转理论,其动力学意义在于：（１）旋转系统有不同于非旋转系统的物质运动方式和能量转换方式;（２）圈层有序差异旋转与无序差异旋转的交替是地磁反向的原因;（３）由于内核差异旋转,太阳辐射通过影响核幔角动量交换和电磁耦合控制地球内能释放,形成天文周期和地质旋回的一一对应关系;（４）地球内能释放产生的深海热对流可以引起全球变暖;（５）太阳系的膨胀与收缩产生行星的差异旋转,并形成相应的降温阶段和增温阶段。     

最小二乘外推与ARIMA(P,1,0)组合模型在极移短期预报中的应用

将ARIMA（P,1,0）模型应用到极移随机性部分序列的预报中,提出了利用最小二乘外推与ARIMA（P,1,0）的组合模型来对整体极移序列进行短期预报。并与其他方法对极移1～5天的短期预报精度进行了对比,结果证明了该模型在极移短期预报上的有效性与优越性。     

板块运动规律梳理及其源动力实验计算研究

洋中脊是大洋的胚胎,从洋中脊为地堑式中央裂谷的形态特征来看,大洋是拉张应力的产物,因此必须依据大陆漂移造成海底被动扩张这一结论来分析研究板块运动的动力源问题。大陆漂移的方向是有规律的,根据世界大洋年龄图等资料进行逆推,还原不同阶段的洋陆展布状态,可以看出,白垩纪以来南半球大陆分解向北运动、北半球大陆分解向南运动,大陆在向低纬度地区运动的过程中向西运动,这种大陆漂移的方向性特征与地球自转力作用的方向性特征完全吻合。根据模拟实验,在空心不锈钢球体的中高纬度表面吸附具有一定质量的磁扣并旋转不锈钢球体,当达到一定转速时,磁扣会向赤道漂移,同时向西漂移。同理,地球上的大陆高出大洋,当中高纬度的大陆自转离极力大于前方大洋阻力时,必然会造成大陆在大洋之上仰冲,也就是大陆在大洋之上漂移。根据离极力理论计算可知,中心在中纬度的大陆产生的离极力足以使前方大洋破裂屈服,从而发生指向赤道方向的逆冲运动;而向赤道运动的大陆因旋转半径变大会产生强烈的向西的同步力,造成大陆西侧大洋破裂并发生逆冲运动,从而向西漂移。板块运动的本质就是大陆挤压大洋造成洋壳破裂逆冲,陆壳于洋壳之上作仰冲运动,大陆前方的古大洋逐渐被俯冲消亡,最终与前方大陆碰撞造山合并成新的大陆;而由于大陆的前行造成其后的岩石圈普遍处于张裂状态,导致原大陆被拉张分解为2个或多个陆块,分裂的陆块之间沿洋中脊增长生长为新大洋。地球自转形成的地转力除造成板块运动外,还可能使岩石圈内部发生断裂,并在已有断裂上积累和释放势能,从而造成地震。     

地球各圈层相互作用的大地测量研究和检测

大地测量资料，包括在球表面运动，地球引力场及地球整体自转运动的观测资料，是研究地球各圈层相互作用的重要地表约束，探讨了大地测量用于这一研究领域中的几个重要科学前沿问题。     

平动及其在起潮力中的作用

在讨论日月起潮力时，可以不考虑地球的自转，把地球绕地月公共质心的运动直接看成平动是安全合理的，给出了在平动前提下，地球表面或地球内部任意一点在随地心绕地月公共质心作圆周运动时的轨迹方程，从而从数学上论证了可以把地球任意一点的起潮力定义为天体（月球或太阳）对该点的引力与地心引力的矢量差，既简明又抓住了起潮力的本质。     

地壳中的应力场及一些诱震因素

把地球考虑为在径向上由ｎ层具有不同物理—力学性质的物质所组成的球体，由此出发，推导了计算地壳中由地球自重、匀速自转、天体引力、地球自转速度变化所产生的位移场和应力场的公式。对由地壳和地幔以下物质所组成的二层体情形进行了详细推演，数值计算表明：作为诱震因素，天体引力特别是月亮对地球的引力似乎比地球自转速度变化所起的作用更大     

板块差异漂移机制分析及其动力学模型

应用质点动力学原理,推导地出地幔流体在径向运移中受地球自旋惯性场作用而西移的速率及位移公式。根据地球自旋惯性系统特点设计地幔流体的２维实验模型,推导赤道面附近地幔流体的运动公式,并推广到３维。最后得出地壳块体被动西漂、地幔软流体环流及地球各层圈差速旋转等结论。     

斜交因子分布中变换因子的一种方法

本文提出了一种使尽可能多的因子载荷变为0(或接近于0)的新的因子变换方法。它不同于常用的因子旋转方法。主要步骤是于中的行向量单独考虑,使其有尽可能多的0(或近于0)。从有关地球科学的举例证明,这个方法比一般斜交因子解的方法更符合实际,解释更令人满意。     

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利用GPS观测资料划分现今地壳活动块体的方法

利用GPS观测资料研究地球动力学问题是目前地学中的热点。利用GPS观测的速率(或位移)计算网格点附近小区域的应变张量和转动的欧拉极．再运用聚类分析法对计算的欧拉极进行分类，由此划分出地壳活动的次级块体。最后以中国大陆GPS观测结果为例，将中国大陆划分为9个活动块体，通过比较发现，所得结果与目前其他方法给出的结果大体一致。     

基于数字天顶摄影仪的地球自转参数测定方法研究

为研究利用数字天顶摄影定位方法测定地球自转参数的可行性,结合数字天顶摄影定位原理及时空基准转换差异,详细分析多台站地球自转参数测定及单台站UT1-UTC测定原理,并推导给出相关数学模型。模拟仿真及实测验证结果表明,采用目前高精度天顶摄影定位系统(精度0.05″),通过全国范围内的合理布站,可实现UT1-UTC参数±5 ms、极移参数±0.06″的测量精度。单台站UT1-UTC实测精度为5~8 ms,可满足特定军事工程需求,同时可为多台站联合解算ERP参数提供数据支撑。研究成果可为我国开展地球自转参数测定提供理论参考。     

水库诱发地震的能源研究

根据力学原理证明水库蓄水使地球释放动能，能量释放地在库区或库区邻近。导出了计算此动能的公式。指出它是诱发水库地震的一个新因素