四川省CORS网地壳运动速度场模型研究

使用GAMIT/GLOBK解算2006~2015年覆盖四川地区的50个CORS站的观测数据，并提取坐标时间序列，获得速度场模型。对四川省整体地壳运动以及区域应变场进行分析，结果表明，四川省CORS站水平方向平均速度为38.72 mm/a，速度场的优势方向为S73.9°E；欧亚框架下水平方向平均速度为14.40 mm/a，优势方向为S77.78°E，较ITRF2008框架下的速度降低了24.32 mm/a；垂直方向平均速度为3.43 mm/a，整体上表现为隆升状态，位于东部平原的少部分测站处于下降趋势，可能是由于城市建设、地下水或者煤矿、石油等自然资源的过度采伐导致；最大主应变率达到7.31×10-11/a，最小主应变率为-5.4×10-11/a，其中区域地壳面膨胀率高值区域集中在川西，低值区域和最大剪切应变率高值区域分布在三大断裂带附近。     

联合安徽CORS分析郯庐断裂带南段地壳形变与断层活动特征

使用GAMIT/GLOBK处理2013-01~2018-06期间37个AHCORS参考站观测文件,分别获取站点在ITRF2008和欧亚框架下的速度场。利用多尺度球面小波模拟出的速度场与实际速度场的误差在2 mm/a以内,说明此方法可有效反映该区域的地壳运动情况。采用多尺度球面小波法解算郯庐断裂带南段及周边地区的应变率并对其进行分析。结果表明,总体上看,郯庐断裂带南段以西除阜阳、徐州、枣庄等地,大部分地区呈面膨胀状态,以东地区大多表现为面压缩状态;应变方向变化异常的地区,均处于面膨胀与面压缩的交界地带;最大剪应变率沿郯庐断裂带南段两侧呈对称分布,西北和东南地区为高值区域,存在着较大的应变积累,有发生地震的可能,应予以关注;郯庐断裂带南段主要表现为右旋走滑,且北部存在着拉张,拉张分量向南逐渐递减,在最南部转变为压缩的状态。     

华北地区现今水平应变场基本特征

利用华北地区GNSS速度场资料,使用多维小波分析方法计算区域应变率场,结合研究区域的活动构造背景与震源机制解的分布,讨论剪切应变率、面膨胀率以及旋转率的分布特征。结果表明,华北地区应变率的分布与该地区长期构造背景和地震分布一致,剪切应变率、面膨胀率、旋转率高值区主要集中在块体边缘或块体边界断裂带附近,其他地区的应变率相对较小。     

ITRF2000无净旋转对中国大陆地壳形变的影响

通过计算全球14个1级板块的总角动量以及ITRF2000速度场相对NNR-NUVELIA的旋转分量，研究了ITRF2000的无净旋转(也称无整体旋转)符合特性。结果表明．虽然ITRF2000的速度场通过50个核心站归算到NNR-NUVELlA上．然而在研究中国大陆区域地壳形变时，它们之间的差异仍是不可忽视的，其差异性表现为：ITRF2000的速度场相对于NNR-NUVELIA模型的速度场表现为顺时针旋转．前者速度模量大于后者；两个速度场的差异量表现为东部大于西部，E-W向差异量最大值达到5mm／a以上，N-S向差异量接近4mm／a。提出了2种消除这两个速度场之间系统差异的方法。     

规模GNSS网数据处理一体化方案与中国大陆水平格网速度场模型构建研究

针对当前大规模GNSS网在数据预处理、组织管理、基准站选取、处理策略、分区方案、质量检核与评估以及现有研究中速度场模型数据量小、连续性不佳、现势性不强等问题,首先基于2011~2017年陆态网260多个连续运行基准站的观测数据探讨大网解算的一体化数据处理流程,给出适用于大规模GNSS网数据处理的优化原则与质量评估方案,并着重分析不同的数据解算成果评估策略,其对大规模GNSS站网的高精度数据解算具有借鉴和参考意义;然后基于解算得到的ITRF2014框架下高精度速度场成果,采用克里金插值构建中国大陆水平格网速度场模型,并利用国内IGS站和陆态网区域站的精确速度值,对格网内插结果进行外部检验,结果表明,东、北方向速度残差的平均误差和中误差均小于2 mm/a,验证了模型的准确性、可靠性、简便性与现势性。     

2021年漾濞6.4级地震前地壳形变分析

利用2019-05-20~2021-05-20云南及周边54个GNSS基准站观测数据,基于最小二乘配置法求取云南地区速度场、应变场,并结合2021-05-21漾濞6.4级地震近场、远场区域的GNSS基线长度时间序列,分析地震前地壳形变特征。结果表明,震前云南西边界SSW方向运动增强,沿怒江断裂带呈发散性运动状态,震中附近的近场速度值变化不大,区域速度场异常变化不明显;震前研究区整体面膨胀率值下降至原来的0.37倍左右,同时最大剪应变率、主应变率也急剧下降,说明震前区域地壳应变积累明显减弱,而震中位于张、压交替的零值线上。GNSS基线长度时间序列结果显示,震前地震近场区域的GNSS基线异常变化不明显,而远场区域的GNSS基线出现偏离长期背景的趋势异常变化,基线KMIN-YNYM在趋势压缩背景下反向加速拉张,背离趋势运动8.4 mm,基线YNLP-KMIN在趋势压缩背景下加速压缩,背离趋势运动6.4 mm,基线YNLP-YNDZ在趋势变形较平稳的背景下加速压缩,背离趋势运动8.1 mm,基线YNSM-YNLP在趋势拉张背景下加速拉张,背离趋势运动7.8 mm,可判断震前区域应力平衡状态被打破,诱发了地震。     

2021年青海玛多7.4级地震前应变演化特征分析

计算1999～2016年、2017～2020年青海玛多及其周边地区GNSS速度场,同时采用连续滑移回归方法获取该地区震前面膨胀率、主应变率及最大剪切应变率,分析其动态演变特征。结果表明：1)震前该地区构造运动并未出现明显调整;2)震前震中附近区域面膨胀率下降,说明震中附近区域应变能累积降低;3)震前震中附近区域最大剪切应变率和主应变率有所增强,说明震中附近出现应力调整现象,剪切作用增强。     

汶川地震前GPS资料反映的应变率场演化特征

对中国大陆东西向应变率场的研究结果表明,青藏块体西部（92°E以西）东西向拉张区和青藏块体东部（92°E以东）东西向挤压区反映了青藏高原物质东向流动受到了华北 华南地块的阻挡,形成了空间跨度约900 km的压缩区,3期应变率场结果均显示南北地震带中段位于东西向压应变率高值区。川滇地区应变率场结果表明,巴颜喀拉地块东向运动的增强导致了汶川地震震源区面应变率的集中;在东西向挤压高值区逐渐向东迁移的过程中,龙门山断裂带的东西向挤压变形逐渐增强;旋转率场动态演化结果表明,2004—2007年龙门山南段的逆时针旋转变形强度有所减弱,龙门山断裂带中北部的顺时针旋转变形有所增强;主应变率分布特征由散乱到一致的演化特征表明龙门山断裂带闭锁状态伴随着挤压和右旋剪切作用的增强达到了极高点。     

漾濞6.4级地震前后云南地区GNSS应变场变化分析北大核心CSCD

利用GAMIT/GLOBK软件对2018~2021年以来云南地区43个GNSS连续观测站数据进行处理,获得时间序列,采用克里金插值方法计算获取应变率场,分析漾濞M_(S)6.4地震前后区域应变场变化。结果表明,地震危险区应重点关注面应变压缩区域和最大剪应变高低值转换区域;漾濞M_(S)6.4地震发生在前期面应变压缩区域,震后又迅速转变为拉张状态;漾濞一带长期处于最大剪应变率高值区,剪切活动较强,震中附近的最大剪应变率在震前出现短期区域应变积累速率快速降低的现象。     

台湾集集7.6级地震前后福建沿海地区的地壳运动

对福建GPS网的5期观测数据(1995、1997、1999、2001、2003)进行了统一处理,得到4个时段(1995~1997、1997~1999、1999~2001、2001~2003)ITRF2000的站速度、福建地区的整体旋转参数和主应变参数。福建地区存在一致的南东向运动地震前(第1时段)运动速度平均为32.1mm/a;震时和震后两年时间内(第2时段)运动速度大幅度增加到38.7mm/a;震后第2个两年(第3时段)运动速度相对于第2时段大幅度减小为30.0mm/a;震后第3个两年(第4时段),运动速率相对第3时段有较大增加并超过了第1时段。福建地区的主应变场,在震前主压应变率(12.4×10-9/a)大于主张应变率(7.1×10-9/a),地壳表现为弹性压缩,主压应变轴为N70.9°W;震后应变场发生了相反的变化,主压应变轴变成了主张应变轴,主张应变率(28.9×10-9/a)大大超过主压应变率(3.7×10-9/a),地壳表现为南东方向弹性伸展,第3时段与第4时段主压应变率逐渐增加,主压应变轴也逐渐恢复到震前的方向。福建地区从1995年到2003年地壳运动速度场与应变场随时间的变化过程,反映了集集大地震发生前后区域应力场加强、弹性应变能积累,震时和震后弹性应变能快速释放与逐渐调整恢复的过程。     

川滇菱形块体东边界现今应变积累特征及强震危险性

基于川滇地区2013~2018年GNSS速度场结果,解算区域地表应变率场,分析川滇菱形块体东边界现今地表应变特征,反演其断层闭锁程度和滑动亏损分布,并重点分析芦山地震后该区域的深部应变积累程度。结合已有历史地震破裂及断层库仑应力结果,综合分析芦山地震后川滇菱形块体东边界不同段的强震危险性。结果表明,川滇菱形块体东边界现今呈现出明显的左旋应变积累特征,三岔口地区剪切应变积累速率最大,最大量值为3.5×10^-8/a;同时,川滇菱形块体东边界还表现出NS-NE向的拉张和近EW-NW向的挤压变形,康定-石棉段EW向挤压应变率最高,为-3×10^-8/a;安宁河-则木河断裂带EW向挤压应变率为-2×10^-8/a ~ -3×10^-8/a,而小江断裂带由北至南挤压变形逐渐减缓,东川以南转为拉张变形;断层闭锁反演结果与GNSS应变率结果具有较好的一致性,同样反映出川滇菱形块体东边界左旋剪切应变兼局部挤压或拉张的应变积累特征。综合分析认为,鲜水河断裂带道孚-八美段、康定以南的磨西至安宁河断裂带及小江断裂带的巧家-东川段、宜良-建水段具有较高的闭锁程度和左旋滑动亏损速率,是强震危险性较高的段落。     

GNSS精密单点定位成果的框架与历元转换方法

虽然GNSS精密单点静态定位精度可达cm级，但其定位成果一般是某一ITRF框架下的平均观测历元时刻的坐标，通过框架及历元转换可获取地面点在任意ITRF框架及历元时刻的坐标。利用APPS、CSRS、GAPS、magicGNSS以及AUSPOS等在线GNSS数据处理软件对93 d的单CORS站数据进行解算，并采用框架及历元转换方法将定位成果转换为CGCS2000坐标（ITRF97框架，2000.0历元）。结果表明，24 h PPP定位结果的平均精度为1.7 cm；采用中国大陆构造环境监测网络提供的ITRF2008框架下的速度场，并利用自然邻点插值法获得该测站点的速度场，再将PPP结果转换为CGCS2000坐标后的精度为1.6 cm。     

青藏高原东南缘现今地壳运动速度场分析

利用“中国大陆构造环境监测网络”1999~2015年GPS观测数据，获得ITRF2014框架下青藏高原东南缘滇西菱形块体区域测站的水平速度场。结果表明，相对于欧亚板块固定，该区域现今地壳运动方向总体上呈现由东向到东南向、再到南西向的顺时针旋转分布；从运动速度大小分布来看，则呈现菱形块体中间大两侧小、由北向南逐渐减弱的态势。采用三角形法计算得到的区域最大剪应变率分布表明，最大剪应变率高值区基本上都集中在滇西菱形块体的东西边界上，主应变方向主要表现为东西向压缩和南北向拉伸。东侧断裂带主要呈现左旋运动，西侧断裂带主要呈现右旋运动，与基于地质调查的断层新生代构造运动基本一致。     

云南地区近期地壳活动特性及强震影响分析

基于2014年以来云南地区GNSS连续观测资料，采用最小二乘配置、克里金插值等方法进行速度场、应变参数的求解，分析云南地区近期地壳活动特性及其强震影响。结果表明，以文山测点为基准的速度场存在整体的顺时针运动特性，且各测点运动方向存在差异；云南整体区域最大剪应变积累存在北强南弱、西强东弱的特性，目前滇西北地区最大剪应变增强最快，滇南至滇西南等区域挤压应变积累明显。2014年内的3次6级以上强震在宏观上与最大剪应变的空间分布保持了较好的一致性，且地震的发生并没有改变云南整体区域应力、应变分布格局和增长趋势。     

大规模GNSS网数据处理一体化方案与中国大陆水平格网速度场模型构建研究

针对当前大规模GNSS网在数据预处理、组织管理、基准站选取、处理策略、分区方案、质量检核与评估以及现有研究中速度场模型数据量小、连续性不佳、现势性不强等问题,首先基于2011～2017年陆态网260多个连续运行基准站的观测数据探讨大网解算的一体化数据处理流程,给出适用于大规模GNSS网数据处理的优化原则与质量评估方案,并着重分析不同的数据解算成果评估策略,其对大规模GNSS站网的高精度数据解算具有借鉴和参考意义;然后基于解算得到的ITRF2014框架下高精度速度场成果,采用克里金插值构建中国大陆水平格网速度场模型,并利用国内IGS站和陆态网区域站的精确速度值,对格网内插结果进行外部检验,结果表明,东、北方向速度残差的平均误差和中误差均小于2 mm/a,验证了模型的准确性、可靠性、简便性与现势性。     

精密单点定位在GNSS区域网监测中的应用

基于精密单点定位软件PANDA,对陆态网络海南区域网2009、2011、2013年连续3期GNSS观测数据进行处理,得到各点在ITRF2008下的坐标;对各期结果进行分析,得出海南区域网的平均变化速度E方向为32.16 mm/a,N方向为-10.08 mm/a。结果表明,基于精密单点定位方法,可获得与基线解基本一致的速度信息。     

南海及周围地区的现今构造运动

利用南海及其周围地区的GPS数据,分析南海及周围地区速度场和应变场的空间变化,以及相邻块体之间的相对运动.研究发现,南海现今仍在继续扩张,西部是从其北边缘向南沿NW-SE方向逐渐扩张的,东部是从中心向北与向南逐渐扩张的.由主张应变率计算的中央海盆近SN方向的平均扩张速率为3.1 mm/a.在南海东部(117.0°E),南北之间(11°～22°N)SN方向的扩张速率为9.3 mm/a,小于65Ma以来NNW-SSE方向13.0 mm/a的平均扩张速率.南海的扩张运动是印度板块、太平洋和菲律宾海板块与欧亚板块之间的相互作用,以及南海地区地幔物质上涌共同作用的结果.     

ITRF2000与ITRF2005的差异对GNSS数据处理的影响

分析ITRF2000和ITRF2005下得到的测站坐标、基线长度、水平速度场的差异。结果表明：经过坐标转换后,测站坐标差异为毫米级,基线差异在1 mm以内;ITRF2000和ITRF2005下水平速度场的差异随研究范围的缩小而减小,大尺度区域的水平速度场差值在1 mm/a以内,方向上存在2°左右的系统差,而对于中等尺度区域,该差异在数值和方向上均不显著。     

福建沿海地区形变-应变场的演变特征

利用福建沿海地区GPS基本网2003—2010年4期观测资料,运用GAMIT/GLOBK软件及块体整体旋转线性应变模型,得到了各站相对于整个块体的形变速度和块体上的应变图像。结果显示:福建沿海地区具有一致的东南向运动,大小在35 mm/a左右;邵武-河源断裂带附近的剪切应变较大,政和-海丰断裂带与永安-晋江断裂带交汇处剪切应变相对较小,长乐-诏安断裂带从南到北的剪切应变经历了一个南弱北强到南强北弱的变化过程,政和-海丰断裂带和永安-晋江断裂带交汇处最大和最小主应变由压应变转为张应变;福建地区从西北到东南沿海经历了由张到压-由压到张-由张到压的变化过程。     

GNSS参考框架点的选取对时序位移的影响

针对GNSS数据处理中框架点的选取, 以及GNSS数据处理与全球解绑定和相似变换参数的选取问题,设计4种计算方案,分析了各种尺度GNSS观测网下不同计算方案得到的时序位移差异。结果显示：对于各级GNSS网,在与全球H文件联合解算并满足相同相似变换要求的前提下,选择IGS05的全部框架点和从中较均匀地挑选部分框架点得到的结果差别并不显著。而对于大区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的结果有显著差别,ITRF2005下水平速度差别可达4 mm/a;对于中、小区域GNSS网,绑定全球解和不绑定全球解得到的整体相对运动差别不明显。