GPS城市沉降监测网数据处理方法研究

GPS技术在大地测量、维护大地坐标系和进行全球板块运动或区域地壳形变监测中已得到非常广泛的应用,但在城市地面沉降监测方面,仍存在基准选取、系统参数对高程形变影响等问题。比较了平差过程中的不同基准模型,分析了各自的适用性,讨论了系统参数对平差结果的影响,得出附加系统参数和附有约束条件的网平差计算模型,最后对西安地区布设的GPS地面沉降和地裂缝监测网进行计算,比较了不同的平差方案,得出系统参数和不同基准模型对地面沉降数据处理的影响和适用性。     

北京地区地面沉降与地裂缝关系研究

地面沉降与地裂缝是北京平原区的主要地质灾害。本文在大量的实际资料的基础上,分析了地面沉降、地裂缝在时间、空间和活动方式上的关联,认为二者在加剧活动时间上具有同步性,在活动特征上具有相似性;但发育起点不同,分布上也存在某些不一致性。并以高丽营地裂缝为例,分析了地面沉降与地裂缝之间的相互作用,通过八仙庄地面沉降监测站分层监测结果、地下水监测孔的年水位变幅和勘察孔揭露的地层情况,计算出地裂缝两侧土层不均匀沉降差占地裂缝垂向位错量的30%。研究结果可为二者的联合防治提供理论依据。     

天津市高精度GPS地面沉降监测网数据处理中的若干技术问题探讨

本文以天津市区地面沉降GPS监测网为例,探讨了高精度GPS地面沉降监测网数据处理中的若干技术问题。研究表明,GPS数据处理软件、GPS监测网的框架基准、大气延迟改正和粗差对计算结果的精度有很大影响。在对GPS原始观测数据进行后处理时,只有对影响计算精度的各种误差源进行有效改正,GPS高程分量的精度才有可能达到毫米级,才能满足地面沉降监测的要求。     

苏锡常地区地面沉降防控最新进展评述

苏锡常地区是长江三角洲平原地面沉降最为严重的地区之一,2000年以来,通过监测、勘查研究结合地下水限采禁采管理,有效地控制了灾害的进一步蔓延。以多年的监测研究工作（水准测量、GPS测量、D-InSAR测量）为基础,通过对大量实测数据的分析,总结了这一过程中地面沉降、地裂缝、地下水位的动态变化规律,所有证据都表明了地面沉降的减弱或停止。同时指出浅部沉降、局部区块地下水位漏斗与地面沉降依然严重。     

论应用GPS定位技术监测上海市地面沉降的可行性

文章首先分析、论证了应用GPS定位技术监测地面沉降的理论依据，随后，介绍了实验研究方案和实际监测结果。通过比较GPS和精密水准所获得各个监测点的地面沉降量，以及两种不同方法获得地面沉降曲面的一致性，得出GPS沉降监测在一般监测环境下可能达到的精度。     

基于InSAR的西安地面沉降与地裂缝发育特征研究

西安地区长期遭受地面沉降和地裂缝灾害。采用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术对该区域1992年至今的地面沉降和地裂缝的时空特征进行了监测。主要分3个阶段进行,在每一阶段尤其对InSAR处理过程中的干涉图滤波进行了迭代自适应处理和相位解缠进行了顾及粗差的改正,通过与同期水准和GPS监测结果比较可得InSAR精度达1cm。从3个时间段的InSAR成果可以看出在空间分布上,西安市的东郊和南郊是沉降严重的区域;从时间发育来看,最大沉降阶段发生在1996年,最大沉降量达21cm,而2006年的最大沉降量减少到8cm,且沉降中心转移到西南郊;3个阶段均探测到活动地裂缝两侧的不均匀沉降,地裂缝的南侧沉降均大于北侧。该研究将为西安地区地面沉降和地裂缝的解释和减灾提供数据支持。     

西安市地下水与地面沉降地裂缝耦合关系及风险防控技术

西安市地面沉降地裂缝发育,世界罕见,一直是该领域研究的热点地区。近年来又出现新的发展趋势,严重制约城市发展和威胁地铁等重大工程安全运营。笔者依据254个地下水动态监测资料,总结了西安地下水资源开发历史与地下水头动态变化规律,耦合分析了地面沉降地裂缝与地下水位下降之间的关系,提出了基于地下水头管理的地面沉降地裂缝风险防控技术。结果显示:西安市地面沉降地裂缝是多种因素综合作用的结果,其发生和发展过程及其严重程度均与地下水头下降密不可分,并受黏性土层厚度的影响;空间上地下水头降落漏斗中心与地面沉降中心基本吻合,时间上地面沉降发育时间滞后地下水头降落2-3年,沉降速率是地下水头每下降1m的累计最大地面沉降量50mm;地下水头回升会引起短时和少量地面回弹量,并能够缓解或遏制地面沉降。挖掘历史地下水头与地面沉降地裂缝监测数据,建立了基于地下水头的地面沉降地裂缝预警阈值和风险防控技术。     

《西安地裂缝勘察研究综合报告》通过部级验收

这项新成果是陕西地矿局第一水文队历时2年半完成的,是1987年该队完成的“西安地裂缝与地而沉降研究”项目的继续和深化。本次勘察研究对西安地裂缝采用了仪器监测、一等精密水准监测、浅层高分辨率地震勘察等新的技术、测试手段和研究高度,首次对抽汲地下水引起的地面沉降与地裂缝关系作了初步定量评价,为确定各类建筑物与地裂缝带的合理避让宽度提供了科学依据,并对地裂缝活动的时空预测作了探讨。经勘察研究发现,西安地裂缝的产生与西安伸展断裂系的活动具有本质的联系,它是后者从地质年代以来周期性活动的继续。西安地面沉降对西安地裂缝影响很大,它对地裂缝产生的迭加垂直位移分量占地裂缝总活动量的70—90%。据此,报告正确地提出,限制深层承压水的开采量,地面沉降才能得到控制,地面沉降区的地裂缝活动速率才会逐步放慢,对城市建设的危害可减至最低限度。     

高速铁路区域地面沉降监测体系构建

区域地面沉降会对在建和运营中的高速铁路产生影响,掌握高速铁路沿线地面沉降状况是防治和减缓其影响的基础工作。阐述了建立高速铁路区域地面沉降监测体系的原则与方法,并以京津城际高铁为实例,基于系统调查基础上的地面沉降危险性分区评价成果,提出了构建包括地下水动态监测、GPS、InSAR、水准测量、分层标测量的监测体系框架及其重点内容与关键环节。     

北京土沟—高丽营地裂缝成因分析

传统观点认为北京土沟—高丽营一线的地裂缝是沿黄庄—高丽营断裂带由地面沉降诱发的复合型地裂缝,且地面沉降在地裂缝位错量中贡献率较大。本文通过对槽探、物化探成果和地裂缝监测数据的综合分析,认为黄庄—高丽营断裂的活动是该地裂缝形成和发育的控制因素和主要动力,地面沉降只是加剧了地裂缝发育规模和加大了活动速率,而非诱发因素,从而得出土沟—高丽营地裂缝属构造型地裂缝这一结论。     

GPS伪星定位测量技术与GPS地面沉降网的改善 --以上海地区为例

GPS测量技术目前是国内地面沉降城市开展地面沉降研究的一个重点。GPS具有常规测量技术无法比拟的优势，但由于GPS系统固有的原因，其垂直方向的测量精度相对于平面测量精度一般较差。这对于开展城市地面沉降需要布设大面积GPS网而言，显得尤为突出。GPS伪星定位测量技术是近年兴起的新兴技术，它可以全面改善GPS测量在垂直方向（大地高）的精度，从而全面提升GPS的性能。本文就GPS伪星定位测量技术的原理、方法结合国外的诸多实践进行了论述，对伪星定位的潜在能力进行探讨。并就目前上海市开展的GPS地面沉降网改善提出了建议和设想。     

北斗/GPS融合静态相对定位用于高精度地面沉降监测的试验与结果分析

我国的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,缩写为BDS)已于2012年12月27日正式对亚太大部分地区提供连续无源定位、导航和授时服务.为了探讨BDS/GPS融合观测数据用于高精度地面沉降监测的效果和精度情况,利用5台兼容BDS和GPS系统信号的GNSS接收机,对西安市地面沉降GPS监测网中的9个监测点进行了复测.通过对连续观测10h以上4个时段观测数据的处理和分析,结果表明,相对于单独采用GPS观测数据进行基线解算而言,融合了BDS和GPS观测数据基线结果的内符合精度大大提高,水平方向的平均中误差从5mm改善至3mm,垂直方向的平均中误差从17mm 改善至12mm; 同时,监测结果的外符合精度也大大增强,X、Y、Z方向的平均中误差分别从6mm、15mm、10mm改善至1.5mm、8mm、5mm.这说明融合了BDS观测数据的BDS/GPS静态相对定位可以明显提高高精度地面沉降监测结果的内外符合精度.     

基于SBAS-InSAR的西安市鱼化寨地区地面沉降与地裂缝时空演变特征研究

自20世纪50年代末以来,西安市遭受了严重的地面沉降和地裂缝灾害,严重制约了西安市城市建设发展规划.本文以西安市典型地面沉降区之一的鱼化寨为研究区,基于短基线集合成孔径雷达干涉测量技术,采用覆盖研究区的ERS(1992～1993年)、Envisat(2003～2010年)、Sentinel-1A(2015～2020年)...     

Monitoring of land subsidence and ground fissures in Xian,China 2005–2006: mapped by SAR interferometry

The City of Xian, China, has been experiencing significant land subsidence and ground fissure activities since 1960s, which have brought various severe geohazards including damages to buildings, bridges and other facilities. Monitoring of land subsidence and ground fissure activities can provide useful information for assessing the extent of, and mitigating such geohazards. In order to achieve robust Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) results, six interferometric pairs of Envisat ASAR data covering 2005–2006 are collected to analyze the InSAR processing errors firstly, such as temporal and spatial decorrelation error, external DEM error, atmospheric error and unwrapping error. Then the annual subsidence rate during 2005–2006 is calculated by weighted averaging two pairs of D-InSAR results with similar time spanning. Lastly, GPS measurements are applied to calibrate the InSAR results and centimeter precision is achieved. As for the ground fissure monitoring, five InSAR cross-sections are designed to demonstrate the relative subsidence difference across ground fissures. In conclusion, the final InSAR subsidence map during 2005–2006 shows four large subsidence zones in Xian hi-tech zones in western, eastern and southern suburbs of Xian City, among which two subsidence cones are newly detected and two ground fissures are deduced to be extended westward in Yuhuazhai subsidence cone. This study shows that the land subsidence and ground fissures are highly correlated spatially and temporally and both are correlated with hi-tech zone construction in Xian during the year of 2005–2006.     

北京市地面沉降监测系统及技术方法

北京市地面沉降监测系统由地面沉降监测网、地面沉降专门监测网、GPS监测网、地下水位动态监测网及InSAR监测网构成.结合北京市近年来地面沉降监测工作,分析总结了标孔监测和质量控制方法,提出了将GPS监测分为控制网和监测网两级监测的方法,提高了监测精度,尝试采用InSAR测方法对部分重要轨道交通进行地面沉降专项监测研究.对地面沉降监测网络建设及优化有一定的指导意义.     

基于GPS的江阴市地面沉降规律及机理研究

根据GPS监测结果及已有水准测量成果,并结合地下水开采活动和地面沉降分层标的监测资料,系统而深入地研究了江阴市地面沉降时空演化规律及成因机理,发现江阴市地面沉降主要发生在南部,向北、向东沉降量逐渐减小,在时空上与地下水开采密切相关,并具有滞后性及不可逆性;江阴市地面沉降的发生主要受内外两种因素控制,本身具备沉降特性的地质环境条件,包括基岩起伏特征、第四纪土层结构和水文地质条件等,是必备的内在因素,而长期超量开采地下水则是导致地面沉降的主要外因,地面沉降的形成主要是含水砂层的压密和顶底板粘性土层的固结。     

高层建筑物荷载与地下水开采叠加作用下的地面沉降特征

在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂.以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算.结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3～...     

济宁市区地面沉降及防冶措施研究

地面沉降是近年来我国和世界上许多城市出现的重要的地质灾害之一,济宁城区1988年发现地面沉降,并以25．2mm／a沉降速度发展。本文从新构造运动、地下水开采、第四系砂土特征等方面,分析了济宁城区地面沉降的产生原因,指出新构造运动与超量抽取地下水是造成济宁城区地面沉降主要原因;通过对地下水开采量的变化趋势,中、深层地下水的补给条件的分析,对地面沉降变化趋势作出了预测;根据济宁市地处济宁矿区的特点,提出了综合利用地下水、防治济宁城区地面沉降进一步发展的对策。     

临汾地面沉降数值模拟及其与地裂缝灾害关系研究

临汾市区是继西安、大同等地区之后又一地裂缝灾害比较严重的地区, 已经严重影响着临汾市经济的可持续性发展。经研究表明, 地下水超采为影响该区地裂缝灾害的第二大因子, 它是通过地面沉降来促使地裂缝的形成和发展。本文通过对临汾市区地面沉降进行数值模拟, 总结出了地面沉降的变化规律。分析认为, 地裂缝灾害的易出现部位为沉降梯度陡变带, 即沉降梯度最大处。