基于2000国家大地坐标系的中国大陆速度场获取

2000国家大地坐标系(CGCS2000)不具备速度场信息,不能完整表述中国地心坐标参考框架的动态性和现势性,因此,有必要基于CGCS2000建立中国大陆速度场模型。介绍了基于CGCS2000中国大陆速度场获取的方法;利用2000~2010年国家GPS连续运行站及国际IGS站的大量重复观测数据,获得了高精度GPS连续运行站点位成果及速度场成果,发现点位水平方向的精度优于±2mm,垂直方向的精度优于±3mm;速度场南北方向精度优于每年±1.6mm,东西方向精度优于每年±1.8mm;研究了11年来国家GPS连续运行站的变化趋势及变化量,获得了各个站点的运动趋势,并与中国地壳运动观测网络重合点进行分析比较,发现其差异较小,证明了计算结果的可靠性和可行性,说明CGCS2000为速度场模型的建立可提供高精度数据。     

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。     

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。     

中国大陆速度场模型建立方法研究

将中国大陆划分成东北、华北、华南、青藏、西北5个块体,基于克里金插值法、最小二乘配置法、最小二乘配置移动拟合推估法等3种方法及速度场数据研究中国大陆速度场模型建立方法。利用外检点分析不同建模方法的精度情况,最小二乘配置法在大部分块体（华北、华南、东北块体）的拟合精度都较高,表现稳定|克里金插值法在青藏、华北块体的拟合精度较高。利用克里金插值法与最小二乘配置法获取中国大陆1°×1°格网中心点速度场成果,两种方法成果差异较小。     

用GPS资料揭示现今中国大陆构造运动

利用GIPSY软件计算分析了1999年、2001年以及2004年中国地壳运动观测网络1000多个台站的GPS数据（包括区域网、基本网和基准网数据）。得到了中国大陆地壳运动速度场（其中绝大多数测站速度分量的估值精度优于2mm／a，基准站精度较高。优于1．5mm／a）。同时结合蒙古、缅甸、印度、尼泊尔和喜马拉雅等周边地区多年的GPS观测资料。采用连续介质假设条件下的数值模拟方法，得到了中国大陆的整体水平位移速度，模拟结果还显示出中国大陆构造运动的分区特征，揭示了现阶段青藏高原向东挤出运动及其内部变形在调节印度-欧亚板块汇聚中发挥的主导作用。     

中国大陆水平地壳运动的数学模型

在获得中国区域1000个实测GPS台站速度场的基础上,利用多面函数法、滑动欧拉矢量法和滑动弹塑性模型法建立了中国大陆水平地壳运动模型,统计表明3种方法外部符合精度2～4mm/a,模型互差精度约为3mm/a。     

环渤海区域及邻区现今地壳构造运动形变特征分析

将环渤海区域划分为5个次级块体，利用整体旋转与线性应变模型分析2009~2014年中国大陆构造环境监测网络的GPS对地观测速度场数据，得到相对于欧亚板块0.5°×0.5°的水平运动速度场和应变场。分析形变速度场和应变场的空间变化发现，环渤海区域整体上呈现0.25×10^-9/a的NW-SE 111.3°的双向趋势性扩张运动，太行块体、山西块体分别呈NW-SE 116.3°、NW-SE 130°的微弱扩张运动，胶辽块体、冀鲁块体和阴山-燕山块体分别存在NW-SE 144.3°、NE-SW 39.5°和NW-SE 155.6°的微弱压缩运动，其中太行块体的扩张运动量级相对于其他次级块体较大。尽管环渤海区域内部各次级块体的形变在空间上存在以上差异，但整体上环渤海区域主压应变轴方向基本为NEE-SWW，主张应变轴方向为NNW-SSE，且主压应变轴走向为NE 47.70°～89.74°，与利用地球物理方法得到的主压应变轴优势方向大体一致，表明环渤海区域现今地壳运动相对稳定。     

对欧拉矢量附加不等式约束的RELSM模型及其应用

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。     

中国大陆速度场在CGCS2000坐标转换中的应用研究

基于中国大陆区域2074个具有实测速度的已知测站,进行中国大陆速度场在CGCS2000坐标转换中的应用研究.采用不同内插组合方法,充分考虑未知点与已知速度测站的距离因素,使已知速度测站的数据得到充分利用.相比于单纯利用速度场格网模型,该方法得到的未知点速度精度具有较大幅度提高,其在点位X、Y、Z三个方向上的历元归算精度...     

用GPS测量数据模拟中国大陆现今地壳水平速度场及应变场

基于连续介质力学理论,提出了直接利用ＧＰＳ测量资料建立地壳运动与形变模型的方法。把整个中国大陆视为由无穷多个微元集合而成的连续介质体,并假定每一个微元体的转动矢量服从统一的、连续的泰勒级数分布,由此引进一组待定参数,称之为地壳运动与形变参数。利用全国网１９９４年和１９９６年的两期ＧＰＳ观测数据,组成矛盾方程组,应用阻尼最小二乘方法,经迭代解算,得到所需要的地壳运动与形变参数。依据这些参数模拟地壳水平速度场及应变场,并将ＧＰＳ结果与地质、地球物理的研究成果作了对比分析,这些结果基本上一致,能相互印证。最后初步探讨了周边板块对中国大陆的作用。     

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流动GPS观测资料能否用于地壳垂直形变监测？——以中国大陆为例

长期GPS连续观测可获取高精度的垂直形变速度场,但多期GPS流动观测资料能否用于地壳垂直形变监测尚不明确。本文首先对中国大陆260个陆态网络基准站和2 000个GPS流动站1999~2019年的观测资料进行高精度统一处理,获得各站点的时间序列和速度场,对筛选出的226个基准站和226个流动观测站的垂直形变速度场进行比较分析。结果表明,95%的连续GPS观测站的垂直形变速率误差小于0.5 mm/a,约50%的流动GPS观测站的垂直形变速率误差大于1 mm/a,约40%的流动站与连续站的垂直形变速率残差值大于2 mm/a,且约50%的流动GPS站点的垂直形变趋势与连续站不一致。西部地区的流动GPS观测站的垂直形变监测精度比东部高,这可能与东西部的观测环境和站点稳定性存在差异有关。对GPS连续站和流动站的垂直形变速度场的精度和残差进行分析认为,中国大陆流动GPS观测资料不适用于监测垂直形变小于2 mm/a的地区。     

青岛市连续运行基准站系统（QDCORS）稳定性分析

采用GAMIT/GLOBK软件,联合16个IGS站,处理青岛市连续运行基准站系统（QDCORS）2014~2015年2 a的观测数据,获取ITRF2008下区域网解,并进行坐标时间序列分析,得到QDCORS基准站总体位置变化趋势与周边陆态网站点一致,水平速度33.66 mm/a,方向为E19.62°S;通过固定1个基准站为参考,求得其他基准站的水平相对速度在1 mm/a左右,垂直相对速度低于5 mm/a。结合基准站周边环境情况分析异常站点的成因,初步确定造成QDCORS基准站异常的主要因素是多路径效应、工程施工。     

顾及板块内部形变的抗差估计异常测站筛选方法及应用

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。     

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。     

山西陆态网络坐标时间序列噪声及速度场分析

利用Hector软件解算山西地区10个陆态网络连续站2010-11～2021-01的观测数据,得到连续站坐标残差时间序列,并确定最优噪声模型及修正后的速度场.结果表明,山西地区坐标时间序列数据中主要存在白噪声(WN)、闪烁噪声(FN)和幂律噪声(PL);N方向的最优噪声模型为WN+PL;E和U方向的最优噪声模型均为WN...     

实测板块运动模型修正导航系统监测站坐标精度分析

为了解决卫星导航系统各类地面站的坐标修正问题,必需精确给出各个地面站受地壳板块运动引起的位置变化速度。采用中国地壳运动观测网GPS观测数据计算的实测速度场,利用滑动欧拉矢量建模法建立局部虚拟的板块运动模型,并对虚拟板块运动模型计算的测站速度场的精度进行了分析,结果表明,在东西方向的精度为2.092 mm/a,在南北方向的精度为2.072 mm/a,在点位分布较少的地区和我国边界地区,其精度并没有明显降低,据此指出,该模型可用于我国卫星导航系统各类地面站的坐标修正。