中国区域GPS站海潮负荷形变特征分析

讨论5个全球海洋潮汐模型NAO99b、FES2004、GOT4.7、TPXO7.2和EOT11a在中国区域的差异性和适用性,并基于这些全球海潮模型和高分辨率区域海潮模型,分析中国区域GPS站海潮负荷形变特征。采用GIPSY软件对中国区域GPS站长时间观测数据进行处理,分析高精度区域海洋潮汐模型对中国沿海GPS站高精度位置时间序列的影响。分析表明,加入区域海洋潮汐负荷形变后,对GPS时间序列垂向的影响最大可达5.01 mm,可能会引起GPS时间序列中包含15 d和173 d 的虚假周期信号。     

福建省地壳形变观测网络建设

介绍了福建省地壳形变观测网络的建设。福建省地壳形变观测网络，以GPS观测技术为主，结合精密水准、精密重力和流动地磁测量，将3者重合到GPS观测基准站上获取观测信息，初步构成一个时空相结合，点线面与长中短兼顾的高精度、高时空分辨率的地壳形变观测网络。该网络可动态监测福建省东南沿海地区地壳运动变化，为地震预测预报提供背景信息，将取得显著的社会效益和经济效益。     

湖北省潮汐形变观测异常及干扰识别

对2003—2013年湖北省数字化定点形变潮汐观测中的突跳、阶变、震颤等异常的分析发现,气象因素对形变潮汐观测的影响复杂:1)不同气压场控制影响形变观测的异常形态不同,但响应频率一致;2)台风对形变观测的秒值和分钟值数据在1～4秒和2～4分钟较高频段均有响应;3)台址条件不同,降雨对形变观测产生的畸变影响不同。影响范围一般在0～全日波频段且存在较大的噪声;4)短时大气温度变化对形变观测有一定影响,会使曲线发生抖动或暂态波动,在64～128分钟和128～256分钟较低频段上有响应。水库冲沙、水库蓄水、土石开挖等环境荷载变化对分钟值观测曲线产生明显阶跃、抖动型实时畸变。人员进洞、施工、仪器标定检修等人为活动对观测曲线的影响可直接识别。     

基于增量自校的潮汐形变观测数据格值变化检测和数据归算

基于潮汐形变观测数据与理论固体潮数据在增量上的高度一致性,提出对增量一致性高于70%的潮汐形变观测数据,用观测值与理论值增量的日变幅之比作为振幅因子来检测格值变化,并对使用了错误格值的观测数据进行归算。该方法仅用1 d的数据即可检测出格值变化情况,适用于格值骤变和格值缓变两种情况。通过对比格值修正前后的观测数据,说明格值变化检测和数据归算在潮汐形变观测数据分析中的意义。     

川滇强震震源区形变潮汐短临变化特征

对应1993～2001年间川滇地区的武定、丽江、宁蒗等强震孕育过程，应用距离震中100km范围内的形变潮汐观测资料，研究了倾斜、水平应变短临变化图像和该区域形变潮汐在扩容、地震成核过程中的特征。定量分析了潮汐因子相对变化与地壳弹性参数变化的关系。     

地下水位对定点形变观测干扰的抽水实验

抽水所造成的地下水位的变化会即时在局部范围内造成地表的形变，干扰定点地壳形变观测。在蓟县地震台进行的抽水实验表明：这种干扰的幅度与抽水水井到形变监测仪器的距离有关，也和抽水水井水位的最大降深有关。根据实验数据得到了抽水对定点形变观测的影响范围的经验公式。     

函数模型与随机模型双约束的GPS-InSAR数据融合方法建立三维形变场

针对InSAR技术研究地表三维形变时监测信息不足的问题，以GPS监测信息为先验信息，建立附有随机模型约束的地表三维形变模型。考虑到SAR卫星极轨方式运行导致LOS向观测量对南北向形变不敏感的问题，以GPS南北向形变观测值作为强约束，构建三维形变解算的函数约束条件。模拟数据与西安地区实测数据的计算结果表明，基于随机模型与函数模型共同约束的地表三维形变参数最小二乘解的精度优于仅有函数模型约束或仅有随机模型约束及无任何约束的参数解精度。     

长江三峡库区地震地形变监测研究

三峡地壳形变监测网络结合空间大地测量(GPS、InSAR)和传统大地测量的优点，在1998年以来的三峡工程建设期间和2003年水库首次蓄水中获取了大量监测成果。结果显示库区地壳运动的基本图像：垂直形变较为显著，主要来自因蓄水荷载而产生的形变，水平形变不明显．库区主要断层的活动性在蓄水期间有明显加强迹象。水准测量反映从1998年首期观测至2003年10月首次蓄水后的库区垂直位移．沉降范围较大；GPS给出了2003年蓄水前后库区的垂直位移，形变的范围主要集中在水库近岸区域。水准测量与GPS观测反应的垂直位移的量级基本一致，沉降的最大幅度在3～4cm左右。水准监测、GPS观测与重力监测结果有一定的对应性。从地壳形变监测与研究结果分析，近期负荷改变而诱发中强地震的可能性不大。     

大姚6级双震前的地震前兆特征

在连续形变观测资料中除了存在于整个时间域的短周期潮汐信息(固体潮)外，还有出现在某个时间段的长周期非潮汐信息．如何从时间或空间上认识和提取这些信息．成为认识地震过程和进行地震预报关键和迫切的问题之一。利用小波分析的时一频特性和奇异性检测特性，对大姚6级双震前的连续形变观测资料进行了处理，提取潮汐资料中的非潮汐信息。发现在地震前震中附近的形变台站都接收到了相同频段的异常信号．周期为几天到十几天，出现在各个台站的时间也大致相同。这些在震前具有一定时、空分布的信息有可能是地震前兆。     

利用PoPS软件处理分析南口形变监测网的资料

本文利用PoPS软件处理了北京南口形变监测网1989年10月用WM101单频GPS接收机观测的资料及1988、1989年地面精密激光测距平差后的资料,介绍了GPS数据的筛选方法,分析了该网GPS观测结果的精度。通过三期观测结果的对比,有力地说明在小网中单频GPS测量精度至少可达到与地面测量结果相当的精度,表明在短距离水平形变网的监测中采用单频GPS接收机进行观测是可行的。     

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。     

基于GNSS观测研究2015年尼泊尔MW7.8地震震后地壳形变特征及其机制

收集及处理尼泊尔境内的GPS连续观测站和中国藏南地区的GPS基准站数据,获得2015年尼泊尔MW7.8地震震后3 a的GPS水平形变场。结果显示,尼泊尔地震的震后形变主要分布于尼泊尔北部及中尼边境区域,且东西方向形变较小,南北方向形变较大,整体继续向南运动,最大震后位移约为10.93 cm。采用孔隙弹性回弹模型计算的理论地表位移远小于GPS观测值,无法解释GPS观测到的震后形变。采用震后余滑模型反演的结果表明,震后余滑主要集中在断层的下倾延伸部分,且空间分布较广,余滑释放的地震矩为1.09×1020 Nm。采用PSGRN/PSCMP程序计算粘弹性引起的理论地表形变结果显示,粘弹性松弛模型不能解释近场GPS观测值,但在远场区域的运动方向与GPS观测值一致。采用粘弹性松弛和震后余滑组合机制模型进行反演,余滑释放的地震矩降为1.08×1020 Nm,且空间分布更加集中。研究结果表明,组合机制模型在保证了模型拟合精度的基础上,反演结果与应力驱动模型反演结果更接近。     

湖北地区现今GPS形变特征研究

选取中国地壳运动监测网络1998～2018年GPS观测数据,基于插值法计算湖北地区的形变和应变特征。初步研究结果表明,湖北地区地块运动稳定,无明显的形变梯度带,水平运动方向为东向微偏南,速率为5～9 mm/a,平均值为6.2 mm/a;垂直速度场平均值为-0.96 mm/a,以下降运动为主。面膨胀率结果显示,湖北地区具有4个面膨胀高值区和4个面挤压高值区。最大剪应变率场显示,在湖北中部地区形成一个高值环形带,湖北历史地震主要发生在应力应变高值区边缘带。巴东和秭归小震频发与长江三峡水库水位反复加卸载有关,GPS形变和应变无明显对应特征。     

美国的板块边界观测(PBO)计划

板块边界观测(PB0)计划是美国科学项目“地球透镜计划”(Earthscope)的组成部分。该计划的基本内容是沿板块边界布设由GPS、钻孔应变和激光应变观测点构成的台网，用于研究北美大陆西部板块边缘地区的变形。本文简要介绍了该计划产生的背景、拟解决的科学问题、所采用的观测手段以及管理和经费预算等情况。     

从GPS观测看华北地区的形变场演化

利用1992、1995、1996、2001年的GPS观测资料研究了华北地区形变场的动态演化。华北地区的形变场服从中国大陆板块的整体应力应变场,但也有动态起伏。从主应变场看,1992~1995年,整个华北地区主应变场的方向比较一致,即主压应变方向为NEE-SWW,主张应变方向为NNW-SSE,应变量东部大于西部;但1995~1996年则相反,西部应变量大于东部,而且应变场方向也发生了明显的偏转,西部主压应变方向为NNE-SSW,而东南部地区为NEE-SWW;到1996~2001年西部地区主压应变又恢复到NEE向,整个华北地区应变量也趋于平衡。比较GPS观测与震源机制解给出的华北地区的应力应变场可以看出,其主应力方向基本一致。     

应用GPS监测城市地表形变的初步分析

根据实例,总体介绍了用ＧＰＳ监测城市地表形变的观测及数据处理方法。首先根据ＧＰＳ获得的基线结果进行３维自由网平差,由定期观测获得了各个监测点的水平位移和垂直位移。然后针对城市监测范围较小,在将其按照矩形格网划分后,给出了两种拟合方法：线性内插法和多面函数拟合法。据此,计算获得了城市地表的水平位移场和垂直位移（沉降）面,并对两种方法获得的结果作了比较。根据计算结果绘制了水平位移场、垂直沉降面及其等值线图,可以直观地了解地表形变信息。同时对于用ＧＰＳ监测城市形变的观测和数据处理中需要注意的问题作了简要的分析。     

利用附加系统参数的GPS-InSAR综合形变模型建立三维形变场

在有效融合GPS与InSAR两种对地观测技术提高地表三维形变监测精度时,针对InSAR监测结果中可能存在的系统偏差,建立了附加系统参数的综合形变分析模型。该模型以高精度的GPS观测数据作为强约束,将InSAR数据中的系统误差综合影响用函数拟合的方法进行补偿。模拟数据和实测数据计算表明,附加系统参数的综合形变分析方法在E、N、U3个方向的精度都有所提高,其中以U方向最为显著。     

联合GPS和GRACE数据分析陕甘宁地区地表垂直形变

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。     

�й���½GPS����Ĺ��켰����ѧ��������Ԫ����

????????й?????????????????????????????????????????????????????????????????????????μ??й?????α? ?????GPS???????????????????????????????:??????????????????10???????й????????????????????????10??GPS?????????????????????;?????????????????????:??????????????????????????,??????????????????????????????????????,??????????????????????黡???????????????????????????,?????????????????????????????????????????????:1)?й?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????;2)?Щ????????????????????????????????????й??????????????????