高频GPS动态监测地表形变的试验与研究

设计了位移形变模拟试验场并进行位移形变模拟试验,利用Bernese 5.0软件的单历元单点定位功能,处理并分析了位移模拟形变试验获取的1 Hz GPS数据.并以2008年5月12日汶川地震为例,获取了震中附近3个GPS站(成都、简阳和郫县)震前的短临位移过程及震后短时间的动态时变序列,结果显示各站的形变结果在时间上具有很好的一致性.利用动态时序的地震波到时和震中距离估计地震波地壳平均速度为3.17 km/s.     

汶川地震同震形变的静态和动态分析

汶川8.0级地震的同震形变在郫县、绵阳、中江和成都等GPS测站的水平形变分别达70 cm、31 cm、23 cm、20 cm,变形方向约N45°W,垂直于断裂带方向,且成都平原呈下降趋势.动态GPS数据处理结果显示,地震的动态变形在郫县达1 m.根据四川GPS网络参考站各站记录的汶川地震的确切发震时间,反算得到了汶川地区S波的平均传播波速.     

日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明：距震源较近的IGS站（USUD）的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站（JLYJ）的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。     

利用高频GPS数据研究汶川地震引起的近场地表运动学特征

利用单历元定位方法处理2008年汶川Ms8.0级地震震中附近GPS连续站1 Hz数据,获取近场地壳运动学特征。观测结果表明,测站运动的方向和幅度不仅与测站与震中距离相关,而且与破裂带的距离相关,近场运动学的复杂性反映了震源破裂过程具有逆冲和走滑的特征。距震中最近的郫县站最大运动学位移EW方向超过100 cm,NS方向达到70 cm,其GPS位移和强震仪得到的位移一致。对12个GPS测站的运动学位移与永久静态位移进行对比,发现6个测站前者明显大于后者,5个测站二者大小相当,成都站前者小于后者。     

广东省滑坡灾害监测中CORS系统的应用分析

在广东省滑坡灾害动态监测工作中,以广东省GPS连续运行参考站网络(GDCORS)技术为核心,集成单频GPS接收机及一机多天线技术(GMS)等低成本专业化GPS形变监测手段,开展高精度(厘米级到毫米级)滑坡灾害动态监测应用研究.在对3种关键技术,包括:CORS系统建立和维护区域动态位移形变监测基准、GPS/CORS动态解...     

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。     

基于GPS的2021年玛多MW7.4地震同震静、动态形变场

利用青海省CORS网GPS连续观测数据获取2021年玛多M_W7.4地震的同震形变场以及震时地表运动状态。结果表明,断层南北两侧的近场测站分别展现出南东向和北西向运动,符合左旋走滑机制。同震形变集中在震中距300 km范围内,震中距150 km以内的站点均能反映出cm级的位移,最大水平向位移为28.3 cm(JDUO站)。高频GPS动态形变提取出的永久位移与静态解算结果相当,其动态波形最大峰值为49.9 cm(KANQ站)。依据震中距和波形初动时间估计得到地震波速为2.8~4.9 km/s,断层东端的站点估算速度大于其他站点,可能与此次破裂的方向性或者破裂传播速度有关。依据震级经验公式,动态波形估算震级在M6.8~7.6区间,拟合平均震级为M7.35±0.15。若在实时条件下,震后70 s内可得到稳定的震级。     

基于GPS观测值研究日本M_W9.0地震震后形变机制

基于GPS观测的震后水平位移对2011年日本MW9.0地震的震后形变特征进行研究。震后近5a(截至2015-12),震后水平位移累积达到东向60~165cm,南向20~65cm,距离震中较远处的G104、G105及J192站点观测到的震后位移累积变化已超过同震位移,且震后形变还在持续。联合震后余滑和粘弹性位错理论模拟震后形变,利用这2种作用机制对震后GPS水平形变进行解释。研究表明,震后余滑在震后形变最初阶段起主要作用,但随着时间增长而逐渐衰减,粘滞性松弛作用的贡献随着时间增长而变大,GPS观测到的震后地表形变可由这2种机制结合得到较合理的解释。利用震后GPS形变模拟估算地震区域的地幔粘滞系数在1.5×1019 Pa·s量级。     

高频GPS测定的尼泊尔MW7.8和MW7.3地震震时地表动态变形过程

以陆态网络和尼泊尔境内高频（1 Hz）GPS观测数据为基础,采用动态双差相对定位方法,获取2015年尼泊尔M_W7.8和M_W7.3地震震时近场地表动态变形过程。结果表明,M_W7.8地震震中东侧高频GPS站动态位移幅度明显大于震中西侧;各高频GPS站动态位移幅度不仅与测站震中距有关,而且与地震破裂传播方向有关;M_W7.3地震引起的水平动态位移相对较小。将高频GPS与邻近强震仪动态位移时序进行对比发现,二者在振幅和相位上具有较好的一致性。     

台湾美浓MW6.4地震InSAR形变场初步分析

利用欧洲航天局最新发射的宽刈幅、高分辨率Sentinel-1A卫星,第一时间获取2016-02-06台湾美浓MW6.4地震干涉像对,使用D-InSAR技术获取美浓地区的同震形变场。利用震中附近39个同震GPS观测进行对比验证后显示,InSAR获取的同震形变场精度优于1 cm（3σ）。形变发生在宏观震中30 km×30 km范围内,主要表现为沿雷达视线向抬升,最大抬升约12 cm。从形变场空间分布特征可以看出,空间连续性较好,说明宏观震中附近地表未发生明显破裂。宏观震中并不与震中位置重合,而是位于震中西部约15 km处。     

参考框架的一致性及其对形变分析的影响

分析了形变监测中坐标框架的不一致性对形变分析的影响 ;讨论了借助于全球站在统一的 WGS84或 ITRF坐标框架下的已知坐标将不同历元的观测结果归算到全球框架下作位移场分析时可能存在的实际参考框架的不一致性问题。并按目前的精度水平定量估计了这种不一致的大小以及对位移场的影响。最后对区域形变分析时坐标框架的处理问题提出了若干看法。     

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天津北部地区现今构造活动性研究

收集整理天津北部地区1990~2012共23期水准复测资料和GPS连续站资料,利用拟合计算方法剔除水准沉降干扰和GPS周期干扰,计算宝坻断裂和蓟运河断裂的垂直形变量,分析本区地壳垂直形变趋势。结果表明,燕山山前的蓟县-宝坻地区垂直形变形态受燕山隆起带控制,研究区南部主要受华北平原坳陷带控制|现今宝坻断裂活动以逆断为主,蓟运河断裂以正断为主,这两条断裂带的垂直形变趋势变化与华北地区地震有一定的对应。     

汶川地震断层滑动模型反演及地震区域构造的大地测量约束

以汶川地震前后GPS观测得到的同震形变场为约束,利用带约束的最小二乘反演方法,分别反演考虑与不考虑滑脱层的最优同震断层滑动模型,并在此基础上正演了同震重力变化。结果表明,含滑脱层的断层滑动模型模拟的GPS台站的同震水平形变和重力台站的同震重力变化都更接近实际的观测结果,证实龙门山的中央断裂带南段存在大规模的近水平的滑脱层参与了汶川地震的同震滑动。     

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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。     

相对于一组稳定点的位移的确定方法

在分析地壳变形时,除了要确定各构造块体间的相对运动外,常常还需要确定各构造块体本身的变形状态,为此介绍了确定某一个构造块体内的变形监测点相对于该块体内一组相对稳定点位移的几种方法,并用一个例子证明这些方法可得到基本相同的结果,因而可根据资料处理不同的需要加以选用。得到的这种位移可作为各块体变形分析的基础。     

建筑物负荷引起的地面和大地水准面形变研究

根据地球固体潮的有关理论,从物理大地测量的角度推导了建筑物负荷引起的地面和大地水准面的形变量的计算公式,并通过模拟计算,对单幢高层建筑、城市建筑群以及环形高架桥引起的附近地面和大地水准面的形变情况进行了定量分析。计算结果表明：建筑物负荷引起的地面垂直形变量要比水平形变量和大地水准面形变量大,城市建筑群引起的附近地面和大地水准面的形变量可达几毫米,对实际测量结果有一定的影响。     

区域性GPS地壳运动监测网的数据处理

以ＧＡＭＩＴ软件的输出为例，提出了一种对计算机内存没有特殊要求并等价于采用全部ＧＰＳ相位观测量的数据处理方法。引入测站漂移和各期坐标转换参数，对ＧＰＳ形变监测网可以求出针对某一时间历元的坐标和站位置漂移速度。以上海ＧＰＳ形变监测网为例，计算了该地区的形变量     

参考框架选取对连续GPS网测站坐标时间序列分析结果的影响

针对中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）坐标时间序列分析,研究选取3种不同空间尺度的参考框架以及考虑不同相似转换参数对测站速度场、年周期项及残差时间序列的影响。结果表明,对于中国大陆这样大范围、长时间连续观测的GPS网,采用全球框架坐标时间序列分析结果更加稳定,对转换参数选择不太敏感;但采用区域框架,特别是接近研究区域的小区域框架能够反映出更显著的区域形变特征,对于进一步研究其动力学机制是有利的。