GNSS基线向量与点位协方差传播方法的等价性

在GNSS控制网平差和点位测量中,需将GNSS基线向量协方差和点位协方差在不同坐标系间进行传播。推导了GNSS基线向量协方差从高斯平面直角坐标系到大地坐标系、再到空间直角坐标系的严密和简化传播公式,研究了GNSS基线向量协方差和点位协方差传播的等价性和统一性。理论和算例证明,推导的传播公式是正确的,可用点位协方差传播公式代替复杂的基线向量协方差传播公式,基线向量协方差和点位协方差在空间直角坐标系与高斯平面直角坐标系间的传播,都可统一到形式简单的空间直角坐标系与站心直角坐标系间的传播。     

空间测角网三维平差

空间测角网三维平差,就是根据观测的水平方向值和垂直角计算出各方向间不受坐标系约束的空间角,将由空间角组成的空间测角网纳入参心空间直角坐标系中进行平差,求得待定点的参心空间直角坐标、大地经纬度、高斯坐标和高程。这样,既可克服需将测站坐标系和参心空间直角坐标系相联系而进行天文观测的弊端,又可使平差值免受垂线偏差的影响,从而开拓了三维平差的应用前景。     

利用GPS资料求解中国大陆应变场的新方法

探讨利用边长变化方法解算区域应变场,并用该方法对1999-2001年中国大陆及周边区域网GPS测站边长变化量进行分析,给出了该期间的中国大陆应变率场变化.分析结果表明:对大范围、密集的GPS测站的边长变化量进行连续变形分析,既能揭示中国大陆地壳应变的总体分布,又能显示局部地区的构造获得.总体上,中国大陆构造的水平变形强...     

GPS揭示的贝加尔湖地区现今地壳形变特征

利用贝加尔湖地区GPS监测网测站坐标,根据边长尽量相等的原则,形成了11个Delaunay三角形,计算了各三角形的形状因子,结果表明有9个三角形的形状因子大于0.1。利用3期GPS观测结果,通过对位移速率和应变分量的分析,初步得到以下基本认识贝加尔湖地区目前整体上处于拉张状态,拉张速度约为4.5±1.2mm/a,拉张方向为NW-SE方向;地壳应变是不均匀的,应变分量存在区域上的差异性。东部和西部主张应变均为NW向,但主压应变方向表现不一致,监测网东西两端的应变大于中部地区,最大应变为5.4×10-8,最小应变为-2.6×10-8。贝加尔湖东南部地壳处于压缩状态,压缩方向为NNW向和NNE向;东西部剪切应变比中部大,东西部剪切应变方向基本一致,表现为近南北向;7个三角形的面应变计算结果显示地壳为膨胀状态,2个三角形显示为压缩状态。大地转动结果表明,东北部表现为顺时针的旋转,而西部地区和中部显示为逆时针的旋转。GPS揭示的应变结果与地质和地震学结果基本一致。     

地形变应变张量矩阵的不变量分析

在给出正交曲线坐标系的有关位移向量及其全微分、位移梯度矩阵、应变张量矩阵的普适表达式的基础上,又给出了任意两种正交曲线坐标系下的应变张量矩阵的普适转换表达式,并指出:由于该变换矩阵为正交矩阵,故应变张量矩阵为相似矩阵。并对应变张量矩阵的几何物理性质进行了分析,指出任何一种正交曲线坐标系的应变张量矩阵都具有唯一不变的主应变特征多项式,由该矩阵的主应变特征值方程皆可求得地壳质点处的主应变及其主方向,由主方向单位向量又可把该矩阵化为以主应变为对角元素的对角矩阵,该矩阵及其对角矩阵的迹皆为该质点处的体应变,该矩阵的行列式等于该质点处3个主应变的乘积,这些几何物理量皆为该质点处的地应变不变量。     

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。     

一种基于数字天顶仪的方位角计算方法

针对数字天顶仪，研究一种解算CCD坐标系x轴与北向之间夹角以实现定向的方法。通过对称位置两幅星图解算得到的天顶仪旋转轴的天文坐标，与已知测站点位置真值进行运算，得到相应的切平面坐标系倾斜量。结合双轴倾角仪测量的倾角计算倾角仪X敏感轴的方位角，并运用最小二乘算法解算出倾角仪的定向角，最终解算出CCD坐标系x轴方位角而实现定向。对数字天顶仪的一个工作循环采集的数据进行解算，得到的方位角标准差σ=3.06′，CCD坐标系x轴方位角满足3σ要求，可以实现定向的目的。     

广西区域速度场模型构建与应变特征分析

利用GAMIT/GLOBK软件解算2009-01～2019-06广西地区83个GNSS站数据,获得ITRF2014框架下GNSS站速度场,并通过Kriging插值法构建广西区域三维速度场模型。联合广西及周边136个GNSS站观测结果,采用格网距离加权法计算区域应变场,并对应变场特征进行分析。结果表明,ITRF2014框架下广西区域平均水平运动速率为34.95 mm/a,优势方向为N106.3°E,垂向运动表现为区域性缓慢隆升和沉降。23.5°N以北区域呈面应变压缩变形状态,以近SN向、NW向主压应变为主;23.5°N以南区域则呈面应变拉张变形状态,并以自西向东扇形展开的张应变为主。剪切应变场表现为四周高值、中部过渡带为低值。研究区内近10 a内地震主要发生在剪切应变高值向低值转变的区域,且时空上具有从断裂带一端向另一端迁移并折返的变化特点。     

GPS测量中坐标系统及坐标系的转换

GPS在测量领域得到广泛应用,WGS-84是目前所采用的坐标系统,而我们目前的测量成果普遍使用的是以1954年北京坐标系统或是地方(任意)独立坐标系为基础的坐标数据。介绍了将GPS所采集到的WGS-84坐标转换成工程所需坐标的过程。将空间直角坐标系转换成大地坐标系,得到大地坐标,将大地坐标系转换成高斯坐标系,得到高斯坐标,将高斯坐标系转换成任意独立坐标系,得到独立坐标。     

平面状态应变复数与应力复数的关系及应用

本文对材料力学中的各向同性弹性体材料,导出了用应变复数表述的应力关系式,用该关系式分析了应力与应变之间的关系,并以该关系式对给定的应变分量直接进行平面应力状态的应力分析,计算简便、直观。     

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基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

2017-08-09新疆精河Ms6.6地震附近区域相对应变的变化分析

2017年精河M_S6.6地震震前，尼勒克、巴伦台和小泉沟台钻孔应变仪记录到显著的应变变化，经现场落实确认，异常是可靠的。根据这3个台的记录资料计算相对应变的变化，结果表明，地震前最大（小）主应变大小和方向分别出现明显加速和急剧偏转变化。此外还发现，相对应变场异常期间主方向与震源机制解P轴方位较为一致。     

基于GPS观测的天津地区形变应变场与构造活动

2006~2015年天津地区GPS连续观测站形变和应变计算结果显示，天津地区形变场和应变率场变化复杂，存在南北分带和东西分带特征。天津地区形变场和应变场主要受控于唐山-磁县地震构造带和张家口-渤海地震构造带等多组活动断裂的切割作用。     

天马和谢坊形变试验场地壳形变特征分析

本文对天马和谢坊试验场的三角和基线观测资料进行了应变分析,获得了该试验场的主应变值、主应变方向以及剪应变值。分析结果表明,该试验场的地壳形变特征基本上是由通过该场地的断层所制约,反映了该断层的性质。     

基于GPS速度场的青藏块体东北缘应变场分析

利用2004～2013年GPS速度场数据,分析青藏块体东北缘的应变场和剖面应变积累特征。结果显示：1）稳定的阿拉善地块及鄂尔多斯地块分别阻挡了祁连山断裂带与贺兰山构造区分别向NE、E方向的物质迁移;2）主压应变率、最大剪应变率高值区均分布在祁连山构造带东段、海原断裂东段至六盘山断裂西段,面膨胀率压性高值区主要在祁连山构造带东段,3）祁连山断裂东段显示为以压性为主、兼具左旋走滑,海原断裂东段至六盘山断裂西段则表现为以左旋走滑为主、压性为辅的相对运动特征。     

PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例，分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号，结果表明，应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析，二者同震响应一致性较好，应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现，同震阶段应变主方向指向震中。     

分量式钻孔应变观测的最佳方案

针对现有四分量钻孔应变仪观测准确性自检不完整的问题,着眼于钻孔应变仪的未来发展,在理论上推导出n≥3分量水平等间隔钻孔应变观测方案的面应变、N向差应变和N向剪应变的一般化公式,并定性评价其准确性自检能力。若仅考虑面应变观测的准确性自检,现有的四分量钻孔应变仪是最佳方案;若考虑观测准确性的全面自检,即同时进行面应变和剪应变的准确性自检,那么六分量是最佳方案。针对六分量方案,给出面应变和剪应变的准确性自检公式。     

三峡重庆地区钻孔应变资料可靠性检验与分析

对三峡重庆地区6个四分量钻孔应变资料进行可靠性分析,利用其增量观测数据进行相对标定,得到各站点测区的应变参数,并分析测区相对应变特征。结果表明,6个站点的钻孔应变观测资料是可靠的,其中1个站点测区面应变呈现张性变化,靠近三峡库首区的5个站点测区面应变呈现压性变化,测点主压应变方向与大范围构造应力场方向较为一致,表明三峡重庆地区呈现压性特征。