球面圆拟合算法及其在测月定向中的应用

本文提出了一种球面圆拟合算法,解决了月球视面中心的确定问题。结合该算法,利用仿真测量数据,研究了月相及月相姿态对月球视面中心拟合精度的影响。通过观测实验验证了球面圆拟合算法的正确性,并与原有的算法进行了定向结果的比较。结果显示,球面圆拟合算法与原有算法的拟合内符合精度相当,但外部检核精度提高了大约0.5″,建议在工程实践中采用本文提出的算法进行测月定向。     

帕米尔东北缘地壳结构的P波接收函数研究

利用位于新疆帕米尔东北缘地带12个固定数字地震台和天山动力学Ⅱ期10个流动宽频带数字地震台记录的高质量远震波形数据,应用接收函数H_-κ叠加方法研究了帕米尔东北缘的地壳厚度-泊松比特征和部分台站下方的壳内界面深度.研究发现:(1) 帕米尔东北缘的Moho面起伏变化剧烈,其总体分布呈现东薄西厚、南厚北薄的特征,由塔里木盆地向天山延伸,地壳厚度约从45 km加深到55 km,从塔里木盆地向西昆仑山延伸,地壳厚度约从45 km加深到69 km;(2)沿着天山动力学Ⅱ期剖面,位于塔里木盆地北缘台站的壳内间断面的深度约为13~16 km,向北进入天山南麓加深到20 km左右,继续向北进入南天山山区壳内间断面不明显,可能暗示塔里木盆地基底向北俯冲,俯冲距离可能到达南天山的山前;(3)研究区地壳泊松比变化复杂(约从0.20到0.31),显示地壳物质组成的复杂性和显著的不均匀构造;(4)整个研究区的地壳厚度和泊松比之间没有明显的相关性,但天山动力学Ⅱ期剖面的结果表明,从塔里木盆地北缘到西南天山,地壳厚度和泊松比之间存在反相关关系,意味着天山地壳的增厚可能主要是通过以长英质岩石为主要组成成分的上地壳叠置而成;(5) 研究区全部地震台地壳厚度与海拔高程的线性回归方程表明地壳厚度与海拔的相关性相对较弱(相关系数为0.66),天山动力学Ⅱ期10个台站的地壳厚度与海拔具有很好的相关性(相关系数为0.85),可能表明沿该剖面地壳整体上处于相对均衡的状态.     

利用区域宽频带数据反演鲁甸MS6.5级地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,我们利用区域宽频带数据反演得到了2014年8月3日鲁甸M_S6.5级地震的震源破裂过程.反演结果显示：此次地震的发震断层走向为北北西向,破裂主要以左旋走滑为主,位移主要发生在震源左上方,最大滑动量为0.7 m,模型显示断层破裂可能接近地表,破裂长度约10 km.此次地震释放的标量地震矩为1.97×10¹⁸ N·m,相当于矩震级为M_w 6.1,地震能量主要在前15 s释放.鲁甸地震有四个显著的特点：（1）位移主要集中在浅部,从11 km起破点开始迅速向上传播,大部分位于10 km以上且最大位移位于深度3 km处,从模型来看,破裂可能接近地表,因此地表震动较为强烈;（2）应力降比较大,计算显示释放的同震静态应力降约为2.8 MPa;（3）破裂速度较快,在地表附近超过了2.5 km·s^-1;（4）主震可能发生在一个共轭断层系上.这四个特点可能是导致此次地震造成如此重大人员伤亡和财产损失的最重要的原因.     

云南三营组宇宙成因核素埋藏年龄及成因

三营组是一套河湖相沉积,沿红河断裂及其西北延伸线分布,主要出露在洱源附近.三营组中夹多层草煤,与下伏三叠系灰岩呈不整合接触,上覆第四纪砾石和松散沉积物.我们通过宇宙成因核素埋藏年龄法定量证明了三营组沉积于上新世,其顶部第四纪砾石层的宇宙成因核素埋藏年龄提供了三营组结束时间:2 Ma.从空间分布和沉积时间上看,三营组的形成与红河断裂和剑川断裂相关:中新世末期由于红河断裂和剑川断裂的触发,在洱源一带断裂拉张区形成断陷盆地,在红河断裂中南段一些拉张区也形成局部断陷湖盆,金沙江南流水系提供水源沉积了三营组.第四纪初期由于云岭山脉的隆起阻断了金沙江南去的水流,红河断裂带拉张区多数断陷湖盆干涸,结束了河湖相沉积.     

鱼眼相机检校的正则化方法比较分析

鱼眼相机因其成像视场极大而在全方位视觉、测量、工业制造等领域得到了广泛的应用,但在应用鱼眼相机之前需要对其进行检校。鱼眼相机参数包括畸变参数、内方位参数和外方位参数等,这些参数之间存在着很强的复共线性而使法方程呈现严重病态,导致参数解容易受到观测误差的影响,正则化方法恰好能够有效地解决方程病态的问题。针对鱼眼相机的特点,首次提出了鱼眼相机检校的正则化方法,介绍了基于半视场角约束的鱼眼相机检校方法,阐述了Tikhonov正则化方法和截断奇异值（TSVD）正则化方法的基本原理,探讨了求解正则化参数的L曲线法和广义交叉检验法（GCV）的特点,最后构建了5种不同的正则化方案对15组数据进行了分别处理,并对得到的相机参数的精度和准确度进行了比较分析。实验分析表明：各种正则化方案会引起相机内方位参数约为0.2像素的轻微偏移,但是相对于直接最小二乘解其精度至少提高了1000倍,能够极大地提高相机检校的抗干扰性。     

松潘-甘孜块体东北端强震间相互作用及地震危险性研究

松潘-甘孜块体位于中国大陆西南部、南北地震带的中段,其东段与扬子块体相接,拥有多条活动断裂带,是青藏高原北部的主要构造单元.该地区地震活动性强烈,历史上曾发生过多次灾难性地震.本文基于地震触发原理和黏弹松弛分层地壳模型,计算了松潘-甘孜块体东北端历史强震之间应力传输和相互作用的过程.模型结果显示,受之前地震导致的库仑应力场变化的影响,1879年武都地震和1976年8月23日松潘M7.2级地震震中库仑应力积累提升,将促进这些地震提前发生;1933年M7.5叠溪地震和1973年M6.5松潘地震震中库仑应力降低,前续地震的影响可能使得这两次地震的发震时间推迟;在研究历史地震对1960年漳腊M6.7级地震、1976年8月16日M7.2级和1976年8月22日M6.7级松潘地震的作用时,有效摩擦系数的取值十分重要,当有效摩擦系数取0.8时,前续地震导致的应力场变化将促进以上三次地震的发生.松潘-甘孜块体东北端的强震活动有效地增强了西秦岭北缘断裂、东昆仑断裂玛沁-玛曲段、鲜水河断裂康定-道孚段和岷江断裂中段上的库仑应力积累,将提升这些断裂今后发生地震的概率;有效降低了龙日坝断裂上库仑应力的积累,降低了该断层上发生地震的概率.松潘-甘孜块体的地震活动降低了汶川地震震中位置的库仑破裂应力,但提升了破裂面东北段的应力积累,有助于汶川地震向东北端破裂.     

2010年1月24日山西河津-万荣MS4.8地震的震源机制解与发震构造探讨

2010年1月24日,山西省运城市河津-万荣交界地区发生Ms4.8地震.由于本次地震强度较低,并未形成地表破裂带,分析其发震构造具有一定的困难.地震现场工作队只能根据浅层人工地震剖面、附近钻孔资料、烈度等震线长轴和震中区附近活动断裂等来推定,认为西辛封隐伏断裂为可能的发震断裂.为此,下面我们将在分析本次地震的震源机制解、序列三维空间分布特征的基础上,结合本次地震的宏观考察结果,确定其发震构造并探讨发震机理.     

GPS气象预报的可行性分析

基于中国区域5个IGS跟踪站的实测GPS数据,利用Bernese 4.2软件反演了部分典型测站上空的可降水量,并分析了该降水量变化与降雨之间的关系,探讨了将GPS应用于气象预报的可行性.     

2013 年3 月27 日台湾南投MW 6. 0 地震震源机制解与发震构造研究

采用基于近远震波形的CAPjoint 方法,对2013 年3 月27 日台湾南投MW6. 0 地震分别进行了单独反演和联合反演,获得了各自的震源机制解及震源深度。其中,联合反演所得的最优双力偶机制解参数为,节面Ⅰ:方位角0°,倾角30°,滑动角78°;节面Ⅱ:方位角193°,倾角60°,滑动角96°;震源深度18km。为了验证联合反演的有效性和可靠性,采用由重抽样理论发展而来的Bootstrap 方法,对近远震数据分别进行了重采样,并对其单独反演和联合反演所得的参数进行了统计,验证了联合反演的有效性及稳定性,并发现远震反演震源深度的结果一定程度上受台站分布的影响,若要获得精确的震源深度则需要方位角分布较好的远震台站记录。根据前人对集集地震及车笼埔断层的研究成果以及南投地震的发震断层性质接近车笼埔断层的认识,推测此次地震可能发生在车笼埔断层上。     

利用CUDA的剪切波数据三维可视化

提出了一种基于CUDA的并行体绘制技术,将CPU与GPU进行协同工作,将光线投射这一高度并行的过程交由GPU来处理,同时设计了相应的体绘制数据访存优化策略来提高穿并行加速比。实验证明本方法可以将串行绘制速度提升三十倍。通过中国大陆南北带地区的剪切波数据三维可视化实验结果,可以直观看出低温物体的下沉俯冲带的分布。从三维图像可以看出,由于俯冲带的拖曳作用,使得软流圈的物质存在着向上流动的趋势,该高温物质在上升的过程中,使研究区两侧受到热物质的侵蚀而产生拉张作用,在一定程度上导致了该两侧的构造较为活跃,形成了类似断层、裂谷等拉张构造。相对于传统的显示方法,剪切波速度三维可视化更加高效、直观地展示了太平洋俯冲板块对南北带地区和华北克拉通动力学构造的影响,在地球物理学研究中得到良好的应用。