对利用跨断层基线和水准测量资料推算断层活动参数公式的改进

分析了利用两条跨断层基线和水准测量资料推算断层三维活动参数传统公式存在的问题,指出传统的计算公式实际是一个要求两侧点位处于同一水平面时的近似公式。本文对这一公式重新进行了严格的数学推导,得到了适用于一般情况的改进后的计算公式,并以实际算例指出传统公式对计算结果可能造成的误差量级。     

漠河地区哨声导管电子含量的推算方法及一些结果

本文对1983年12月4日在漠河收到的哨声的描迹进行曲线拟合来外推鼻频。在计算中,使用磁迴旋模型,进行适当的电离层修正,并采用试探值方法,以取得最佳的拟合结果。本文最后对误差进行了简要的讨论。     

漠河地区哨声导管电子含量的推算方法及一些结果

本文对1983年12月4日在漠河收到的哨声的描迹进行曲线拟合来外推鼻频。在计算中,使用磁迴旋模型,进行适当的电离层修正,并采用试探值方法,以取得最佳的拟合结果。本文最后对误差进行了简要的讨论。     

插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On 星间加速度精度的影响

本文基于星间加速度法开展了插值公式、相关系数和采样间隔对GRACE Follow-On星间加速度精度影响的研究. 模拟结果表明:1)适当增加数值微分公式的插值点数可有效提高插值精度. 基于9点Newton插值公式,星间加速度的插值误差为4.401×10-13 m·s-2,分别基于7点、5点和3点插值公式,插值误差增加了1.192倍、6.912倍和274.029倍. 2)适当增大相关系数可有效降低星间加速度的误差. 基于相关系数0.99,星间加速度方差为3.777×10-24 m2·s-4,分别基于相关系数0.90、0.70、0.50和0.00,方差增加了9.780倍、22.404倍、26.217倍和26.820倍. 3)随着采样间隔增大,星间加速度方差逐渐降低,但卫星观测值的空间分辨率也同时降低,因此合理选取采样间隔有利于地球重力场精度的提高. 4)基于9点Newton插值公式、相关系数(K波段测量系统星间距离和星间速度0.85、GPS轨道位置和轨道速度0.95、星载加速度计非保守力0.90)和采样间隔10 s,利用预处理共轭梯度迭代法,精确和快速反演了120阶GRACE Follow-On地球重力场,在120阶处累计大地水准面精度为4.602×10-4 m.     

抛物线内插反应谱计算方法

为减小恢复被采信号所用的内插函数与山农要样定理要求的内插函数ha(t-n.T)之间的误差，提出了用抛物线内插－ha(t-n.T)的二阶近似代替常规的线性内插，为充分减小计算量，本文推导了计算绝对加速度反应谱的连锁公式。通过与常规方法的对比发现，抛物线反应谱算法的计算误差明显降低。在保证同样计算精度的条件下，抛物线算法较常规算法允许更低的采样率。为了将反应谱计算的相对误差控制在5％以下，抛物线算法要求有样率为奈奎斯特频率的5倍，而不是常规算法要求的10倍。     

我国海域大地水准面的计算及其与大陆大地水准面拼接的研究和实施

研究和实施了由卫星测高数据计算垂线偏差，用莫洛 金斯基（Molodensky）公式反演 大地水准面高，由此求得我国海域大地水准面高. 为了检核，将测高垂线偏差利用逆维宁迈 纳斯（Vening Meinesz）公式反演重力异常，与海上船测重力值进行了外部检核；同时还用 司托克斯（Stokes）公式，将上述反演的重力异常计算大地水准面高，与莫洛金斯基公式直 接解得的相应结果进行比较作为内部检核. 在积分计算中充分应用了FFT的严格公式.由重力和GPS水准数据确定的陆地大地水准面，和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准 面，二者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差，本文分析了产生这一现象的主要原因, 并结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际，提出了新的拼接技术，最后将拟 合参数校正中国全部海域的重 力大地水准面，以最大限度地削弱拼接点和制约测高海洋大地水准面可能存在的系统误差.     

GOCE引力梯度的频谱分析及滤波

GOCE卫星提供的梯度数据含有非常大的低频误差,如何处理这种误差是GOCE数据处理中最为关键的工作之一.本文根据GOCE卫星的运行情况,首先分析了梯度数据的频率特性,推导了频率与阶次的对应关系;并在此之上,介绍了针对低频误差的滤波方法,即移去恢复和向前向后滤波方法,前者可解决滤波中的低频信号损失问题,后者则主要解决了滤波中的相位漂移问题.最终结果表明:引力梯度的时间频谱与球谐展开中的阶次虽不是一一对应的,但各阶所对应的最大截止频率与阶次却有一定的显式表达.同时也表明,本文所采用的滤波方法是有效的,达到了消除低频误差但保留观测频段信号的目的.     

GOCE引力梯度的频谱分析及滤波

GOCE卫星提供的梯度数据含有非常大的低频误差,如何处理这种误差是GOCE数据处理中最为关键的工作之一.本文根据GOCE卫星的运行情况,首先分析了梯度数据的频率特性,推导了频率与阶次的对应关系;并在此之上,介绍了针对低频误差的滤波方法,即移去恢复和向前向后滤波方法,前者可解决滤波中的低频信号损失问题,后者则主要解决了滤波中的相位漂移问题.最终结果表明:引力梯度的时间频谱与球谐展开中的阶次虽不是一一对应的,但各阶所对应的最大截止频率与阶次却有一定的显式表达.同时也表明,本文所采用的滤波方法是有效的,达到了消除低频误差但保留观测频段信号的目的.     

多层地电断面视电阻率的高精度计算

目前地电的方法在我国已应用到地震预报的研究中,为了了解与地下力学场变化相联系的地电变化,需要了解台址下勘探体积内的电阻率分层情况,从而正确地认识各种影响因素对地电阻率的作用。     

多层地电断面视电阻率的高精度计算

目前地电的方法在我国已应用到地震预报的研究中,为了了解与地下力学场变化相联系的地电变化,需要了解台址下勘探体积内的电阻率分层情况,从而正确地认识各种影响因素对地电阻率的作用。     

再论"非圆轨迹不含导数的扇形束扫描重建公式"

黄朝志等发现在1993年发表的非圆轨迹不含导数的扇束重建公式推导中的一个错误。他们的结论是：在假设的条件下，不含导数的重建公式不是精确的，但是一个很好的近似重建公式。在本文中，作者分析了该错误的影响，讨论了用于非圆轨迹不含导数的精确扇束重建的矫正办法，并提出了一些未解决问题。     

Non‐ergodicity and PEER's framework formula

A framework formula for performance‐based earthquake engineering, advocated and used by researchers at the Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center, is closely examined. The formula was originally intended for computing the mean annual rate of a performance measure exceeding a specified threshold. However, it has also been used for computing the probability that a performance measure will exceed a specified threshold during a given period of time. It is shown that the use of the formula to compute such probabilities could lead to errors when non‐ergodic variables (aleatory or epistemic) are present. Assuming a Poisson model for the occurrence of earthquakes in time, an exact expression is derived for the probability distribution of the maximum of a performance measure over a given period of time, properly accounting for non‐ergodic uncertainties. This result is used to assess the approximation involved in the PEER formula for computing probabilities. It is found that the PEER approximation of the probability has a negligible error for probabilities less than about 0.01. For larger probabilities, the error depends on the magnitude of non‐ergodic uncertainties and the duration of time considered and can be as much as 20% for probabilities around 0.05 and 30% for probabilities around 0.10. The error is always on the conservative side. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

A distribution free plotting position

 Many plotting position formulae have been proposed for the past few decades. These formulae are derived or obtained under some specific assumption of probability distribution. Because in practice the data are often plotted in order to determine its probability distribution, it causes difficulty and confusion in selecting the plotting position formula. The objective of this study is to find a plotting position formula which is distribution free. In this study, the plotting position formulae corresponding to the order statistic mean, mode and median are investigated. The order statistic mean, mode and median values are determined by numerical integration and differentiation, and the corresponding plotting position formulae are obtained by regression analysis. The results indicate that both the plotting position formulae for the order statistic mean and mode vary with the distribution of data, but the plotting position formula for the order statistic median is distribution free. The distribution free plotting position formula for the order statistic median is proposed in this study as (i−0.326)/(n+0.348).     

GPS测量大气折射模型研究

在精密ＧＰＳ测量中,大气折射改正误差是最大的误差源之一。研究大的射理论,建立更加符合实地的模型,推导精确的改正公式,已成为ＧＰＳ测量研究中最重要的课题之一。本文对大层折射理论进行了深入研究,建立了新的在气层模型,推导出新的更精确的折射改正公式。     

黏弹性VTI介质频率空间域准P波正演模拟

有限差分方法是波场数值模拟的一个重要方法,时间域有限差分计算方法因按时间片递推计算,每个时间片的舍入误差会累积到下一片中,当时间片较多,最终会导致累积误差太大.而频率域计算是按频率片对空间网格进行整体求解方程组,其计算误差分配到了每个网格点上,并且各个频率片之间是独立计算的,因此不存在累计误差,而且在频率-空间域更易于模拟黏弹各向异性介质的衰减,同时采用25点优化差分算子克服了常规差分算子的数值频散.本文首先推导了黏弹性VTI介质的频率-空间域准P波波动方程,在此基础上,利用25点优化差分算子构造了差分格式,实现了频率空间域的正演模拟.并以断层模型为例,模拟并对比分析了利用弹性VTI介质波动方程差分格式和利用黏弹性VTI介质波动方程差分格式模拟的井间地震准P波波场记录,得出黏弹性介质地震记录由于衰减振幅相对较小,主频相对较低的结论.     

连续傍轴近似公式及其多种离散形式

基于单向波动法向透射的一般运动学模型和局部多项式插值函数,推导建立了连续形和2阶离散形法向透射傍轴近似公式。指出连续形傍轴近似公式具有多种离散形式,本文给出的标准形式、已有的多次透射公式和平面波多项式外推公式都是连续形傍轴近似公式的不同离散形式,因此具有基本相当的精度、稳定性和计算效率以及相同的普适性和局限性。     

双能CT成像基材料分解法的理论误差分析

双能X射线计算机断层成像技术(DECT)能够准确地重建物质的有效原子序数和电子密度信息,是一种有效的物质辨别技术。基材料分解法是求解DECT重建问题的主要方法之一。但目前应用此方法得到的重建结果误差较大,并且对于金属伪影抑制能力也较差。本文分析了DECT基材料分解法重建结果的误差来源和形成机制,阐释了其对金属伪影抑制作用差的原因,并推导出了该方法的理论误差计算公式,为分析方便,本文使用了两个单能进行研究。最后,对基材料分解法重建的适用条件提出了建议,一般情况下,该方法对低Z材料误差较小,对高Z材料误差较大。     

矿井瞬变电磁法全空间视电阻率解释方法研究

从全空间中心回线源响应公式出发,推导了全空间晚期和全区视电阻率公式;通过与半空间公式比较和对实测资料的分析,研究了全空间视电阻率公式的应用效果.结果显示,全空间视电阻率为半空间视电阻率的(5/2)2/3倍,其晚期视电阻率与真值的相对误差小于0.56%,而相应的半空间视电阻率与真值误差均大于42%.与常规解释方法相比,采用全空间全区视电阻率换算方法能更好地圈定低阻异常范围,且电阻率差异大.因此,该公式更适用于矿井瞬变电磁法资料处理与解释,并具有更好的效果.     

宏观地震忽略吸收确定震源深度问题的通解及其精确度

分析G-R-闵公式后得出,它是从点源幅射场导出的,与地震宏观场不相应。因在近场震源不能视作点源。在分析过程中,导出相当于点源、线源或面源以及复杂源的幅射场的深度公式。对实际的地震,它的源类型一无所知,所以不预作假定,将源指标几何扩散率n作为待定参数,导出了一个物理意义明确而又普遍化的震源深度公式。此公式的诸解法中,以计算方法准确、精度高,作图法有直观的优点,但准确性差、精度低,图算法只作获取粗略值和考察数据均匀性用。计算了9个8级以上巨震、1个71/2大震,和两个M_L=3的有感地震的震源深度,经对比结果很好,利用计算得出震源类型,结合宏观场研究了这些地震的震源几何学。并且首次在国际上给出宏观地震震源深度值的标准误差。     

顾及非线性改正的动力学方法反演GRACE时变重力场模型

本文利用解的叠加原理求解了轨道扰动微分方程组,构建了扰动位系数与轨道和星间距变率的观测方程,并分别引入非线性改正项.通过惯性坐标系与运动坐标系的转换求解状态转移方程组,分析了观测方程的低频误差特征,导出了目前常用的消除剩余星间距变率低频误差的五参数或七参数经验公式.此外,根据非惯性力模型误差是分段标定的特点,提出利用三次样条函数来处理低频误差,通过模拟计算表明三次样条函数处理低频误差略优于七参数.最后,处理实际的GRAEC Level-1b数据,解算了2006年1月至2009年12月期间的月时变重力场模型UCAS_Grace01,通过在不同区域进行比较可以得出本文计算的时变重力场模型与国际官方机构精度基本是一致的结论.