连续观测站的噪声分析

分析了中国地壳运动观测网络在全国布设的27个GPS连续站开始运行以来至2005年11月的站坐标时间序列. 在对数据进行清理的基础上， 分析了各站坐标分量噪声的功率谱密度， 计算了表征各分量的噪声特性的谱指数. 谱指数显示， 大部分站的各坐标分量时间序列的噪声可以用白噪声+闪烁噪声的模型来描述， 少部分则可用白噪声+闪烁噪声+随机漫步噪声的模型来描述. 采用最大似然估计准则， 定量估计了模型中的各噪声分量. 结果表明， GPS站坐标时间序列中白噪声甚至不是噪声的主要成分. 因此， 仅顾及白噪声得到的测站运动参数的误差估计， 实际上是过高的， 或者说是过于乐观的. 相应地， 对这些运动参数作出解释时， 如果不充分考虑这一因素， 有可能会对读者产生误导.      

汶川地震前后四川区域GPS时序特征演变及统计分析

为探索地震事件对GPS坐标时间序列的长周期影响,对汶川地震前后四川GPS观测网络长约10年的解算成果进行了多参数模型噪声特征分析.基于最大似然估计方法和频谱特性分析,提取了地震前后各测站坐标序列中的噪声分量,使用Λ-统计检验,得出"白噪声+闪烁噪声"模型可以作为四川GPS区域观测网络的最优噪声组合模型,同时,地震事件使得地震前后GPS噪声分量中的白噪声、闪烁噪声、随机游走噪声等发生显著改变,说明传统谱噪声分析中简单地将地震数据拼接在一起并进行统一处理的模式并不可取;使用共模误差分析方法、区域速度场变化趋势等信息对地震前后噪声模型的改变成因进行了初步的物理解析.     

香港GPS基准站坐标序列特征分析

利用香港GPS连续运行参考站网络2001年1月至2007年8月的观测资料,全面深入地分析了12个基准站坐标序列特征.本文采用主成分空间滤波算法去除公共误差,来提高坐标序列的信噪比,并采用最大似然估计准则定量估计滤波后坐标序列的噪声特性,计算了地球表面质量负荷（包括大气、非潮汐海洋、积雪和土壤水）对香港GPS基准站坐标序列的影响.研究结果表明：香港GPS基准站坐标序列具有高度的空间相关性,其公共误差具有较强的季节性变化特征;地表质量负荷变化引起的香港地壳形变可以解释公共误差序列中约为3mm的垂向周年变化,经过质量负荷改正后的公共误差序列与高阶电离层误差高度相关;滤波后坐标序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声模型来描述,顾及闪烁噪声所计算的速度误差要比只考虑可变白噪声计算的速度误差大2~6倍;基准站间存在达1.5 mm/yr的相对水平运动,揭示香港地区存在活动断层;部分基准站坐标具有明显的振幅为1～2 mm本地季节性变化,所有测站的残差序列也表现出强烈的季节性变化.     

基于有色噪声模型的GPS速度场精度与时间序列长度相关性研究

利用2010—2015年陆态网络GPS连续观测站的三维站坐标时序资料, 在采用最大似然估计MLE方法计算得到云南地区GPS基准站三维站坐标分量最优噪声模型的基础上, 进一步定量对比分析了有色噪声和白噪声模型下陆态网络GPS连续站速度场稳定性与时间序列长度的关系。 结果表明: 在闪烁噪声模型下, 中国大陆大部分地区GPS连续站1 a时段的速度不确定度大。 而随着时间的逐年累积, 闪烁噪声模型下的速度不确定度与同时段白噪声模型下的差异逐步减小, 闪烁噪声模型下3～4 a时段的速度不确定度与同时段白噪声模型的差异小于0.2 mm。 研究说明在有色噪声模型下要获得高精度的速度场需要3～4 a的观测数据, 白噪声模型下GPS速度场精度可靠可信的前提是采用不少于3～4 a的数据。     

中国区域IGS基准站坐标时间序列非线性变化的成因分析

GPS坐标时间序列呈现显著的季节性变化,通常认为大气压、非潮汐海洋负载及水文负载(统称为地表质量负载)是引起测站谐波变化的主要因素.本文计算了不同地表质量负载造成的测站位移,以此修正中国区域11个IGS基准站的坐标时间序列.建立了地球物理现象与测站季节性变化及噪声特性之间的初步数值联系,认为其会造成测站的噪声特性变化,主要表现为带通及随机漫步噪声特征,且仅能减小测站U分量的周年运动,但并不是造成测站U分量半周年运动及水平方向周年运动的主要原因.深入分析了造成中国区域IGS基准站非线性变化的其他可能因素,重点探讨了周日(S1)、半周日(S2)大气潮汐对基准站周年振幅的贡献,由此提出S1、S2大气潮汐是造成中国区域IGS基准站周年运动,尤其是中南部测站垂向周年运动的主要因素之一.     

南极半岛地区GPS坐标时间序列噪声分析及形变模式初探

有色噪声广泛存在于各种连续GPS站坐标时间序列,对GPS时间序列分析有重要影响.利用GAMIT/GLOBK软件解算了南极半岛地区8个GPS测站2010—2014年的实测数据,对坐标时间序列使用主分量分析法(PCA)进行了空间滤波,利用CATS软件估计了不同噪声模型下和空间滤波前后的噪声量级、站坐标时间序列参数及其不确定度,最后对南极半岛地区水平和垂向的形变模式进行了分析和讨论.结果表明,南极半岛地区GPS时间序列不仅存在白噪声,还存在较大量级的闪烁噪声,部分测站E方向在滤波前可能存在随机游走噪声;空间滤波能够有效降低这三种噪声的量级,从而有效减小线性项和周期项估计的不确定度;南极半岛地区在水平方向主要表现为板块运动,还可能存在局部性构造运动;在垂直方向上由冰川均衡调整(Glacial Isostatic Adjustment,GIA)因素引起的抬升较小,主要表现为现今冰雪质量损失引起的弹性抬升运动.     

有色噪声模型下云南地区GPS基准站速度与周期估计

基于2010~2014年云南地区25个GPS连续观测站的三维站坐标时间序列结果,通过不同噪声模型对其进行分析,结果表明:各坐标分量具有不同的噪声特性且最优噪声模型存在多样性,闪烁噪声+白噪声和幂律噪声+白噪声为该区主要的噪声模型,垂向分量最优噪声模型的分布表现出以NW向红河断裂带为分界的地域性。噪声模型与测站运动参数的定量分析表明,噪声模型对测站速度不确定度和年周期振幅不确定度影响较大,有色噪声模型下的速度不确定度和年周期振幅不确定度分别是白噪声模型下的3~7倍和2~3倍;噪声模型对速度及年周期振幅产生少量影响,有色噪声模型和白噪声模型下的线性速度估值偏差一般小于1 mm/a,少数测站垂向分量差异超过1 mm/a,年周期振幅估值偏差一般小于0.5 mm/a,且垂向分量偏差大于水平分量,东向分量偏差大于北向分量。     

陆态网络GNSS基准站阶跃偏移量的精确估计

通过对发生阶跃的GNSS基准站坐标序列谱指数的求解,表明了其具有有色噪声的特性,并对三分量分别建立了最优噪声模型,以此对GNSS基准站坐标的阶跃偏移量进行了精确估计,探明了地震和仪器更换对测站产生的精细影响。同时利用求解的阶跃偏移量对坐标序列进行修正,对获取连续性变化的测站坐标序列和获取精确的测站三维运动参数具有重要意义。     

连续GPS观测中的相关噪声分析

分析了中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列中相关噪声的特性.利用最大似然估计反演了幂指数噪声的谱指数;考察了多种噪声模型,发现除闪烁噪声之外,约50%台站的东分量中的相关噪声可用"随机漫步噪声+一阶高斯-马尔可夫噪声"模型来描述,与其它分析机构产出的全球解并不一致,显示出处理策略的不同能够造成相关噪声的差异.白噪声和闪烁噪声的大小存在明显的地理分异,东南沿海台站的噪声要大于西北内陆台站.考虑相关噪声时,各站的速率估计方差要增大一个数量级以上,水平分量多在1mm/a以内,而垂向分量则较大.     

GNSS不同类型实验观测墩对不同类型噪声幅值影响分析

以小波分析方法为基础,对2 km范围以内的不同类型试验观测墩在同等观测条件下的GNSS时间序列的线性拟合残差进行sym8小波8尺度分解,得到不同尺度(也即不同频段)的噪声残差,然后将不同尺度的噪声残差组合成具有白噪声特性的高频部分、闪烁噪声特性的中频部分和随机游走性质的低频部分.仅分析了不同类型观测墩的被认为是GNSS固有的高频部分(白噪声)和中频部分(闪烁噪声)噪声幅值大小及变化情况.分析结果表明,在ITRF2005下按单日解采样并考虑观测误差及数据处理误差水平的情况下,可认为基岩、土层和楼顶标稳定性对白噪声及闪烁噪声幅值影响不大,在进行临震异常分析或震后形变异常监测时,上述不同类型观测墩观测数据基本满足要求.     

Method of prediction of earthquake by using seismisity

The method of prediction of earthquake by using seismisity (MPES) is to make use of the message of earthquakes (including large, middle, small) in pre-period to predict large earthquake in post-period. Some better methods are presented in this paper which are selected among many means used in our country recent years. These methods are classified into six sets: 1. Method of spatial pattern; 2. Method of time process; 3. Method of seismic sequence; 4. Method of earthquake correlation; 5. Method of parameters of seismic source and medium; 6. Comprehensive method. Prediction effects of each method are evaluated with unique score. The value of each method, scoreR, are generally in a range between 0.3 and 0.6. This value only represents internal consistency, however, the ability of actual prediction belongs to the extensional effect, which is generally lower than the value of internal consistency. If the ability of actual prediction could be evaluated withR = 0.3, the ability of prediction of earthquake by seismicity will be stated as following: If most of earthquakes must be predicted, the warning time needs to take seventy percent of whole time period of prediction; If half earthquakes must be predicted, the warning time needs to take twenty percent of whole time period of prediction. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 239–252, 1993.     

Disaggregation modelling of monthly streamflows using a new approach of the method of fragments

Abstract

The method of fragments is applied to the generation of synthetic monthly streamflow series using streamflow data from 34 gauging stations in mainland Portugal. A generation model based on the random sampling of the log-Pearson Type III distribution was applied to each sample to generate 1200 synthetic series of annual streamflow with an equal length to that of the sample. The synthetic annual streamflow series were then disaggregated into monthly streamflows using the method of fragments, by three approaches that differed in terms of the establishment of classes and the selection of fragments. The results of the application of such approaches were compared in terms of the capacity of the method to preserve the main monthly statistical parameters of the historical samples.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor C. Onof

Citation Silva, A.T. and Portela, M.M., 2012. Disaggregation modelling of monthly streamflows using a new approach of the method of fragments. Hydrological Sciences Journal, 57 (5), 942–955.     

土的工程力学性质与其电阻率关系实验研究

建立岩土的工程力学性质与其地球物理参数的量化关系是实现工程物探资料量化解释的必然前提。本次工作在分析影响土的工程力学性质和电阻率的共同因素基础上，通过室内实验，研究了不同类型土的粒度成分、含水率、饱和度、密实度与其电阻率的关系，并在此基础上探讨了耗土的压缩系数、粘聚力、压缩模量与电阻率的关系，得出了一系列的关系曲线及一些拟合公式，并对这些公式的含义进行了解释。     

高速铁路路基动土压力测试信号的小波分析

阐述了小波分析的基本原理与方法,选用Daubechies小波对某高速铁路路基土压力的现场振动测试信号进行分析处理。由此对高速列车荷载作用下,路基动土压力产生的机理及其土压力的构成进行较深入的研究。     

不同级别安评工作确定设防地震参数的要点

本文依据作者多年来编写和评审地震安全性评价报告的体会,分别论述了设防地震的原则,以及Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级地震安全性评价确定设防地震参数的要点及缘由,并列举了一些实例,以期为地震安全性评价更加科学和有序的发展有所帮助。     

洛阳地震台数字记录的台湾省地震误差分析

结合洛阳地质构造背景,分析了2000年1月～2006年10月洛阳地震台记录到的台湾省地震的P波干扰因素及识别方法,影区地震、深源震的S波(或LG波)特征,采用中国地震台网中心确定的震级与洛阳地震台测定的复核、速报震级相比较,按震级段、年度分别统计分析,查找产生震级误差的原因,计算出台基校正系数,认为排除干扰、提高震相分析能力、用台基校正系数修正Ms计算公式,是减小震级误差的有效方法.     

黄河中游河流阶地的对比及阶地系列形成中构造作用的多层次性分析

黄河在流经青藏市原东北缘海原－同以弧形构造区的过程中,发育了多达10－21组的斯座和侵蚀型阶地,其最大拔河高度为40lm,最高阶地的发育年代为1．57MaBP。通过对该区米家山、车木峡和黑山峡河口3处黄河阶地以及我国北方大范围内河流阶地的对比分析发现,河流阶地系列形成中在构造作用上具有多层次性特征,即它包含了不同范围或规模和不同级次构造隆升作用所导致的阶地。研究区的黄河阶地系列可以划分为3个层次。其中,第一层次的阶地共有6级,为我国北方大范围内同期形成的阶地,它们代表1．6Ma以来青藏高原阶段性隆升的次数,其隆升幅度由西向东逐渐减小;第二层次的阶地共有5级,为海原－天景山构造区内同期发育的阶地,它们代表1．6Ma以来该构造区本身自隆升的次数和幅度;第三层次阶地为发育在米家山东坡的10级不同期阶地,它们代表1．6Ma以来海原构造山地独自的抬升的次数和幅度。阶地发育时间与黄土－古土壤序列的对比还表明,反映青藏高原大范围构造隆升的第一层次阶地与气候变化之间有很好的可对比性,其形成年代均与相应古土壤发育时间的间冰期对应,暗示导致河流下切的在范围构造抬升与强干冷期后同样可导致河流下切的气候暖湿期紧密相关,它们共同组成了构造－气候旋回。第二层次和第三层次阶地的形成时间与气候变化之间无统一特定的关系,显示它们的形成更主要的受控于天景山块体和海原构造带的隆升作用。因此,研究区的河流阶地主要可分为2种成因类型。一种是在大范围构造抬升和气候变化联合作用下形成的构造－气候旋回阶地,此类阶地分布范围广,具有区域间的可对比性;另一种是以局部构造抬升为主导因素形成的脉动式构造旋回阶地,此类阶地的分布受 控于活动构造带,在构造区带内自成体系,不具有区域间的可对比性。     

波浪和海底底床的相互作用(2)--底床应力及位移分布

系统分析了波浪作用下海底底床中的应力及位移分布，考虑了不同加载波参数、弹性模量、饱和度及底床厚度对底床应力分布的影响,并计算了不同砂质的土骨架水平位移和垂向位移，比较了饱和底床和非饱和底床，这些结果可应用于海洋结构物的市场。     

波列振幅衰减测桩法的研究与应用(Ⅱ)——桩身成型质量的检测

通过对波动、振动和尾波的特征分析，提出以足够大的力冲击桩顶，在桩顶附近记录综合波列图，利用其振幅衰减、周期变化和反射波震相等判断桩身成型质量：波列周期均匀且较小，同时波列振幅衰减较快，而又未见明显反射波震相者桩身成型良好；而有缺陷如断裂、缩径等时波列振幅衰减变慢，反射波震相明显，且有大周期出现.它对桩的浅部（特别是桩顶下5米以内的）缺陷检测特别有效.另外利用动态PS曲线也可判断桩身成型质量：曲线较平滑者，桩身成型良好；曲线出现弯折者桩身存在缺陷，缺陷程度可参照承载力受影响大小确定.     

用地震烈度史料预测场地地震危险性及与地震危险性分析的初步比较

本文介绍一种新的评估场地地震危险性的概率方法。该方法主要依据场地历史地震影响烈度资料,其特点是吸收了地震危险性分析的某些思想,并能引进区域未来地震活动趋势估计。文中提出有关参数综合确定方法并对一些问题进行了讨论。作为实例,预测了14个工程场地地震危险性。与地震危险性分析方法相比,该方法具有计算简便,不确定性和敏感性因素较少的优点,并能用实际资料检验所求的场地总危险性P(I≥i)。在地震和烈度史料丰富的地区,本方法可以取得比目前危险性分析更稳定的结果。