GPS垂向年周期运动的精确获取与方法评估

分别选用负荷模型方法、GRACE模型方法、空间加权法和多核函数法分析GPS垂向年周期运动参数的精确获取问题,以云南26个陆态网络GPS连续站2010—2015年观测数据得到的垂向年周期参数为标准,评估了这4种方法的效果。这4种方法与GPS连续站实测的振幅差异平均值分别为4. 97,3. 31,1. 38,1. 43 mm,4种方法的WRMS减速比平均值分别为0. 70,0. 84,0. 95,0. 94。结果表明:由于云南地区GPS连续站密度较高且区域垂向年周期运动空间一致性较好,空间加权法和多核函数法效果最好,GRACE模型方法次之,负荷模型方法最差。建议在GPS连续站较多的区域,采用空间加权法或者多核函数法;在GPS连续站较少的区域,建议采用GRACE模型方法。     

GPS测定的四川九寨沟MW6.6地震同震形变

2017年8月8日四川阿坝州九寨沟发生M_W6.6地震,震源机制解显示该地震为左旋走滑型地震。对震中周围的GPS连续站观测资料进行处理,获得高频GPS动态形变和静态同震水平位移。震中100km范围内四川松潘和甘肃武都站观测到1 Hz动态形变。距离震中约69km的松潘站观测的同震水平位移为7.4mm。根据少量的GPS静态同震位移反演的同震破裂模型显示本次地震的最大滑动量为376mm,地震矩为7.25×1018 N·m,等效矩震级为M_W6.6。正演计算的同震三维形变场显示本次地震的最大水平位移可达4~5cm,垂直位移呈四象限分布,最大可达1.5cm,区域内10个流动GPS站可观测到同震形变。     

福建省GPS连续观测基准站的选址

介绍了福建省30个GPS连续观测基准站的勘选过程。在勘选过程中,应用TEQC数据预处理软件,对预选的基准站进行24小时的测试,并做出质量分析。从而勘选出满足规范、可靠、安全、科学的GPS连续观测基准站站址,为GPS连续观测基准站建站提供依据。     

TEQC检验在福建省GPS连续观测基准站勘选中的应用

介绍了福建省30个GPS连续观测基准站的勘选过程中,应用TEQC数据预处理软件,对勘选到的基准站进行24h的测试,并做出质量分析。从而勘选出满足规范、可靠、安全、科学的GPS连续观测基准站站址,为下一步GPS连续观测基准站建站提供依据。     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

福建省30个GPS连续观测基准站选址的研究和实现

介绍了福建省30个GPS连续观测基准站的勘选情况.勘选过程中,应用TEQC数据预处理软件,对勘选到的基准站进行24小时的测试,并做出质量分析,勘选出满足规范、可靠、安全、科学的GPS连续观测基准站站址,为下一步GPS连续观测基准站建站提供了依据.     

GPS基准站网在首都圈地震前兆监测中应用能力的初步分析

<正>1研究背景GPS连续运行基准站网能实时、高精度、高时空分辨率监测地壳形变的动态变化特征,使得其在监测地壳的中长期运动、大震前可能出现的短期前兆、地震过程中观测点位的瞬时变化、震后地壳的运动特征、断层活动等方面,具有较大的应用前景(杨建文等,2021;鲍海英等,2014)。北京地区近15年累积的GPS基准站观测数据,为研究地震前兆提供了宝贵的基础数据。2研究内容选取北京地区2006年以来19个GPS连续运行基准站数据,重新进行原始观测数据的统一解算,获取ITRF2014下GPS基准站坐标时间序列,利用完善的时变速度模型计算速度场,结合2006年以来首都圈地区M_S≥4.0地震以及日本M_W 9.0地震,初步分析北京地区GPS基准站在首都圈地震前兆监测中的应用能力,以促进其在地震监测预报方面发挥作用。北京地区GPS基准台站及首都圈地区M_S≥4.0地震分布见图1。     

基于GPS连续站观测资料的鲜水河断裂运动特征研究

鲜水河断裂GPS连续站监测网由七美、瓦日、牦牛、塔工4个站组成,于2006年2月建成并开始运行。本文利用该监测网2006年2月至8月期间的观测资料,计算出6条基线长变化的时间序列,在此基础上,分析了鲜水河断裂的运动特征。结果表明,在测区范围内,鲜水河断裂以12.3±1.2 mm/a的速率左旋滑动,测区北端有明显张性,而南端则没有明显的张性或压性特征。最后,通过与以前对鲜水河断裂运动状态进行观测的各种手段和结果的比较,本文认为GPS连续运行参考站监测网在活动断裂的监测方面具有明显优势。     

GPS连续站水平位置坐标时间序列插值的一种新方法

GPS连续站多年的运行实践表明,其观测值在时间序列上并非时时连续,数据整体不完整率甚至已经达到了较高的比例。研究发现:在地壳形变的分析中,这样的结果直接影响着某种形变信息的正确提取。因此,插值已成为一项提高资料利用率、获取更多有效信息的必要途径。由于通常插值方法不注重空间上的联系,故对GPS的时间序列常难以给出恰如其分的插值结果。本文根据GPS连续观测资料各种信息的特征,提出了一种新的综合插值方法——"欧拉—周期—滤波—自噪"插值法。本文以天津GPS连续观测网为例,给出了实际操作方法,计算结果表明该插值法可以最大程度地保证各种信息不失真,较其它方法更为有效。     

中国大陆非构造负荷地壳形变的区域性特征与改正模型

自20世纪90年代初以来,GPS空间大地测量学的迅速发展和全面应用,为全球范围各种规模尺度的地壳运动和构造形变观测提供了革命性的手段,使高精度、大范围、全天候、低成本的大地测量变成了现实。为及时把握GPS空间对地观测技术为防震减灾应用带来的机遇,我国先后于1997-2000年和2007-2012年实施了国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”和“中国大陆构造环境监测网络”,在中国大陆及周边建立了由260个连续GPS观测站和2056个非连续GPS观测站构成的高精度、高密度观测网络,为精细而定量地研究中国大陆不同构造区域的现今地壳运动方式和构造形变演化态势提供了至关重要的基础平台。     

福建GPS观测在地震中的应用

福建省地震局GPS观测技术应用于1992年开始,起步早,发展快。本文阐述了福建省地震局在“九五”、“十五”期间以GPS观测技术为主的福建地壳运动观测网络的建设历程,重点对“十一五”期间正在进行的“福建省GNSS连续观测台网”项目进行了介绍。由于所处地理位置独特,福建GPS观测在地震研究中得到了广泛的应用。本文对福建GPS观测在地震应用中已经取得的成果进行了简述,并利用福建地壳运动观测网络的观测资料,分析了汶川8．0级地震对福建区域应力场的影响。“十一五”结束后,福建GNSS连续观测站达到41个,将成为我国大陆GNSS连续观测站最多、密度最大的省份之一,这将有力地推动地球科学创新和地震预报攻关。     

华北地区大范围精密水准和GPS垂直运动分析

利用华北地区2005-2007年大面积水准观测数据和1999年以来364个GPS测站(包括流动站和连续站)观测数据,分别获取其速度场。结果表明,该地区大面积水准和GPS重叠地区的垂直运动趋势基本一致,大致以太行山构造带为界,西部地区以隆升运动为主,东部地区以下沉运动为主,个别地区大面积水准和GPS的差异性运动可能是由于观测资料的时间跨度不一致和测点分布不尽相同所致。     

区域网GPS观测得到的汶川大地震前后的地壳垂直运动

中国地壳运动观测网络1000个观测站的GPS非连续观测区域网分别在1999年、 2001年、 2004年、 2007年和2009年作了5次观测。 2008年5月12日汶川8.0 级地震震中(31.0°N, 103.4°E)恰好在区域网GPS观测站密集的地区。 区域网长期、 多期GPS观测可降低年周期变化影响, 有利于获取此次地震前后的垂直位移趋势变化。 简要讨论了GPS垂直位移观测的精度。 分析了垂直位移观测的主要干扰地面沉降, 特别是华北地区因大量抽取地下水产生的严重地面沉降。 为获取汶川地震前垂直运动信息, 首先剔除因大量抽取地下水产生的大幅度沉降干扰结果, 通过趋势面分析中国大陆垂直位移空间分布, 显示了3个垂直位移沉降最显著区域。 对比分析表明, 临近汶川震区的沉降区, 未见大量抽取地下水干扰影响。 汶川地震前1999—2007年区域网GPS观测站得到的垂直位移表明, 汶川地震紧临显著沉降区的西北侧, 龙门山断层北段垂直运动闭锁。 该沉降区与另两个沉降区的时空变化明显不同, 也与区域网水平应变异常区的空间分布不同, 但该沉降区与区域网水平应变异常区同时出现。 大幅度同震垂直位移集中在龙门山断层北段震前垂直位移闭锁区。 这些事实表明, 汶川地震前GPS观测到的紧临震中的沉降区及垂直运动闭锁区与汶川地震的发生存在密切关系。     

利用GPS和水文负载模型研究云南地区垂向季节性波动变化和构造变形

去除GPS垂向位移中水文负载引起的非构造形变是获取云南地区地壳构造运动垂向成分的必要过程.本文利用云南地区在2011年1月—2020年9月间观测的27个GPS连续站数据和0.5°×0.5°的格网全球地表流量模型(Land Surface Discharge Model, LSDM)得到的水文负载形变数据,详细分析了GPS垂向位移与LSDM形变的定量关系和变化特点,并使用小波分析来研究两者在时频空间下的周期特性,研究结果表明:27个连续站的GPS垂向位移和LSDM形变的平均相关系数为0.59,若从GPS垂向位移中去除LSDM形变,可使均方根(Root Mean Squares, RMS)减少量平均为17.13%.小波分析结果表明,大部分连续站的GPS垂向位移与LSDM形变的年周期变化是物理相关的,水文负载形变是引起GPS年周期变化的主要原因,部分连续站(YNWS,KMIN,YNMZ,YNHZ,YNML,YNTH,YNDC和YNJP)的GPS年周期变化是其他因素(如其他地球物理因素、LSDM模型误差)和水文负载形变共同作用导致的.对于异常的YNGM连续站,地下水的变化、LSDM和GPS解算...     

2006年至2007年澳门地区GPS观测资料的整理与分析

对澳门地区两个GPS台站从2006年8月至2007年10月的观测资料进行了整理和分析,认为从时间序列变化中可以看出澳门地区在2006年至2007年地壳活动没有明显异常情况出现。     

GPS观测得到的中国大陆地壳垂直运动

利用中国地壳运动观测网络基准站的GPS连续观测及基本站非连续GPS观测结果，分析了基准站垂直位移的年周期变化特点，讨论了获得中国大陆垂直位移长趋势速率的条件，说明由基本站（连同基准站）多期GPS观测得到的长趋势垂直位移速率是较为可靠的。由于不少GPS观测站有幅度达数cm的年周期变化及大部分区域站观测次数少，由1999年、2001年两期区域站GPS观测难以得到可靠的长趋势垂直构造运动速率。基本站的观测结果表明中国大陆长趋势垂直构造运动主要特点是，速率较低，北升，南降，东强，西弱，西部相对东部略有下降。     

福建GPS台网观测位移时间序列特征的初步研究

使用福建GPS台网2004年3月至2006年10月的连续观测资料,对已作卡尔曼滤波后的时间序列观测值进行了初步分析。经数据处理估算各测站的运动速率,对连续观测结果综合分析获得位移,选取区域相对水平位移变化量较小的5个台站组成的一组稳定点作为基准;讨论了各测点连续时间序列与测站运动速率变化特征,除出现一次较明显的分量位移异常变化(可能与台湾强震活动有关)外,没有明显的水平位移异常现象。表明现今福建地壳运动趋势仍十分缓慢且整体较为平稳,是随同中国大陆地块较均匀地向东南方向运动。     

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。     

昆仑山口西8.1级地震前的区域面膨胀现象

利用GPS连续观测站资料研究了2001年11月14日发生的昆仑山口西8.1地震前的面膨胀现象。 选取了震中周边6个GPS基准站的连续观测资料, 计算了4个三角形的面应变, 并分析了区域面膨胀的空间分布和时变特征, 利用大尺度地面观测资料可能发现地震前存在的区域面(体)膨胀现象, 或可将其作为判断失稳压临界状态前兆的依据。     

东三旗台站的GPS、体应变和水位观测

美国PBO计划用GPS、 体应变等方法研究板缘变形。 GPS、 体应变、 地下水同步观测在东三旗台已有二年半的时间, 对该台观测数据的分析结果表明, 这种方法不仅能观测到固体潮和地面沉降, 还观测到了地壳变形异常。 由此可见, 对于板内土层GPS连续观测站的研究是GPS领域中的一项重要内容。