基于GPS的关中地区现今地壳水平运动特征分析

本文在广泛总结前人研究成果、经验并结合关中地区地质构造背景和地震特征的基础上,利用关中地区的GPS观测数据对关中地区地壳水平运动形变进行了深入研究,结果表明:①相对于榆林站点(D058),2002-2004年关中地区和鄂尔多斯块体南缘水平运动速率呈现较为明显的北东向条状带运动特征,仍然呈现整体不连续性逆时针旋转运动的特征;2004年-2005年关中地区和鄂尔多斯块体南缘GPS站点呈现分块式运动特征,不存在较明显的整体不连续性变化特征;②相对于彬县站点(JB08),关中地区中部的彬县-西安-蓝田一线存在一左旋剪切带,该左旋剪切带的北部与铜川-泾阳-临潼-渭南这一北西向小震条带有着较好的对应关系,可能是决定关中地区中部地震活动的主要因素;关中地区从整体上看,东部站点运动成规律性变化,运动速率大,约为6~7mm/a;中西部站点运动规律性不强,运动速率稍小。     

基于GPS的关中地区地壳水平运动研究

以"中国地壳运动观测网络"观测数据以及陕西省GPS观测网2001-2005年的5期观测数据为基础,应用GAM IT/GLOBK软件对数据进行精密解算,获得了陕西省关中地区2001~2005年相对于鄂尔多斯块体以及关中地区内部彬县站点的水平运动速度场。并结合板块构造学原理进一步分析了关中及其邻区的地壳运动规律:①GPS技术用于地壳运动的监测是可行的;②相对于较稳定的鄂尔多斯块体,关中地区整体呈现不连续性逆时针旋转;③关中地区中西部存在多处应力集中区,地壳的相对水平运动较为激烈;④关中地区中部泾灞隐伏断裂带附近地壳水平运动激烈,属潜在多震区。     

基于GPS数据的川滇地区地壳水平运动研究

利用川滇地区2011-2013年年积日206-220 d共计45 d的陆态网络站点的GPS观测数据,得到川滇地区基于ITRF2008的两期水平运动绝对速度场;经分析川滇地区近3年地壳水平运动较为显著,整体呈SE向且有增强趋势。利用单点基准得到相对水平运动速度场,相对于LHAZ站,川滇地区整体上呈现显著SW向运动,顺时针旋转向印度板块。相对于区域内部站点SCSM和YNYM,川滇地区不同区域呈现出相异的运动趋势。     

基于CGCS2000的中国地壳水平运动速度场模型研究

首先介绍通过数据处理获取CGCS 2000(中国大地坐标系统2000)下点位坐标和速度场的方法,其次研究分析在CGCS 2000下建立满足中国大陆区域无整体旋转条件的中国大陆板块位移基准方法,计算得到的CGCS 2000下中国大陆区域的欧拉角速度是0.2997(°)/Ma,旋转极的位置为(64.77°N,94.093°E),最后利用计算获取的CGCS 2000下的国家高精度GPS网的坐标和速度值,采用有限元插值方法建立中国大陆区域地壳运动速度场模型,并初步分析CGCS2000下的中国大陆地壳运动整体趋势.通过本文的研究可以进一步维护和精化中国CGCS 2000的稳定性、动态性和精确性,也可对CGCS 2000坐标参考框架下的中国区域地壳运动特征的研究提供科学方法和高时空分辨率的基础数据.

Abstract：

Firstly, the processing strategy of obtaining the coordinate and velocity based on the CGCS 2000 (Chinese geocentric 3D coordinate system)is introduced. Secondly, a new plates displacement reference frame of Chinese mainland subjected to the regional No-Net-Rotation (NNR) conditions is researched, The results inferred the position of the Euler rotation pole of the Chinese mainland plates is (64, 77°N,94.093°E) and its rate is 0. 299 7(°)/Ma based on the CGCS 2000. Finally, Crustal movement velocity field of Chinese mainland are inferred through the precise result of CORS and national GPS network, and the model of crustal deformation velocity field has been established based on the adoptions of finite element interpolation method. On which, the regional crustal deformation characters of China mainland have been proximately analyzed. Based on the study of this paper, the precision, dynamics and reliability of CGCS 2000 would be further renewed and maintained, further more the basic data with high spatial-temporal resolution and scientific methods are referred to study characteristics of Chinese mainland crustal movement.     

利用GPS观测到的中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比,介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法,包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS数据处理与形变分析中的基本概念,如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。介绍利用中国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况、用GAMIT/GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析。基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度,由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动,包括以位于东部的一组稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量。得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像,分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征。在所述观测期间,我国东部地区相对较为稳定。相对东部稳定点组,东北块体向北运动;华南块体向东南运动。相对东部地区,新疆西北部地区以北西向运动为主;西南西藏地区以向北运动为主;西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

中国大陆现今地壳垂直运动研究

报告了利用中华人民共和国成立以来，国家3期高精度水准测量资料，研究中国大陆近50年来垂直运动的方法与结果。论衣了净化数据源与使用复测资料的方案。分析了除按大陆整体推求垂直运动速率外，按地分区推求地壳垂直运动速率，地壳、地地表垂直运动分离的必要性。提出了与地质构造相结合的数据处理方法和所采用的单点动态垂直基准。对使用多面函数逼近速率面，在全国范围的实用性实验作了说明。介绍了研究获得的中国大陆垂直运动的最新成果，并就运动的特征和趋势进行了论述。     

利用局域复测GPS网研究中国大陆块体现今地壳运动速度场

利用1992年以来我国进行的6项不同规模高精度GPS地壳监测网的资料,采用统一的数据处理策略,重新进行了数据处理,并统一进行了平差,归算到相同的ITRF97坐标框架基准之下,获得了中国目前覆盖最广、测站最多的一个较为完整的、框架统一的GPS地壳运动图像和速度场,并对结果作了初步的地学解释。     

利用GPS资料采用非连续变形分析模型确定中国大陆地壳运动速度场

利用近10年来我国先后建立的多个大规模高精度GPS地壳形变监测网资料，科学合理地计算出各GPS站点的速度值。采用球面非连续变形分析（DDA）模型，以GPS观测得到的速度值为约束，拟合出了中国大陆现今地壳运动的速度场。它不仅客观地描述了地壳运动的刚性成分，也客观地描述了块体内部的变形，并且具有物理意义。该速度场模型较地质构造速度模型，离散点速度模型，刚体转运速度模型，配置拟合速度模型等有明显的优越性。     

利用GPS观测到中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比，介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法，包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS处理与形变分析中的基本概念，如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。暖和 国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况，用GAMIT／GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析，基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度，由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动，包括以位于东部的一级稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量，得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像，分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征，在所述观测期间，我国东部地区相对较为稳定，相对东部稳定点组，东北块体向北运动；华南块体向东南运动。相对东部地区，新疆西北部地区以北西向运动为主；西南西藏地区以向北运动为主；西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

天文大地网与GPS2000网联合平差的地壳形变改正研究

按照中国大陆地质构造情况，将中国大陆划分成不规则的曲线网格．利用高精度GPS网平差得到的GPS速度、地震矩张量和活断层滑动速率。采用双三次样条函数拟合的方法。求出了中国大陆现今地壳运动速度场和变形场；利用中国大陆现今地壳运动速度场和变形场模型。研究分析了天文大地网与GPS2000网联合平差中是否需要对天文大地网地面观测值进行形变改正问题。研究结果表明。天文大地网观测点坐标需要改正，但不需要在联合平差中对天文大地网地面观测数据(边长、方位角)进行改正，可以省去天文大地网约30万个观测量的地壳形变改正工作。     

广西区域现今地壳运动与应变的GPS监测分析

利用GAMIT/GLOBK软件分析了1998-2010年间多期GPS观测数据,获得了ITRF2005框架下广西区域现今地壳运动三维速度场和应变场参数,并对区域形变场和现今构造运动动力学机制进行了初步讨论。GPS监测结果显示:广西区域现今地壳运动随华南块体作南东东方向的逆时针构造运动,ITRF2005框架下水平方向平均速率为33.49 mm/a,优势方向为N 109.3° E;垂直方向平均速率为+1.30 mm/a,整体趋势是自桂东向桂西方向垂向速率逐步增加。现今应变状态以N 127.3°±4.8° E挤压为主,最大主压应变率-2.7±0.5×10^-9/a;兼有N 37.3°±4.8° E方向的拉张作用,最大主张应变率1.8±0.2×10^-9/a。本文研究结果为描述广西区域现今地壳运动提供了一个更加精细的三维速度场。     

广西区域现今地壳运动构造特性研究

利用多期GPS观测资料计算了广西区域ITRF2000框架下的三维速度场、主应变参数及区域参考框架下的三维形变速率和形变运动趋势,研究了该区域现今地壳运动速度场及内部形变规律。结果表明,广西区域随同南华亚板块作SE-NW方向的逆时针运动,在ITRF2000框架下的东西向速率为29.3 mm/a,南北向速率为-13.4 mm/a,垂向平均速率为2.3 mm/a;区域内部现今地壳运动的形变量较大(约4 mm/a),主张应变率(5.48×10-9/a)大于主压应变率(3.70×10-9/a),地壳应变表现为拉张为主,主应变轴为N43.19°E。     

利用GPS技术测定珠峰高程变化及其北坡地壳形变的初步分析

20世纪60年代以来,我国单独或与外国合作,在1966年、1975年、1992年、1998年、1999年和2005年对珠穆朗玛峰(以下简称珠峰)的高程及其北坡的地壳运动进行了6次大规模的大地测量,其中包括天文、重力、平面、高程和大气折射等方面的外业作业、数据处理和科学研究。本文对我国上述几次测量中的GPS和水准测量等数据进行了综合,对珠峰峰顶雪面高程值的变化和该地区地壳的水平运动和垂直运动进行了探索。根据1992年和2005年的GPS测量,珠峰峰顶雪面高程的变化在13 a间约下降25 cm,平均年下降率为1.8 cm。根据1992~2005年间的三次GPS测量,珠峰北坡地区的地壳水平运动平均每年以4 cm的速度向北东45°方向推进。根据1966~2005年的多期水准测量,该地区的地壳垂直运动平均每年上升1.8 mm。此外,若从以上各个时间段作进一步分析,则发现珠峰北坡地壳的水平运动和垂直运动在时间上和空间上都存在非平稳性。     

青藏高原地壳运动与应变的GPS监测研究

全球定位系统(GPS)观测可提供高精度、大范围和准实时的地壳运动定量数据,使得在短时间内获取大范围地壳运动速度场成为可能,已广泛地用于监测现今地壳运动.该文利用1993~2002年间5期GPS观测资料采用自洽统一参考框架方法分析研究了青藏高原地区的现今地壳运动,获得了GPS速度场和应变场,结果及其精度较以前有所改善,尤其在垂直速度和喀喇昆仑-嘉黎以南地区应变参数较以前结果有较大不同.通过分析与比较得出:目前喜玛拉雅块体以N37.1±0.7°E的挤压为主,达到了-98.5±4.2×10-9/a,同时兼有的N127.1±0.7°E方向拉张,达到了26.7±2.8×10-9/a,最大剪应变62.6±2.6×10-9/a,面应变-78.1±5.1×10-9/a,这与前期的研究成果有着较大的不同;西藏块体N39.0±2.0°E挤压为主,达到了-20.3±1.2×10-9/a,同时兼有N129.0±2.0°E的拉张,达到了10.8±1.6×10-9/a,最大剪应变15.6±1.0×10-9/a,面应变-9.5±2.2×10-9/a;总体而言,喜马拉雅块体到西藏块体的主压应变率和拉张应变率变小;青藏高原现今东西向拉张主要体现在西藏块体中部;此外,GPS结果显示青藏高原每年以3~5 mm的速率处于隆升中,这一结果与前期GPS成果相差约2~3 mm.     

ADCP与GPS在内河流态测量中的应用问题及对策

ADCP全称为声学多普勒剖面流速仪(AcousticDopplerCurrentProfiler),是一种根据声学多普勒频移效应用矢量合成方法测量水流速度剖面的仪器,ADCP可测出水流流速矢量的东向、北向和垂向分量,为工程项目的河道数学模型和物理模型提供原始三维流态数据,为河势分析、河道冲淤计算、河道演变分析提供资料,由于天然河道水流特性及ADCP测流原理导致在测量中仍存在一些问题,如底沙运动、流速脉动、外界磁场影响等,因此探索ADCP与GPS的应用问题及对策来完成内河河道流态测量具有十分重要的意义。     

不同约束条件下GPS网平面约束平差的研究与分析

本文主要论述了GPS网平面约束平差的方法及精度评定。最后,利用一个实例,根据其原理,采用不同方案在不同的约束条件下,得到的不同的约束平差的结果进行比较分析。最后得出当采用比较好的约束条件,相应地约束平差的结果精度比较高、可靠性好。     

GPS地籍控制测量的联网及其精度

介绍了ＧＰＳ地籍控制测量的几种联网作业形式，为一个地区的城区网、建制镇和已知点之间的联测提供了行之有效的方案。成果经二维约束平差，各项精度指标均优于设计要求。     

基于球面最小二乘配置的福建省地壳水平形变研究

利用GPS实测数据解算区域地壳应变率分布是现今地壳水平形变研究的一个重要手段。本文研究采用基于球坐标的最小二乘配置应变率计算公式,结合GPS实测速度场解算福建省东南沿海及其邻近区域应变率场。结果显示,福建东南沿海地壳形变主要受到来自印度板块与菲律宾板块对欧亚大陆的共同作用。区内主压应变率趋势强于主张应变率趋势。以九龙江断裂为界,以北地区地壳形变特征较为一致,断裂以南地区,自北东向西南,区域地壳形变逐渐变化,呈现离散化、多样化的特征。