位错模式反演的算法研究

综述了大地测量反演算法的发展状况，详细介绍了模拟退火，随机耗费和区间算法等3种优化方法，并基于位错模式，采用模拟的重力测量观测数据，比较了3种算法的反演效果，结果表明：模拟退火法优于随机耗费法，而区间算法的可靠性又优于模拟退火法，区间算法是最可靠的反演方法。     

基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率

将微粒群算法与位错理论模型相结合,采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据,通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演,并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明,微粒群算法收敛速度快、稳定性高,结合经典位错理论模型,是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法,在大地测量反演领域极具应用潜力。     

矩阵扰动分析及其在大地测量反演误差分析中的应用

介绍了矩阵扰动分析的基本理论和方法。提出了利用矩阵的条件数作为大地测量反演误差分析的一个指标，并结合实例论述了利用矩阵的条件数判断反演问题病态特征的方法。指出：在大地测量反演中，可以通过矩阵扰动分析的理论来研究大地测量反演解的特征，从而对反演结果给出恰当的评价。     

反演奇异模型的参数估计的通用公式

将大地测量反演问题中的线性模型，综合为一般模型，称为反演奇异模型。运用最小二乘统一理论给出了反演奇异模型的参数和单位权方差通用估计公式，给出了这种模型的验前验后方差一致性检验方法。讨论了反演参数估计的有关问题。     

用大地测量数据反演2001年昆仑山地震

利用GPS和水准测量数据 ,采用模拟退火算法与分段断裂位错模型 ,对 2 0 0 1年昆仑山Ms8.1地震同震位错进行了反演研究。结果表明 :断层总长 390 (km)左右 ,呈直立走滑型 ,各断裂段左旋走滑量最大为 5～ 6m ,反演结果基本反映了地震破裂的总体特征 ;该地区岩石剪切模量 μ约为 4 .3× 10 10 Pa ;GPS和水准测量数据的联合使得多个参数的同时反演易于实现 ;大地测量数据与野外地质考察结果基本符合     

大地测量反演模型优化问题的研究

在大地测量反演中,由于观测数据的不足或由于对模型空间了解的匮乏,总会出现病态问题,因此在进行反演解算之前对反演模型空间进行优化是很有必要的。利用矩阵扰动的理论研究了大地测量反演中的病态问题,并提出了模型优化的两种方法。     

RANSAC-PSO算法的抗差反演——以芦山地震为例

本文利用RANSAC-PSO算法研究在反演断层滑动参数时所用大地测量数据包含粗差的问题。在模拟实验中对理论观测值加入1%、5%、10%粗差,分别采用粒子群算法、选权迭代算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数。结果表明,当观测值中包含粗差率达10%时,PSO算法反演的滑动参数与理论值相差23.2 cm,选权迭代法反演的滑动参数与理论值相差26.2 cm,而RANSAC-PSO反演的滑动参数与理论值相差小于1 cm。芦山地震具有以逆冲为主兼具少量左旋走滑性质,采用芦山地震同震GPS位移数据分别以PSO算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数,RANSAC-PSO算法反演的走滑量为0.051 8 m,倾滑量为0.828 9 m,均大于PSO的反演结果;释放能量1.000 9×1019 N·m（MW6.63）,与GCMT 的1.060 0×1019 N·m更加吻合。分别用RANSAC-PSO算法与PSO算法反演的滑动参数计算地表水平位移,并与GPS观测进行对比,发现二者在计算距断层的远场点时,计算的水平位移基本一致;而在计算距断层的近场点时,RANSAC-PSO算法表现更为优秀,尤其体现在LS07点上,其计算值与GPS观测值完全重合。     

顾及先验信息的模型参数反演——澜沧-耿马地震位错模型参数的求定

采用澜沧－耿马地震前后两期大地测量资料，结合发震区的地质资料和震后地表形变破坏带的调查资料，运用顾及参数先验信息的贝叶斯反演方法，联合求定了澜沧－耿马地震的两个发震断层的位错模型参数。由反演后的位借模型推算的地震应力降同用地震波资料估算的应力降属同一量级     

Bjerhammar球面单层密度时间变化的实用解算理论

研究了Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面单层密度时变实用解算理论和稳定算法。从利用重复大地测量数据联合确定Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面单层密度时变基本理论出发,推导了不同Ｂｊｅｒｈａｍｍａｒ球面上ｑ＊ｔ和δＷ＊ｔ之间的一般解式;分析研究了ｑ＊ｔ的迭代求解过程和收敛特性,得出其收敛稳定性很大程度上取决于Ｒ值的结论,同时给出了界限Ｒ的关系式;提出了解求ｑ＊ｔ的分步迭代算法,该算法从理论上解决了以前算法存在的收敛稳定问题（Ｒ较小时）,并指出：地表观测点ｑｔ的确定应遵循匹配处理准则,即各观测点数据应蕴含相同物理过程。最后给出了ｑ＊ｔ的精度评估公式。     

负位错模型与断层运动图象──确定滇西地震预报实验区的潜在震源区

为了确定断层的滑移区和闭锁区，我们采用闭锁区存在一个负位错和断层两侧的地块相对运动相叠加的模型来模拟断层运动图象，并使用多期大地测量资料反演确定断层的闭锁区。本文采用滇西地震预报实验区的两期大地测量资料和部分跨断层形变观测资料，反演确定了该地区四条主要活动断层的运动图象，从而判断大理、祥云一带为断层的闭锁区，并以此作为确定潜在震源区的标志。     

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断层三维滑动速率反演的算法对比

将微粒群优化算法与位错理论模型相结合,采用模拟重力测量数据反演断层三维滑动速率,并比较了该算法与蒙特卡洛法和蚁群算法的反演结果。利用河西地区2001~2004年的GPS数据,对祁连山断层的三维滑动速率进行反演,并与蚁群算法进行比较。结果表明,微粒群优化算法可有效求解断层的三维滑动速率,收敛快、精度高。     

MATLAB软件在测量平差中的应用

阐述了如何利用 MATLAB软件处理观测数据。 MATLAB是目前在大学和研究机构广泛应用的一种数值计算及图形工具软件 ,它的特点是语法结构简明 ,数值计算高效 ,图形功能完备 ,特别适合非专业编程人员完成数值计算、科学试验数据处理等任务。给出了一个水准网无约束平差算例及其源程序     

3D Joint inversion of gravity and gravity tensor data

The processing and interpretation of gravity and gradient data plays an important role in geophysics. The cross gradient joint inversion is usually used for achieving structure coupling of multiple geophysical mod-els.In order to realize the coupling of gravity and gravity tensor data, the authors analyzed each component. The results show that different types of data contain different direction information, and derived the joint inver-sion based on cross gradient function and applied it to model data.The theoretical model results show that the cross gradient method can reduce the multi solution and significantly improve the resolution of the inversion. The method was also applied to inverse the gravity tensor data in Vinton salt dome, showing that this method can get higher resolution results than the separate linear inversion, and be closer to the real density from drilling data.     

利用InSAR和GPS形变数据反演断层深部滑动的敏感性分析

为探究InSAR和GPS形变数据对断层深部滑动的敏感性,分别模拟走滑断层、正断层和逆冲断层在不同深度的滑动分布模型,并基于不同精度的InSAR和GPS形变数据反演了3类断层在不同深度位置的滑移分布。对3类断层的结果进行对比分析发现,实验得到的结论具有较好的一致性。结果表明,在相同深度时,基于高精度InSAR和GPS形变数据反演的深部滑动残差较小,而基于常规精度InSAR数据反演结果的残差较大;随着深度的增加,反演深部滑动的探测性呈逐步下降的趋势,其中基于高精度InSAR和GPS数据的滑动探测性高于基于常规精度InSAR的滑动探测性。当InSAR和GPS数据精度相同时,维度对断层深部滑动的探测性有一定影响。     

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联合反演模型中相对权比的约束反演

为确定联合反演模型中的相对权比,提出根据数据先验信息对相对权比进行一定约束,并将相对权比同其他模型参数一并作为未知参数参与反演的方法。数值实验表明,当先验信息可靠时,运用该方法可以获得较好的结果。