陆态网络GNSS基准站地壳运动速度场分析

针对中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)中观测数据处理的期数过少或解算成果的坐标系统不统一等问题,该文在ITRF2008中对陆态网络239个GNSS基准站从2010年1月至2013年8月的观测数据进行解算,获取站点的坐标时间序列,估计了站点的水平和垂直运动速度场,并分析了中国大陆地壳运动特征。结果表明:GNSS基准站在ITRF2008中的坐标时间序列整体上符合线性变化趋势,东西方向的幅度变化大,高程方向受观测噪声的影响较大一些;高程方向相比较水平方向的年周期性更为明显;水平速度场明显有自西向东运动的趋势,且西藏块体中测站变化最为明显;垂直运动速度场中,华中、华南、华东块体中测站存在较低速率的下降,其他块体的测站存在较低速率的隆升。     

中国地壳运动整体速度场模型的建立方法研究

利用所能得到的468点的高精度GPS速度场,采用计算欧拉矢量法和多面函数拟合法分别在细分块体和不细分块体的情况下建立了中国地壳运动整体速度场模型,并对其结果进行了分析。结果表明,在对块体介质刚弹性的认定不明确时,多面函数拟合法比计算欧拉矢量法更适合中国平面地壳运动速度场模型的建立。     

山西CORS网基准站速度场分析

利用GAMIT/GLOBK软件处理山西CORS基准站2009-05～2011-02期间将近2a的数据,确定了基准站的坐标时间序列和速度场,并分析了山西省地壳运动。结果表明,山西CORS基准站在ITRF2005框架下水平方向运动的平均速率为33.97mm·a-1,运动方向为SEE110.55;相对于欧亚板块的水平方向运动的平均速率为6mm·a-1,运动方向为SE130.69。此外,SXCORS基准站在ITRF2005框架下的垂直速度场的变化规律为绝大多数地区发生沉降,且南部地区的沉降速率大于北部地区,沉降的主要原因是由于地下水的长期开采和超采以及煤炭的开采,并且该现象在南部地区更为严重。     

川滇地块现今地壳运动速度场解算与分析

利用GAMIT10.4和BERNESE5.2软件,分别对川滇地区中国地壳运动观测网络51个GNSS基准站2010—2014年的观测数据进行处理。两者解算所得单日解基线和坐标时间序列离散度优于10mm,且变化趋势一致,吻合度较高。基线重复率水平向优于1+4×10-9 L;垂向优于4+6×10-9 L(单位mm,其中L表示基线长度,单位m)。利用PL+VW噪声模型进行了速度估计,获取了川滇地区相对欧亚板块地壳运动速度场。结果显示:除滇西南地区呈现出由西向东的增大趋势外,川滇块体其它区域地壳运动特征由北往南、由西往东呈逐渐衰减趋势;运动方向持续围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,且仍然存在着南北向强烈的挤压特征。以安宁河-则木河断裂、小江断裂和红河断裂为界,选用了两侧能反映震间断裂构造特征的GPS测站,分析了断裂两侧的速度差异。并利用平行断层的速度剖面,拟合反正切函数变化趋势,获取了断裂带可能的变形宽度。     

基于GPS速度场的中国大陆地壳运动特征研究

根据2007~2009年、2009~2011年、2011~2013年GPS速度场及前3期加权平均后的2007~2013年速度场,分析了中国大陆主要运动地块的活动特征。从整体来看,现今中国大陆地壳运动的驱动力仍来自于印度板块向北的挤压,地壳活动值得关注的区域是断裂、地块间GPS速度场存在大幅差异的区域,主要体现在青藏高原北部,天山地区,鄂尔多斯东、西缘以及川滇菱形地块。     

基于GPS资料采用数值流形拟合川滇地壳运动速度场

利用国家重大科学工程中国地壳运动观测网络的两期GPS观测值得到川滇区域内测站的速度。以这些速度为约束,基于数值流形模型拟合了川滇地区的速度场。它很好地结合了块体内部的连续变形和块体间的非连续变形。较非连续变形分析模型,地质构造速度模型和配置拟合模型等更真实模拟了地壳运动速度场,为相关地学研究提供了很好的基础。     

CORS站高程非线性速度场及方差波动模型构建方法

本文描述了CORS站高程时间序列采用固定周期项建立线性速度场的基本概念,指出给定周期与实际周期存在偏差的问题。为此,提出了CORS站高程时间序列非线性速度场建模方法。该方法以线性最小二乘解作为迭代初值,利用高斯-牛顿迭代算法求解非线性速度场模型的未知参数,实现了CORS站高程时间序列数据的非线性建模;给出了拟合模型残差平方序列异方差特性的检验方法,阐述了建立GARCH(p,q)模型反映CORS站高程非平稳序列波动情况的基本准则。本文以国内外6个CORS站20余年的高程时间序列为研究对象,建立非线性速度场运动模型。结果表明:CORS站高程运动并不存在严格的整年或半年周期项,近似年周期运动最为明显,近似两年周期运动占比最小,年周期估计偏差达到12%,半年周期偏差18%,两年周期偏差6%,非线性建模精度和效果整体优于线性模型。利用ARCH检验法得到CORS站高程非线性模型的残差平方序列存在异方差性,即残差平方序列具有非平稳特性,引入GARCH(p,q)模型对CORS站高程分量非平稳残差平方序列建模,反映了残差平方序列的非平稳波动。验证了GARCH(p,q)模型对CORS站高程非平稳残差平方序列建模的可行性,为今后利用GARCH(p,q)模型对CORS站高程非平稳噪声序列建模和非线性速度场重构提供了思路。     

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。     

利用局域欧拉矢量法建立CGCS2000速度场模型

提出了利用局域欧拉矢量法建立CGCS2000速度场模型,并且给出确定局部区域点的方法———移动窗口法。首先利用GAMIT/GLOBK软件对“中国地壳运动观测网络工程”(简称“网络工程”)约1 070个参考站近10a观测数据重新处理,再进行一元线性回归分析,获得该“网络工程”的速度场;然后利用提出的局域欧拉矢量法对速度场建模,给出了确定局部区域点的移动窗口法的基本原理和具体步骤,并且通过计算对这种方法确定的速度精度进行了分析和比较;最后利用该模型获得CGCS2000其余约1 400个参考站的速度。     

CORS站高程非线性速度场估计方法

针对以固定周期项的线性拟合模型建立CORS站垂向速度场运动模型的方法,该文设计非线性最小二乘周期拟合算法以线性LS模型的周期项和振幅等作为非线性模型的初值,迭代求解CORS站非线性高程速度场模型的各周期项参数。以Kunm站近12年的高程时间序列为例,近似的年、半年、两年周期等的频率分别为0.999 87、2.018 4、0.500 185,振幅分别为0.17、0.002、0.23cm,非线性速度场模型拟合后的残差中误差由1.34mm降低为1.25mm。实验结果表明,非线性速度场拟合的周期项并不是固定精确的年、半年等,拟合模型的精度有所提高。     

中国地区水平地壳形变模型的建立

我国大陆板块是欧亚大陆板块的重要组成部分,其板块运动剧烈,地质构造复杂,是全球研究板块运动的重要地区。本文通过对各个块体分别建模和解算,得出结论:中国地区除东北块体相对于欧亚板块不动外,其他块体均有不同程度的形变运动,东部形变较小,西部形变较大;华北块体总体上以大约6mm/a的速率向东运动;华南块体以约5~8mm/a的速率向东南方向运动;新疆块体以约10~15mm/a的速率向北东方向运动;西藏块体也向北东方向运动,但运动速率从南到北逐步减少。     

基于通量均衡基准的地壳垂直形变场逼近的Fourier分析法

本文根据地壳运动的全球通量均衡假说建立了地壳垂直形变场的分析模型,分析了以往作者所研究的球谐函数和球冠谐函数模型的优缺点,着重推导了在密切平面坐标系下该模型的Fourier级数解,该模型一方面可以简单地应用于地壳垂直形变场的逼近,另一方面为采用谱分析法提取地壳垂直形变场信息提供了理论依据。     

陆态网GPS精密定轨方法与精度分析

介绍中国大陆构造环境监测网络精密定轨的方法和过程。基于2011-04-10到2011-04-19连续10d的IGS核心站观测数据,分别用全球120个IGS核心站和77个IGS核心站进行比较计算,并给出了精密定轨精度的统计分析结果。     

GPS站坐标时间序列的南极地壳运动监测

为了进一步研究南极地壳运动的监测方法,文章提出直接利用GARNER网站公布的长时段测站坐标时间序列进行南极地壳运动监测的方法;直接利用GARNER网站提供的站坐标时间序列保证了站坐标的正确性,避免了对原始观测数据进行处理时步骤繁琐或处理结果不可靠等问题。研究结果表明该方法正确、可行。     

GPS速度场球面小波模型中的吉洪诺夫正则化方法

针对用小波框架表示GPS速度场可能会产生病态问题,该文提出了采用吉洪诺夫正则化方法及相应的3种正则化参数选择方法(广义交叉检验法、L曲线法和留一交叉验证法)进行模型求解。该方法通过引入合适的正则化参数及正则化矩阵的方式,来克服GPS速度场球面小波模型难于得到惟一解的问题。基于中国地壳运动观测网络两个局部区域的GPS速度场数据和亚洲太平洋地区地球动力学计划局部区域的GPS速度场数据的实验结果表明:使用该方法可以得到模型的稳定解,且以外部检核均方误差最小为准则时,3种正则化参数选择方法获得的解的精度水平相当。     

基于TTG软件的CORS实时坐标转换服务的建立

连续运行卫星定位服务系统（Continuously Operation Reference System,CORS）改变了传统的基于大地控制网的测绘作业模式,以集中网络化的方式向用户提供实时和事后的精密定位服务.但是目前CORS坐标转换的实时性不足、精度不均匀等问题,通过计算区域转换参数和建立高程改正格网来提供基于CORS的实时坐标转换服务.本文以TTG（Trimble Transformation Generator）软件应用为例,基于TrimbleCORS系统,实现区域实时坐标转换服务,将实时坐标转换点和该区域已有控制点进行比较,从而更好地评定TTG软件应用的实际效果,同时对CORS安全服务技术的研究,提供一定的参考基础.     

Multi—quadric Equations Interpolation and Its Applications to the Establishment of Crustal Movement Speed Field

In this paper,multiquadric equations interpolation is used to establish a widely covered and valuable speed field model,with which the crustal movement image is obtained.     

顾及MLE的IGS坐标时间序列噪声模型特性分析

以30个GPS基准站坐标序列为对象,提出分别采用赤池信息量准则(AIC)与贝叶斯信息准则(BIC)噪声模型估计准则判定GPS时间序列噪声特性,对比分析GPS时间序列噪声模型特性,探讨不同噪声模型对GPS站速度及其不确定度的影响.结果表明GPS站坐标序列噪声模型主要表现为FN+WN、PL及FN+RW+WN噪声模型特性;FN+WN噪声模型对GPS站速度估计值的影响相对较小,但在U分量影响最为明显;此外,RW对站速度不确定度的影响不可忽略,正确获取模型参数估计的实际不确定度及改正噪声分量对于合理应用GPS坐标时间序列数据具有重要的意义.