GPS-RTK监测大范围地面沉降的试验研究

在各种不同监测距离和监测时段,采用GPS-RTK测量模式对大范围地面沉降进行了现场监测。通过对试验结果的分析研究,获取了GPS-RTK监测大范围地面沉降时距离和时间的长短对监测结果影响的一些重要技术参数,这对GPS- RTK测量模式应用于实际地面沉降监测以及GPS-RTK的测量立法具有重要参考意义。     

布尔莎模型在GPS时间序列融合中的应用

利用“中国地壳运动观测网络”基准网与全球IGS站的公共站点,采用布尔莎模型求取坐标转换7参数,将地壳观测网络工程基准站点位时间序列与全球解进行绑定.结果显示,转换得到的时间序列N、E向中误差约为2、3mm,与直接融合得到的时间序列的单天误差水平相当,转换得到的站间大地线误差大部分在6mm内,表明该转换方法是可行的.     

中国大陆西部GNSS变形特征及其与M≥7.0强震孕育的关系

基于中国大陆地壳运动观测网络GNSS速度场结果,通过最小二乘配置建模、速度残差检验、应变率场分析等,研究了西部地区地壳变形特征及其与M≥7.0强震孕育的关系。主要认识包括：①GNSS应变率场结果显示青藏高原西部地区（92.5°E以西）呈现明显的EW向拉张变形特征,青藏高原东部（92.5°E～100°E）则表现为显著的EW向挤压应变积累。②GNSS旋转率场显示中国大陆西部呈现由南向北逐渐衰减的交替旋转变形现象,藏南地区为大范围顺时针旋转变形特征,旋转率极值达4.5×10^-8rad/a;柴达木地块表现为逆时针旋转变形特征,极值达-1.0×10^-8rad/a;塔里木地块表现为顺时针旋转变形特征,极值达1.0×10^-8rad/a。③2001～2018年中国大陆西部的7次M≥7.0强震均发生在与其构造背景一致的应变积累高值区边缘,呈现一定的孕震晚期特征。因此,最大剪应变率高值区边缘和大型走滑断裂交界部位、张应变率高值区边缘与大型正断层的交界部位、压应变率高值区边缘与大型逆断层交界部位是未来强震需要关注的地点。④2001年昆仑山口西地震导致了青藏高原东部地区较大尺度EW向挤压应变增强现象,在一定程度上反映了巴颜喀拉地块东向运动增强引起的变形调整过程,有利于汶川地震、芦山地震的孕育发生。     

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时间序列处理的新插值方法

通过对GPS和地震形变时间序列的研究，提出了一种新的插值方法——多点3次样条方法。该方法可以在一定条件下解决时间序列处理中较多数据的缺失问题。对该方法与其它插值方法进行了对比分析，并给出了该方法的定量分析结果。     

导线网精度预估问题的探讨

本文通过对导线网平差理论的分析,可以知道影响导线网精度的因素主要包括两类:一类是观测精度,另一类是网型布设。通过分析两类因素的作用,并在实例中展现出来,找到了确定导线网最佳布设方案的方法。在作者编写的通用导线网精度预估软件中应用了此方法,取得了良好的效果。     

芦山地震前龙门山断裂带闭锁程度 与变形动态特征研究

利用1999-2007和2009-2011年中国大陆GPS水平速度场数据, 采用DEFNODE(反演计算弹性岩石圈块体旋转、 应变和块体边界断层闭锁或同震滑动的Fortran程序)负位错反演程序估算了芦山地震前龙门山断裂带的三维闭锁程度, 并结合剖面结果分析了断层深浅部变形特征. GPS反演结果表明, 1999-2007年, 龙门山断裂中北段(闭锁比例为0.99)处于强闭锁(本文将闭锁比例大于0.97的称为强闭锁)状态; 龙门山断裂南段地表以下深度16 km内为强闭锁, 深度16-21 km处闭锁比例降低为0.62, 深度21-24 km处整条断裂逐渐转变为蠕滑状态. 2009-2011年, 即汶川地震后, 龙门山断裂中北段处于震后蠕滑状态; 龙门山断裂南段深度16-21 km处闭锁比例降低为0.45, 其它位置闭锁程度保持不变. GPS剖面结果显示, 2009-2011年, 即汶川地震后, 龙门山断裂中北段为逆冲兼右旋走滑运动; 而南段断层不能自由滑动、 变形宽度较大. 综合分析认为, 汶川地震时, 龙门山断裂南段并没有发生破裂, 一直处于较强的闭锁状态, 汶川地震的发生又加速了芦山地震的孕育进程; 由于龙门山断裂带南段的闭锁深度较中北段浅, 因此芦山地震较汶川地震强度低、 震级小、 破裂范围窄.      

利用GPS资料研究郯庐带现今运动及变形状态

本文利用华北地区1999-2001年,2001-2004年,2004-2007年及2007-2009年四期GPS速度场资料,基于块体的整体旋转与均匀应变模型,分析了郯庐断裂带中南段的运动及变形特征。结果显示：潍坊—郯城段主要为右旋走滑的变形特征,而郯城—庐江段则为左旋滑动的变形特征,两段垂直断层方向上的变形表现为“张压交替”的特征。基于刚体运动模型,计算了扣除环渤海湾区域整体刚性运动的华北地区GPS速度场,并分析了环渤海湾区域块体的变形状态,结果显示环渤海区虽然各期的变形特征不同,特别是郯庐带附近,各期的运动特征差异较大,但基本可反映燕山—渤海地震带是运动特征差异的分界线,且每期郯庐带各站点的一致性运动明显。     

Kriging方法在GPS速度场网格化和应变率场计算中的适用性

从Kriging方法的基本原理出发,推导了Kriging球面应变计算公式,通过在模拟和实际GPS数据中的试算,讨论了该方法在区域GPS速度场网格化和应变率计算中的适用性。结果表明Kriging方法对GPS速度场滤波和网格插值是可行的,交叉检验及残差分析结果亦表明了Kriging方法的有效性。对比Kriging方法与最小二乘配置方法对中国大陆1999~2004期GPS速度场处理结果,发现两种方法的滤波和网格化效果相当;而应变率场结果总体分布相近,但Kriging结果自身一致性不佳,最大剪应变率的高值区是一致的,但量级上差别显著;Kriging应变率计算方法在抗差性和边缘效应处理方面不如最小二乘配置方法。     

GPS应变率场解算方法的对比分析及其可靠性研究

利用GPS速度场资料进行应变率场计算存在多种不同的计算方法,虽然理论上速度场与应变率为简单的偏导关系,但由于GPS观测为点测量方式,如何构建逼近真实的速度场进而计算可靠的应变率场就有其复杂的一面,因此实际计算中不同研究者即使利用相同的数据也很难得到相同的结果,究竟如何评价不同计算方法的可靠性和适用性就显得尤为重要.