同震重力变化对震源滑动参数的敏感性研究：以2004年苏门答腊地震为例

在地震孕育和发生过程中,常伴有地表重力变化.通过同震重力变化反演震源参数,可以为认识地震活动特征奠定基础.为了有效提高同震重力变化反演滑动参数的精度,本文设计了一套定量化表征同震重力变化对震源不同滑动参数敏感性的方法.首先,基于位错理论,通过正演得到震源不同滑动参数下的同震重力变化;随后,利用无量纲化的敏感性分析方法,计算同震重力变化对不同滑动参数的敏感度因子.以2004年苏门答腊地震的断层模型为参考,定量评估了该地震同震重力变化对断层深度、断层倾角、滑移量和滑动角四个独立震源滑动参数的敏感性.评估结果显示,2004年苏门答腊地震同震重力变化对滑移量、滑动角、断层深度和断层倾角这四个独立震源滑动参数的敏感性依次降低.因对滑移量的敏感性远高于对断层倾角的敏感性,滑移量较小的反演偏差可以造成断层倾角较大的反演偏差.所以,在反演过程中,需要更加重视排序靠前的滑移量和滑动角.本文设计的方法虽然适用于其他震例,但在不同震例中,同震重力变化对各滑动参数的敏感性将有所差别.

     

大地测量中不适定问题的正则化解法研究

大地测量中的不适定问题包括病态问题和秩亏问题.系统研究不适定问题的处理理论和方法,是大地测量数据处理中的一项重要课题,已经发展成为一个重要的学科方向.本文基于TIKHONOV正则化方法和欧吉坤研究员提出的选权拟合的研究思路,充分考虑大地测量实际,抓住正则化矩阵的选取和正则化参数的确定这条主线,对大地测量中的不适定问题进行了深入研究,建立起了一套较系统的不适定问题处理理论及方法的框架,进一步发展了TIKHONOV正则化方法.主要研究内容包括:     

L_1-范估计的无偏性

根据一元Laplace分布的概率密度函数及分布函数公式 ,推导了当观测值个数n为偶数时 ,中位数的概率密度函数 ;在此基础上证明了L1 范估计的无偏性     

顾及声线入射角的水下定位随机模型

水下定位中广泛采用的等权随机模型,实现简单但与实际不符,影响水下定位精度。针对该问题,结合水下定位实际,考虑水声测量误差和声线弯曲误差影响,在分析随机模型不完善条件下参数估计性质的基础上,构建了4种基于声线入射角的水下定位随机模型。通过模拟算例和实测数据进行了验证。结果表明：所构建的4种入射角随机模型比等权模型在定位精度上具有一定优势,其中分段余弦模型定位结果最好;入射角阈值取值在40°~50°范围内时,定位精度最高;100 m以内水深环境下,基于声线入射角的随机模型改善了传统等权模型的定位结果。     

一元Laplace分布的L1—范估计的无偏性

根据Laplace分布的概率密度函数公式，推导了了中位数的概率密度，在此基础上证明了L1－范估计的无偏性。     

秩亏自由网中参数X估值的无偏性

根据广义逆理论，证明了秩亏自由网中参数X的估值是无偏的，同时也指出了“秩亏自由网中参数X估值是有偏的证明”是错误的。     

基于站间单差的GPS/GLONASS组合模糊度解算研究

推导分析了基于站间单差的GPS/GLONASS组合双差模糊度解算数学模型及影响其精度的误差因素。利用模糊度参数在无周跳和粗差情况下的时不变性特点,采用自适应选权滤波对单差数据进行滤波处理,并将滤波后的单差模糊度通过选择基准卫星固定为双差模糊度。采用不同长度的实测动静态短基线数据进行测试,结果表明基于自适应选权滤波的站间单差模型可以简便有效地进行双差模糊度固定,模糊度固定成功率在95%以上,解算精度优于单模型以及双模型单历元解。     

用遗传算法搜索GPS单频单历元整周模糊度

介绍了短基线利用单频单历元双差载波相位定位时模糊度固定的基本理论，探讨了利用遗传算法快速搜索GPS单频单历元整周模糊度的一些理论和实现的方法．提出了用改进的正则化方法改善浮动解来提高搜索成功率的新思路。算例分析表明，在一定的条件下．应用遗传算法搜索整周模糊度成功率高、稳键性较好。     

GPS数据处理中实时随机模型的估计方法

为了满足在复杂观测条件下GPS基线解算的精度要求,研究了一种新的随机模型。与基于卫星高度角的随机模型难以定义出观测值之间的空间相关性不同,该随机模型核心是基于最小二乘估计得到的残差序列,通过移动窗口,利用前几个历元的残差序列,对当前历元观测值的方差-协方差阵进行实时估计。通过实例分析,将其与传统的随机模型的计算结果进行对比,验证了该实时随机模型在改善基线解算精度方面的有效性。     

顾及双程声径的常梯度声线跟踪水下定位算法

高精度水下声学定位通常采用声线跟踪定位算法,但传统的声线跟踪方法一般针对单程声径进行声线弯曲改正,未能顾及船载换能器在声信号往返过程中发生的位移,导致海底应答器定位解算时引入系统性偏差,从而降低海底点定位精度。针对此问题,本文提出一种顾及双程声径的分层常梯度声线跟踪水下定位算法。该方法结合水下声信号实际传播路径,根据换能器在声信号发射和接收时刻的位置,构建双程声径水下定位模型,采用顾及双程声径的分层常梯度声线跟踪算法进行解算。采用圆走航观测与交叉十字观测的海上实测数据对方法进行了验证,结果表明,本文方法能显著提高水下定位精度。