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中国大陆地壳水平运动统一速度场的建立与分析

收集了国内外中国大陆及周边地区GPS网的有关数据，并根据所收集的GPS网的不同数据，提出了GPS网速度场的不同融合方法．经过融合建立了中国大陆及周边地区统一的地壳运动速度场．该速度场使用的有效GPS站共423个，其覆盖面积为1200万平方千米．分析该速度场，初步总结出中国大陆及周边地区地壳水平运动空间分布的基本特征，并讨论了印度板块向欧亚板块碰撞力对中国大陆速度场的影响范围和印度板块作用力的主方向等问题．      

GPS监测的中国及其周边现时地壳形变

利用多个全国性的GPS监测网、中国地壳运动主要活动带的区域性GPS监测网以及亚太地区大地测量计划(APRGP)的GPS监测网自1991年以来近10年的GPS资料,通过旋转变换将不同方法得出的各个子网的速度解进行统一,给出一个自恰的、完整的ITR一7框架下的速度场综合解.为了研究中国现时地壳运动在欧亚板块内形变的特征,基于一个现时板块运动模型ITRF97VEL,给出了3类网共260多个站的形变速度场.结果表明中国地壳运动有明显的不均匀性,以南北地震带为界,西强东弱;中国西部受印度板块强烈的冲挤,地壳运动由南向北逐渐减慢,呈现南北向缩短,东西向伸展,有明显的块体特征;喜马拉雅和天山西部分别提供了约15mm/a和9-13mm/a的汇聚速率;拉萨块体有(20.2±1.2)mm/a的伸长;喀喇昆仑一嘉黎断裂的右旋走滑速率和阿尔金断裂的左旋走滑速率分别为2-3mm/a和4-6mm/a,穿过龙门山断裂带的缩短速率小于7mm/a,这些都支持地壳增厚学说;沿阿尔金断裂带到喜马拉雅存在一个NNE弥散带,它是形变速度有东和西分量的分界线,是一个有特殊意义的动力学带.中国东部以走滑为主,东北块体是中国最稳定的地区,华北块体具有较大走滑性,是东部较易变形区.     

利用中国地壳运动观测网络研究中国大陆相对于ITRF97板块模型形变

在建立全球ITRF97板块运动模型的基础上,利用"中国地壳运动观测网络"79个GPS基本站的数据,建立我国新的地壳运动方向图和块体运动模型.通过与NNR-NUVEL1A地质模型比较认为,ITRF97板块运动模型反映了现今十几年跨度的地壳运动,在研究我国现今几年到十几年时间跨度的地壳形变时,地壳运动背景场应采用基于ITRF97实测速度场建立欧亚板块运动模型.     

1983年9月—1987年9月SLR极位置序列的谱估计

本文应用AR谱估计的Marple算法对1983年9月－1987年9月的地球自转序列ERP（SHA）87L01和ERP（SCR）88L01中的极位置序列（xp,yp)SHA和(xp,yp)CSR进行了谱分析，其结果如表。以上结果表明两个极位置序列除了强德勒项和周年项外均没有发现其他周期项。（两序列的强德勒项的周期和振幅基本相同，周年项的周期和振幅稍有差别）。本文还对这两个极位置序列的测定精度进行了外符栓核，结果表明两序列的外符精度对xp为2.0mas，对yp为2.1mas。     

3种板块绝对运动模型的建立及其比较

建立了3种板块的绝对运动模型。即假定太平洋海岭相对固定于下地幔而得到的PRF-ITRF2000的板块绝对运动模型；根据热点资料推得的HS2-ITRF2000板块绝对运动模型和由ITRF2000得到的NNR-ITRF2000无整体旋转的板块绝对运动模型。比较了这3种板块绝对运动模型的利弊，综合起来看PRF-ITRF2000可能是一个比较合适的基于空间数据的绝对参考架。     

南美板块的运动和活动形变

利用GPS测量南美板块地表位移来研究南美板块的运动和形变以及在智利海沟处纳兹卡-南美边界形变。南美板块以平均14.0mm/a的速度整体向北移动,在东西向以10.9mm/a的速度收缩,并存在3.8mm/a整体性向东偏移,因此大西洋在扩张的同时有一个微小的向东移动,形成现今大西洋中脊向东扭曲的形态。并基于空间大地测量资料,确立独立于任何板块运动模型约束和假设的南美板块欧拉参数,分析了现今南美板块的运动和活动形变。     

ITRF2000参考架的评价及其探讨

通过ITRF2000速度场建立完全独立于任何地质模型假设的ITRF2000VEL模型,求出总角动量| L |为0.127°/m·a,在运动中应加以改正,从而实现无整体旋转参考架。     

亚洲地区ECMWF/NCEP资料计算 ZTD的精度分析

对流层延迟是卫星导航定位的主要误差源,气象观测的数值预报资料可用来计算对流层延迟改正量.本文通过分布于亚洲地区的49个GPS台站一年的实测ZTD资料,对利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)分析资料、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料和NCEP预报资料,计算对流层天顶延迟(ZTD)改正的有效性和可能达到的精度进行了评估,分析了ECMWF和NCEP在亚洲地区的适用程度和其分辨率对计算ZTD精度的影响.研究结果表明:(1)相对于 GPS实测ZTD,用ECMWF资料计算ZTD的bias和rms分别为-1.0 cm 和2.7 cm,优于NCEP再分析资料,可用于高精度ZTD研究和应用;NCEP预报数据计算ZTD的bias和rms分别为2.4 cm 和 6.8 cm,足以满足广大GNSS实时导航定位用户对流层延迟改正的需要.(2)bias和rms呈现明显的季节性变化,总体上夏季大,冬季小;在空间分布上随着纬度的变化不明显,但随高度的增加rms总体上有递减趋势.另外还发现,亚洲东部地区夏季日平均bias和rms和南部热带地区冬季的日平均bias和rms变化相对较大.(3)ECMWF2.5°和0.5°的资料进行了对比分析,发现0.5°分辨率资料的rms比2.5°减小1~5 mm.这些结果,为在亚洲地区的空间大地测量、导航定位和INSAR等工作中,应用ECMWF/NCEP的资料进行对流层大气延迟改正的有效性和可能达到的精度提供了重要参考.     

南半球减速膨胀的定量分析

利用空间大地测量技术的长期观测资料，得出南半球纬线圈纬线长变化率和全球活动板块边缘扩张与汇聚运动速率，并与3Ma平均地质地磁模型NUVEL1A的估算结果进行比较：(1)空间大地测量技术测得南半球纬线圈纬线变化率均为正值；(2)南半球测站的垂向运动除了赤道附近几个测站下沉，其余91髎的台站全上升；（3）南半球相邻板块的现今汇聚和扩张运动速率均比3Ma平均地质模型NUVEL1A估值小，而北半球相邻板块的汇聚和扩张运动速率没有系统性的变化. 这些实测结果反映了南半球纬线圈方向在减速伸展，南北方向在减速拉伸，即南半球在减速膨胀.