全球GPS测站垂向周年变化统计改正模型的建立

对GPS测站坐标进行非线性变化的研究和建模,是削弱测站非线性运动的有效途径。由于导致测站坐标非线性变化的机制具有多样性和复杂性,目前还未能建立一个包含多种机制影响的理论改正模型来削弱测站的非线性运动。本文基于全球近500个实测的GPS测站垂向坐标残差时间序列,研究发现了测站垂向坐标周年项的全球分布规律,并分别针对南北半球构建了两个基于实测数据的周年变化统计改正模型。试验表明,本文提出的统计改正模型能削弱全球大部分GPS测站30%~50%的垂向坐标残差。     

基于罗德里格矩阵的抗差迭代坐标转换算法研究

针对大旋转角坐标转换模型线性化复杂、计算量大等问题,并顾及数据粗差对计算结果的影响,根据反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,探讨一种基于罗德里格矩阵和稳健抗差估计理论进行迭代解算的高精度空间直角坐标转换方法,推导基于罗德里格矩阵进行空间直角坐标转换的七参数模型、线性化误差方程及抗差迭代计算的严密公式。通过计算与分析,表明该方法适用于任意旋转角的坐标转换,能有效抵抗数据粗差对转换结果的影响,计算精度高,收敛速度快,是一种有效、实用的坐标转换方法。     

基于BDS广播星历的卫星坐标拟合精度分析

针对利用广播星历计算卫星位置时,需反复计算、效率较低的问题。提出利用切比雪夫多项式对广播星历进行卫星轨道拟合,即先计算部分固定时间间隔的卫星坐标作为已知节点,利用不同的拟合阶数,将拟合点与直接法求出的对应点求差,分析其拟合精度。实例表明,只要采取合适的拟合时间间隔和拟合阶数,广播星历拟合精度就可以满足要求。      

EGM 2008模型的无验潮测深技术

针对无验潮测深技术高程基准转换的精度和复杂性问题,该文提出基于EGM 2008模型的无验潮测深技术,从而解决无验潮测深经GNSS测得的瞬时WGS-84的参考椭球高向正常高转换难题。经测试,EGM 2008仅利用少量控制点修正系统偏差后,就可以满足长距离低等级的水准测量精度要求。将EGM 2008模型应用于无验潮测深,坐标转换误差和无验潮测深精度均达到cm级,突破无验潮测深高程基准转换的瓶颈,实现实时、高效、高精度的无验潮测深。     

GPS周解坐标时间序列粗差剔除的策略分析

针对地震、地质构造活动或测站更换接收机或天线等原因导致时间序列中存在粗差的问题,该文通过对站点位置的时间序列的研究分析,可以获取板块运动规律、地球震荡周期变化等信息,这对维护和更新地球参考框架,探究和揭示大地构造变形运动过程、动力学机制及地震活动等相关科学问题具有十分重要的意义。对全球分布的34个IGS站周解坐标时间序列,分别采用3RMS准则和IQR准则进行粗差的剔除,得出低高纬度更适合3RMS准则,中纬度比较适合同时应用两准则结论,为后续研究提供了良好的数据基础。     

双向相位平滑伪距的硬件延迟解算研究

针对利用GPS观测数据提取TEC过程中最主要的误差来源硬件延迟问题,该文为了获取高精度TEC,在对双频观测数据处理时,改进了基于Hatch滤波的相位平滑伪距算法的使用方法,即双向平滑,取得较好的效果。研究采用了VTEC多项式和球冠谐分析模型来进行区域电离层建模及硬件延迟解算,经比较模型解算的硬件延迟与IGS发布值最大差异不超过1ns,其中VTEC多项式模型解80%差异值小于0.5ns,球冠谐函数模型解所有差异值均小于0.5ns。     

山地旅游景区岩质边坡稳定性分析及其防治措施

山地旅游景区中因块体失稳和边坡失稳造成的人员伤亡事件不断发生,严重影响着旅游景区的安全运营。为保障旅游安全,本文以浙江某山地旅游景区进出口边坡为研究背景,通过三维激光扫描仪扫描边坡岩体,结合基于坐标投影法已开发的岩质边坡工程块体稳定性评价及可视化软件(CPG程序)对岩质边坡块体稳定性进行分析,并采用FLAC3D数值分析手段,对岩质边坡整体稳定性进行分析,最后利用有限元分析所提出的相应防治措施。研究结果表明,部分典型块体稳定性系数低于安全系数1.2,且受软弱夹层影响,边坡坡脚处有较大的剪应力及横向应力;钢栈桥最大拉应力区域较小,值均在1 MPa左右。在此基础上,提出清除块体、排水、锚喷、避让等多项综合措施,形成了具有山地旅游景区特色的防治对策。     

自定义坐标系的建立及其坐标变换实现

大地基准(含数学椭球体)和投影方式的组合形成多种投影坐标系。地质勘查工作者常遇到坐标转换问题和建立自定义坐标问题,尤其是当我国北京54坐标系和西安80坐标系地质数据的GIS化时。GIS软件已经成为地质勘查的基本工具,而地质数据GIS化的第一步就是建立坐标系统。本文论述了如何使用Map Info和GeosoftOasis MontajTM两种常见地质勘查GIS软件建立自定义坐标,主要是如何在该两个软件中构建自定义大地基准(datum),并且给出了如何使用两个软件进行坐标变换的步骤。     

海南石碌铁矿独居石的成因类型、化学定年及地质意义

海南石碌铁矿是我国最大的富赤铁矿矿床,同时伴生有钴、铜等多金属矿产。轴向北西-南东向的复式向斜是石碌铁、钴铜矿体的主要控矿构造,富铁矿和钴铜矿的形成与该褶皱变形及伴随的韧性剪切和高温塑性流动有着密切的关系。为获得该构造变形的年代学信息和证实构造变形对成矿物质的富集影响,本文开展了石碌铁矿近矿围岩—石碌群第六层透辉石透闪石岩中独居石的显微结构观察和电子探针化学Th-U-Pb定年(CHIME法)。显微结构观察发现独居石往往沿岩石面理定向分布,且具典型的球冠结构,表现为围绕独居石核部向外依次出现磷灰石、褐帘石、绿帘石同心环。电子探针分析结果表明这些独居石为Ce-La-Nd磷酸盐[(Ce,La,Nd,Th)PO4],具富钍独居石端元组分。ThO 2含量范围(0.78%~4.61%)、稀土特征以及独居石的产出特征均暗示了其为同构造变质成因。电子探针CHIME化学定年结果表明独居石的年龄变化范围为614~397Ma,并具有两个峰值年龄:即主峰值ca.455Ma和次峰值ca.564Ma。低的ThO 2(0.78%~1.65%),PbO(0.02%~0.04%)和CaO(0.50%~0.97%)含量,以及高的Th/U比值(23.06~53.11)暗示了构成ca.564Ma的独居石是早期剪切变形事件的产物。而在随后剪切变形过程中独居石在低角闪岩相变质条件下以及碱性变质流体诱导下发生了溶解-再沉淀,形成了具ca.455Ma年龄的补丁状成分区。该过程引起了U-Pb体系的局部重置,形成的独居石具有变化较大的ThO 2(0.92%~4.61%)、PbO(0.01%~0.08%)和CaO(0.28%~1.58%)含量范围以及Th/U值(24.83~52.86)。在剪切变形之后,早期变质成因的独居石在绿片岩相退变质作用过程中及富Ca、Fe、Si、Al流体参与的条件下,经不平衡反应形成了磷灰石-褐帘石-绿帘石球冠物,反应机制以独居石和球冠矿物间的元素扩散动力学为主。该反应暗示了REE、Y、Th等元素发生了迁移,并可能引起边部独居石的部分Pb丢失。结合华南的构造演化,年龄谱主峰值455Ma代表了与华南加里东造山运动有关的区域变质和动力变质作用事件年龄,是加里东运动在海南岛的响应;次峰值年龄564Ma对应着冈瓦纳泛非事件,暗示了华南在晚新元古代-早古生代与冈瓦纳大陆具有亲缘性,华南加里东运动引起陆内造山过程可能与冈瓦纳大陆的聚合碰撞事件有关。因此,晚新元古代-早古生代造山事件对海南岛构造演化历史具重要影响。此外,该构造运动使石碌群发生褶皱变形,伴随产生的变质流体使铁、钴铜成矿元素进一步活化和富集,对石碌铁、钴铜矿的富集有着重要影响。