GPS sensitivity analysis applied to non-permanent deformation control networks

This paper illustrates the surveys and the results obtained in an experiment whose goal is to evaluate the Global Positioning System (GPS) sensitivity and accuracy for deformation control on non-permanent network of different extensions. To this aim a high-precision device was properly built to set up known displacements along three orthogonal axes of a GPS antenna. One of the antennas in the considered GPS networks was moved according to centimeter and sub-centimeter displacements; after careful GPS data processing, it was evaluated whether these simulated deformations were correctly a posteriori detected and at which probability level. This experiment was carried out both on a local (baselines ranging between 3 and 30 km) and on a regional (baselines ranging between 300 and 600 km) GPS network. The results show that in the local network it is possible to identify the displacements at a level of 10 mm in height and at a level of 5 mm in horizontal position. The analysis of the regional network showed that it is fundamental to investigate new strategies to model the troposphere; in fact, it is necessary to improve the precision of the height in order to correctly identify displacements lower than 60–80 mm; on the contrary, horizontal displacements can be evidenced at the level of 20 mm. Received: 27 April 1998 / Accepted: 14 December 1998     

时变地震谱估计的非参数方法评价及应用

针对工程中常见的非平稳地震动激励,进一步建立了时变功率谱估计的理论框架。首先,在多个样本情形下,采用信号处理中的时频分析方法对非平稳激励的时变谱估计理论进行了讨论。当激励样本数量有限时,对Priestley提出的估计方法进行了介绍。其次,以地震工程中常用的Kanai-Tajimi谱模型为目标,分别对均匀调制与一般调制谱的估计结果以及不同估计方法的精度与收敛性进行评价后,提出了能够方便工程应用的建议。最后,针对SMART-Ⅰ(Strong Motion Array in Taiwan,Phase Ⅰ)密集台阵第45次地震记录的多组三维样本,揭示了EW、NS、UD三个方向时变谱的典型特征以及各方向间的时变相干性。结果表明:与短时Fourier变换相比,复Morlet小波与广义谐和小波估计谱具有较好的精度与收敛性,Priestley方法估计单个样本具有优势;SMART-Ⅰ台阵地震动具有强度和频率的双重非平稳性,三个方向具有弱相干性。研究结论可为拓展谱估计理论的工程应用以及后续大跨结构多维多点非平稳地震响应的分析提供参考。     

利用祁连山主动源资料研究2016年门源6.4级地震前后波速变化

采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化（走时减少）,至震前约3个月时低值异常恢复正常,之后再次出现走时下降变化,地震即发生于走时变化恢复过程中。S波走时变化最大下降幅度达18ms,震后走时变化逐渐恢复正常,且3个台站变化趋势较为一致,其中,距震中最近的台站的S波走时变化最明显（ZDY38台）,较远台站的走时变化幅度较小,其变化特征与震源区位置有关。走时缩短意味着速度增加,可能与区域应力积累间存在一定的关系。     

加拿大黄刀地震台阵

黄刀地震台阵作为IMS地震台网的灵敏台阵之一,自1962年底建成至今已连续运行近60年。文中对黄刀地震台阵的建设、数据传输及处理模式、历次升级改造的相关情况进行调研,以助力我国全球测震台网的建设和发展。     

美国TXAR台阵建设过程

TXAR台阵位于美国德克萨斯州,是IMS下属的主要地震台阵之一。该台阵将台站数目压缩到9个,采用无线遥测通讯方式,减少了建设和运行维护成本。其地震计室采用钻孔加套管的形式,具有安装简易、密封性好的优点。台阵采用无人值守设计,使用太阳能板、UPS电池和燃油发电机等多种供电方式,具有可靠稳定的性能。     

基于中国内陆大孔径地震台阵的Rayleigh面波噪声源分布特征研究

Rayleigh面波地震背景噪声成像技术已被成功运用到全球范围不同尺度的地球内部结构的研究中,并以背景噪声场是时空均匀分布为前提假设.然而真实的噪声源分布的时空非均匀性将导致经验格林函数提取存在偏差,最终影响噪声成像结果的精准性.近年来,噪声源分布特征研究逐步成为提高噪声成像精准度、深化地震背景噪声成像的关键问题.本文利用频率-波束域分析法对中国西北地区的一个大孔径台阵(WuTan Array,简称WTA)在2014全年的垂直分量连续记录做了聚束分析,研究了Rayleigh波噪声源分布特征.结果显示:WTA台阵成功探测到了10～20s周期范围的来自于全球不同方位的Rayleigh波噪声信号,其源区分布具有明显的季节变化特征:冬季集中分布在北大西洋方位,而夏季则转为印度洋方位噪声信号最强.此外,Rayleigh波噪声源区空间分布还表现出一定的频率依赖性,即在较低频段(0.0488～0.0635Hz)在北大西洋、北太平洋、印度洋及西太平洋四个方位均有分布;而在频率较高频段(0.0928～0.1025Hz)则集中分布于西太平洋方位.Rayleigh波噪声源时空分布特征和频率依赖性与海洋活动本身的季节性变化和频谱特征有关.并初步推测本文所观测到的Rayleigh波是由加剧的海浪运动直接作用于海岸、大陆架或海底而激发产生的第一类地脉动噪声信号.     

Preliminary analysis of crustal shear-wave splitting in the Sanjiang lateral collision zone of the southeast margin of the Tibetan Plateau and its tectonic implications

The collision of the Indian and Eurasian plates, to the east of the eastern Himalayan syntaxes, forms the Sanjiang lateral collision zone in the southeast margin of the Tibetan Plateau, where there are intense crustal deformation, active faults, earthquakes, as well as a metallogenic belt. Given the lack of adequate seismic data, shear-wave splitting in this area has not been studied. With seismic data from a temporary seismic linear array, as well as permanent seismic stations, this paper adopts the identification on microseismic event to pick more events and obtains shear-wave splitting parameters from local earthquakes. From the west to the east, the study area can be divided into three subzones. The “fast” polarization (i.e. the polarization of the fast shear wave) varies gradually from NNW to NS to NNE in these three subzones. The time delay of the slow shear wave (i.e. the time difference between the two split shear waves) also increases in the same direction, indicating the presence of seismic anisotropy above 25 km in the crust. Both shear-wave splitting parameters are closely related to stress, faults and tectonics. The scatter and the “dual” (i.e. two) dominant orientations of the fast polarizations at several stations indicate strong distortions caused by nearby faults or deep tectonics. The anisotropic parameters are found to be related to some degree to the metallogenic belt. It is worth to further analyse the link between the anisotropic pattern and the metallogenic area, which suggests that shear-wave splitting could be applied to study metallogeny. This paper demonstrates that the identification on microseismic event is a useful tool in detecting shear-wave splitting details and exploring its tectonic implications.     

考虑多因素衰减的陆域大容量气枪震源子波模拟及其影响要素分析

建立针对大容量气枪震源的气泡振荡方程及压力子波方程,引入多个对模拟结果具有重要影响的修正因子,包括基于开口的热力学模型、枪口节流作用、蒸发冷凝、枪体影响、气体释放率等来改善传统的单枪压力子波计算方法。利用模型及与水库实测的子波比对结果,分析各修正因素对子波模拟的影响,通过改进的单枪信号进一步计算大容量枪阵的压力子波。对比改进的模拟方法预测的子波波形与实测信号,结果显示,改进的模型比原有模型能更好地模拟单枪和枪阵的震源子波。最后,分析了模型产生模拟误差的原因。     

一种顾及现势指向的上行天线阵相位中心精确标校方法

针对上行天线阵相位中心标校技术粗糙、精度不高等问题,引入精密工程测量技术测定天线实际状态,提出了一种顾及现势指向的相位中心精确标校方法。首先,利用工业摄影测量系统获取天线各姿态的型面数据,并通过最小二乘法拟合求解出现势性强的机械轴;然后,用矩阵法解算各姿态下机械轴的交点作为旋转中心;最后,基于反角度加权插值法推估得到天线在任意姿态下的机械轴,进而从投影中心沿机械轴延伸既定长度获得可靠的相位中心。以3台φ3 m上行阵天线为试验对象,通过工程控制网统一摄影测量坐标系,并按照本文方法标校天线相位中心。电信号合成效果表明,本文方法能有效克服天线自重变形、机械安装等因素的影响,实现了相位中心的精确标校,增强了上行天线阵合成信号的幅度。     

利用宁波水文地质监测井网建设地下流体前兆台阵的试验研究

从宁波水文地质监测井网中遴选了北仑井和慈溪井进行水位和水温试验性观测,分析计算水位的气压效率、降雨载荷效应和潮汐因子,并与同处于宁波盆地映震效果较好的庄市井的相应参数进行对比。结果表明：（1）3口水井的水位变化在时间上和空间上均有很好的相关性,水位异常动态与其影响因素之间存在很好的成因上的关联;（2）慈溪井的降雨载荷系数比庄市井和北仑井的大约小一个量级,这可能与慈溪井位于1960年代围海造田的滩涂地有关;（3）水井网均位于含有多个含水层的宁波盆地,为在同一构造中开展不同含水层观测和基础研究提供了可能,可以从井网中遴选出合格的地震前兆监测井,用于建设宁波盆地地震前兆流体台阵。