中国的空间环境研究与空间环境预报

本文主要介绍我国在空间环境研究与空间环境预报方面的进展, 包括空间环境资料和模式的收集、研究与应用; 空间环境与航天器的相互作用及其对航天器的影响; 以及空间环境预报方法和预报技术等的进展     

浅层地震在复杂断裂带探测中的应用研究

拟建中的潍河特大桥地处沂沭大断裂边缘。区内断裂发育,构造复杂,直接会影响大桥基础的稳定性,因而查清区内断裂带的准确位置与分布是大桥工程的关键。探测应用浅层地震折射波方法和选用追逐与相遇观测系统和大小排列相结合的工作方法,准确地查明了区内断裂的准确位置和特征,与钻井资料对比,十分吻合。     

浅海未爆弹磁异常探测和定位技术

以海底未爆弹作为待测目标物,对其建立了偶极子磁异常探测模型,应用正交基检测算法 （Orthogonal Basis Functions,OBFs）对获取的磁信号进行弱磁信号提取。结合 GPS 经纬度信息,提出处理海底磁异常数据的数据融合过程,然后创建地磁图来定位可疑的未爆弹（Unexploded Ordnance,UXO）。通过仿真对算法处理流程进行分析。首先,利用有限元模拟方法对未爆弹在地磁背景下所产生的磁异常进行建模,然后模拟实际当中的空间采样过程,得到观测区采样信号图。通过插值的方法进行磁场的重构,最后获取异常源的位置信息。在未爆弹实际探测中,原始磁异常信号信噪比为 14.34 dB。对原始磁异常数据进行滤波、正交基算法检测,信噪比为 20.04 dB,显著提高了 5.7 dB。最终利用地磁图确定可能存在的未爆弹的经纬度位置。结果显示目标探测准确率达到 100%,虚警率为 0。该研究验证了磁异常探测在浅海掩埋未爆弹探测和定位的准确性和可靠性。     

台阵和噪声源分布对微动成像的影响及其在盐矿溶腔探测中的应用

随着节点地震仪的发展,被动源地震成像方法在不同尺度的地下结构成像中得到了越来越广泛的应用.对于小尺度浅地表成像,因高频噪声源时空分布不均,一般采用基于台阵平均的方法,即所谓的微动成像方法提取高频被动源面波频散数据,但是不同类型的台阵一定程度上也会受到噪声源分布不均匀的影响.本文以水溶型盐矿溶腔探测为例,通过实测数据较为系统地分析了不同台阵的响应函数及其对噪声源方向不均匀性的适应能力.研究发现,当噪声源分布不均时,三角形台阵可以获得更可靠的频散数据,但对应的数据采集效率较低,而其他类型的台阵虽然布设相对简便,但是提取的相速度与真实速度存在较大的误差.当线性台阵和噪声源方位一致时,可以提取与三角形台阵一致甚至更好的频散数据.在这个基础上,我们分别采用三角形台阵和考虑噪声源的线性台阵在湘衡盐矿开展了两条剖面的数据采集,并利用适应性更好的扩展空间自相关方法(ESPAC)计算面波频散数据.最后,利用蒙特卡洛方法生成的随机初始模型进行了频散数据反演,获得研究区600 m以浅的横波速度结构,并刻画了盐溶腔的发育位置和空间分布形态.     

渭河盆地东南缘渭南塬前北侧分支断层的浅部结构及晚第四纪活动

渭南塬前断裂是渭河盆地东南缘一条重要的近EW向的全新世活动断裂,与1556年华县8级特大地震的发生密切相关。该断裂的北分支——渭南塬前北侧分支断层通过渭南市区,查明该北侧分支断层的展布、浅部结构、晚第四纪活动性以及发震能力,对于当地的防震减灾工作具有重要意义。文中通过浅层地震和钻孔联合剖面探测,结合地面地质调查,对渭南塬前北侧分支断层的展布、结构特征以及晚第四纪活动性开展研究。4条测线的浅层地震勘探揭示渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前断裂平行展布,两者呈阶梯状正断层结构关系。渭南塬前北侧分支断层错断多套第四纪地层,显示出生长型正断层特征;可识别的上断点埋深为95m以浅,晚更新统的垂直错距为16～20m;在剖面上表现为宽200～1 800m的次级断陷带,具有阶梯状正断层和小型地堑结构。钻孔联合地质剖面揭示渭南塬前北侧分支断层距今19ka以来仍有活动,晚更新世中期以来的平均垂直运动速率为0.07～0.26mm/a。结合地表的断层陡坎和断错地貌现象判定,渭南塬前北侧分支断层与渭南塬前主断层同样具有较强的晚更新世—全新世活动性,不能排除渭南塬前北侧分支断层曾经参与1556年华县8级大地震破裂的可...     

基于微动技术的综合探测体系在乌鲁木齐城市地下空间精细化探测中的应用研究

城市地下空间的安全、合理利用对城市发展和地质环境保护具有重要的战略意义.乌鲁木齐市位于天山北部山前冲积扇,区内以卵砾石为主的覆盖层厚度变化范围大,第三系基岩受区域构造控制,空间形态复杂,区域断层多呈现隐伏形态.同时,乌鲁木齐市煤炭资源丰富,由此产生的“老、乱、小”采空区严重威胁城市地质安全.为查明区内各类地层、构造及不良地质体的空间位置,需采取地球物理多方法联合勘探以实现地下空间的精细化探测.本文以乌鲁木齐市四类典型地质体为探测目标,综合应用多种地球物理探测技术,结合地质先验信息分析评价了每种探测方法的有效性和局限性,建立了乌鲁木齐城市地下空间精细化探测体系,为其他内陆型城市地质调查工作提供依据和借鉴．     

特定环境下水下地形和碍航物的复合探测

对水下地形、碍航物的搜寻方式已由过去的单一设备探测向多种设备复合探测转变。介绍了多种复合探测的基本方法和特点。通过沉船、飞机残骸和航道扫测实例,证明复合探测可大幅度增强水下地形测量结论和水下失落物搜寻判别的真实性、可靠性,同时缩短了搜寻时问,提高了工作效率。     

卫星测高技术应用研究回顾与展望

简要介绍了笔者所在单位近十年来密切跟踪世界发展动态,灵活运用高新技术,致力于卫星测高技术应用研究所取得的一些有理论意义和实用价值的成果,这些成果主要包括四个方面：卫星测高径向轨道误差时域和空域特征分析、卫星测高反演海洋重力场、卫星测高反演海底地形以及利用测高重力异常扩展超高阶地球位模型研究成果。最后对这一研究领域未来的发展方向作了展望。     

基于EMD的改进型3δ粗差探测方法

针对全球卫星导航系统（GNSS）时间序列粗差多、分布随机的问题,提出一种基于经验模态分解（EMD）的改进型3δ粗差探测方法。新方法基本思想是：先利用3δ准则初步探测全球导航卫星系统（GNSS）时间序列粗差并插补,再将GNSS时间序列分解为若干时间尺度的固有模态函数（IMF）分量,再利用相关系数法信噪分离,最后利用3δ准则对残差序列进行粗差探测。利用模拟数据和实际工程数据对比EMD-3δ方法相对于常规LS(Least Squares)-3δ法的粗差探测效果。模拟实验数据表明,EMD-3δ法能够探测92.7%的粗差,LS-3δ方法仅能探测48.3%的粗差。来自斯克里普斯轨道和永久阵列中心（SOPAC）的GNSS时间序列数据进一步表明EMD-3δ能较传统方法更有效地探测粗差。     

城市浅层地震勘探过障碍变观设计

在城市浅层地震勘探数据采集中,地震测线经常会遇到河流、桥、交叉路口等地表障碍。为了尽量减小地表障碍造成的影响,需要对观测系统作变观设计。作者分析总结了城市浅层地震勘探中常见障碍以及过障碍变观模式,并开发了浅层地震过障碍变观设计软件,利用此软件可在采集现场快捷地进行过障碍变观。将这种方法应用于实际工作中,有效减小了资料缺失造成的影响,提高了资料的信噪比。该软件能够根据实际工作环境和设备条件在野外现场对观测系统进行灵活变观,设计出合理的过障碍观测系统,有效地提高了变观设计的效率。