低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学，以及大陆，冰川和海洋的相互作用，改善现有地球重力场模型（包括精度和空间解析度）是非常重要的。IUGG等国际组织对此已经强调了很多年。最近，由德国的GFZ（GeoForschungsZentrum)，美国的NASA（National Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局ESA（European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术－SST（Satellite-to-Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的GPS连续追踪新发射低轨道卫星，并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有3颗：GHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research an Application)已经于2000年发射；GRACE（Gravity Recovery and Climate Experimert)定于2002年发射；GOCE（Gravity Field and Steady-state Ocean Cirulation Explorer)计划2004年发射，它们可以统称为重力卫星。载有SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型，加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好地参考。上述3个重力卫星工作在有明显区别的不同波谱内，它们有不同的科学应用，仅有一小部分重合。所以，就应用而言它们是完全互补的。它们在地球科学中的应用将是广泛的，特别对于固体地球物理学，海洋学以及大地测量学等领域，它们将会带来革命性的变化，其意义不亚于GPS。     

GEOGRAPHY ON THE PLANETS: GIFT OF REMOTE SENSING*

Extraterrestrial geography has become a reality, as we move from Earth's moon to the planets. A broad-scale regional physiography is being established on twenty planets and satellites through remote sensing techniques. Spacecraft images yield most of the information on Solar System landscapes. Topographic measurements are extracted by monoscopic image-processing, stereophotogrammetry, and radar analysis. Invisible parts of the spectrum furnish non-topographic data.     

台湾海峡西岸重力场变化梯度场图像分析

讨论了应用曲面拟合技术和利用离散的重力观测点的重力变化对特定研究区的重力场变化进行数值模拟以获取该区重力变化空间梯度场图像的具体方法;并应用该方法获得了2004年3月福建安溪3.6级地震前的重力变化空间梯度场图像,发现空间梯度场图像能清晰地反映出地震前重力场群体性变化的差异性;利用此方法对2005年6月~2006年3月间台湾海峡西岸重力场变化进行数值模拟,获得其空间梯度场图像。     

应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.     

滇西动态重力网的分形特征及空间分辨力

介绍了用分形学描述地球物理观测网非均匀分布和联合应用分形特征与Ｓｈａｎｎｏｎ定理确定最佳网格距的方法。研究了滇西动态重力网的分形特征，它的分形维Ｄｆ＝１．２７，最佳网格距ｒ０＝２８ｋｍ。讨论了１９８６年至１９９４年间网区发生的８次Ｍｓ＞５．０级地震前重力场变化的可信性，指出这些变化的波长均大于１００ｋｍ，至少２倍于网的最小空间分辨力，因而是可信的     

三峡重庆库区深部地球物理特征与断裂构造

为了深入研究三峡重庆库区岩石圈动力学特征及其对断裂构造活动的控制和影响．并为之提供基础资料，为三峡重庆库区地震、地质灾害的监测与防治提供基础依据，在已有地球物理资料的基础上，从综合地球物理研究角度出发，通过实测地震测线资料的再解释．采用新的处理技术方法，对本区的东西向主剖面和南北向支测线的地震测深资料进行二维射线追踪处理、Pg波成像；选用场分离技术、位移数字成像技术重新处理了重力和航磁资料，通过联合反演来建立深部二维构造剖面，对剖面所揭示的基底构造特征和地壳结构特征、主要断裂构造特征以及莫霍面的起伏特征进行了精细分析和细致研究．从地球物理平面场特征出发建立了岩石圈构造三维框架。研究结果表明，这样的研究思路准确、方法得当．结论可靠；沿该剖面，把可解译的断裂分为Ⅲ级：Ⅰ级为超岩石圈断裂；Ⅱ级为壳断裂；Ⅲ级为盖层断裂。依据地球物理特征，准确揭示了库区的断裂构造特征，达到了预期效果。     

Damage identification method using harmonic excitation force considering both modelling and measurement errors

A method of structural damage identification using harmonic excitation force is presented. It considers the effects of both measurement and modelling errors in the baseline finite element model. Damage that accompanies changes in structural parameters can be estimated for a damaged structure from the change between measured vibration responses and ones calculated from the analytical model of the intact structure. In practice, modelling errors exist in the analytical model due to material and geometric uncertainties and a reduction in the degrees of freedom as well as measurement errors, making identification difficult. To surmount these problems, bootstrap hypothesis testing, which enables statistical judgment without information about these errors, was introduced. The method was validated by numerical simulation using a three‐dimensional frame structure and real vibration data for a three‐storey steel frame structure. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

滇西北和邻区均衡重力异常特征及其壳内构造

本文以爱黎-海斯卡宁均衡补偿假设模式为基础,利用圆模板编制了滇西北及邻区均衡重力异常图。分析了异常的基本特征与壳内构造的关系,并初步探讨了均衡重力异常和强震活动的相关性。     

辽宁省深部构造特征及其地质意义

本文应用了最新取得的“五统一”区域重力成果，并经过对浅表松散槽（如下辽河断陷，大岩体等）的密度亏损进行补偿改正后，求取了全省的区域重力场及其垂向二次导数，计算了莫氏面等深度图。在分析区域重力场及其垂向二次导数异常特征和莫氏面起伏特征的基础上，划分出辽宁深部构造的基本格局。从平面上探讨了深部构造与地形地势、地质构造及矿产分布的关系，从剖面上剖析了辽宁省地壳分层的宏观特征     

自动高精度测距系统

介绍了自动高精度测距系统。该系统能以５×１０－７的测距精度测定多个观测点的形变，可作为跨断层动态连续观测的新仪器。