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2012年, 第32卷, 第5期 
刊出日期:2012-11-29
  

  • 全选
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    地壳形变与地震
  • 张希;张四新;李瑞莎;唐红涛;贾鹏
    . 2012, 32(5): 1-5.
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    利用近年陕西关中东部长水准剖面垂直形变速率资料,借助位错量与倾角分层变化的非均匀负位错模型的构建与反演,推算渭河断裂中东段几何参数,研究其应变能积累动态演化与深浅部差异性,以及与汶川大震能量释放调整影响的关系。结果表明:1)断裂具铲形特征——地表至浅部陡立,深度与地质资料基本一致;2)应变能积累多表现在上中层,汶川震前积累程度明显,2008—2009年减弱,可能与大震能量释放有关;2009—2010年积累方式逆转,反映震后一定程度调整影响(可能诱发了高陵4.4级地震);截至2011年调整状态尚未完全结束。
  • 汪健;申重阳;李辉;肖凡;刘晓玲
    . 2012, 32(5): 6-11.
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    运用Parker-Oldenburg迭代反演算法分别在常密度模型和变密度模型下对三峡坝区上、中、下地壳分界面进行了反演,结果表明,变密度模型反演结果更为精细,在变密度和常密度模型下的三峡坝区B1、B2、B3面总体形态特征基本一致,反演结果差异中B2面变化幅度最大,差值最大处达到4 km;三峡大坝处于研究区中地壳最薄处(9 km)。
  • 赵俊香;江娃利;郭慧;于慎谔
    . 2012, 32(5): 12-16.
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    利用细颗粒(4~11 μm)石英简单多片再生法(SMAR)光释光测年技术对横跨1976年唐山地震孙家楼探槽剖面中的样品进行系统测年,研究表明:样品的光释光信号以快组份为主,适合光释光测年。根据年龄数据和深度建立年龄深度曲线和函数,推算出了剖面的沉积速率。研究结果表明,该地区50~7.16 ka以来,断层两侧沉积速率曲线为两条平行直线。说明该剖面揭示此期间沉积环境稳定,无构造运动,沉积速率很小,为0.03 m/ka,平行线之间0.6 m的距离可能是1976年唐山地震造成。75~50 ka期间,主断层在~50 ka的活动造成地层沉积速率增大,为~0.1 m/ka。同期的次断层活动造成断层西侧沉积速率为东侧的两倍,即~0.2 m/ka。可见,研究区沉积速率发生变化的主要因素是构造运动,非气候成因。
  • 吕坚;王晓山;苗春兰;苏金蓉;靳玉科
    . 2012, 32(5): 17-21.
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    在采用HYPODD方法对汶川地震序列精确定位的基础上,利用CAP方法反演了龙门山断裂带北川以北段5级以上余震的震源机制解,讨论了该段的震源分布特征和强余震的破裂复杂性。结果显示,汶川余震序列的震源深度沿龙门山断裂带走向从汶川映秀至平武南坝有逐渐变浅的趋势,且震中沿映秀北川-南坝地震地表破裂带分布;在该断裂带的北川以北段,余震序列具有更次级的分段活动特点,5.5级以上强余震发生在余震带走向的端部或者拐折、错位的部位;7次5.5级以上强余震中有4次以逆冲破裂为主,3次以走滑破裂为主,可能是北川-青川断裂、平武-青川等4条断裂参与了余震活动过程。
  • 高艳龙;郑智江;韩月萍;付黎明;陈阜超
    . 2012, 32(5): 22-26.
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    讨论单纯利用水准测量方法进行地面沉降监测时,由于基准点的变动造成地面沉降监测结果的不确定问题,提出用CORS站时间序列得到的高程分量变化速率与复测水准资料联合处理结果作为水准变化的速率基准,并利用实例与传统做法进行了比较,验证了该方法的优点。
  • 塔拉;郭良迁;刘峡;陈聚忠
    . 2012, 32(5): 27-32.
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    根据天津GPS局域网观测资料计算得到各站点的连续位移参量和天津地区整体应变率参量,研究了各站点的微动态位移变化和天津地壳整体微动态应变率。结果显示,2006年上半年和2008年多数站点出现较大幅度的变化,显示出这一时期地壳活动有所增强。2006年上半年站点位移量值是2004—2010年期间最大的,天津地壳应变率在2006年3—4月也达到最大,压应变轴方向显著偏离本区的正常方向(常态为北东东向),其后2006年7月4日在天津西南部附近地带发生了文安Ms5.1地震。在2008年天津地区的部分站点位移量相对增大,可能是受汶川Ms8.0地震产生的远场形变。
  • 李冲;李建成;瞿伟
    . 2012, 32(5): 33-36.
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    在区域地壳运动研究中,拟合推估模型兼具函数模型的趋势性和统计模型的灵活性特点,经常用于推估未经观测又需要关注的形变点,然而,拟合推估模型的协方差阵的精确确定制约着其解算精度。在分析几种常用的协方差函数的特点的基础上,提出了基于移动原理的拟合推估模型。实例验证,该方法的推估精度明显高于常规的拟合推估模型。
  • 任俊杰;孙鑫哲;丁锐;龚正
    . 2012, 32(5): 37-40.
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    利用紫坪铺库区的GPS监测资料和都江堰市的地籍控制点的复测资料,获得同震垂直位移,并结合区内工程的破坏特征,发现都江堰段的地表破裂由三支组成:映秀段地表特征清晰,同震垂直位错为1.5~2 m;龙池段穿过龙池隧道西北端和龙溪隧道南东段,同震垂直位错约为0.8 m;紫坪铺段从库区中部通过,同震垂直位错为0.7 m。三支在虹口段合并为一支,共同组成中央断裂的初始破裂段。另外,利用近断层的同震位错量获得的同震抬升量大于区域地表抬升,说明近断层存在同震位移突变的特征。
  • 雷东宁;蔡永建;乔岳强;余松;吴建超;缪卫东;
    . 2012, 32(5): 41-47.
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    通过地质地貌、断层物质测年及第四纪沉积物测年等方法,对白河谷城断裂带中段构造变形、活动性进行了初步分析。认为断裂带经历了多期构造变形,分带性明显;断裂带及周缘地区第四纪晚更新中期以来抬升速率为0.64~0.85 mma -1;在早第四纪有明显活动,断裂带活动方式以左旋走滑为主;邻近断裂带周边地区小震在时间上具有增强的趋势,与断裂带的第四纪活动具有构造上的联系。
  • 理论方法研究
  • 王乐洋;
    . 2012, 32(5): 48-52.
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    通过理论推导,发现总体最小二乘解是最小二乘解的线性变换;当系数矩阵含有误差时最小二乘解是有偏的,而总体最小二乘解是无偏的;总体最小二乘解的条件数大于最小二乘解的条件数,总体最小二乘解更容易受到数据误差的影响。通过进一步推导给出了总体最小二乘与最小二乘在解、残差、单位权方差估值等方面的关系式。
  • 朱玉;赵卿;梅艳
    . 2012, 32(5): 53-57.
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    针对动态变形数据常规预测模型的不足,提出了一种基于混沌免疫优化的RBF模型,即利用混沌免疫算法(CIOA)对RBF网络的中心向量及连接权值进行优化。CIOA结合了免疫算法和混沌优化算法各自的空间搜索优势,在免疫进化的过程中引入混沌寻优方法,改善算法的寻优模式,提高算法的收敛速度,避免算法陷入局部最优。结果表明:将混沌免疫优化RBF网络应用于动态变形数据预测中,有效地提高了预测的速度和性能。
  • 褚永海;李建成;
    . 2012, 32(5): 58-62.
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    利用不同重力场模型(EGM2008和EGM96)和不同海面高模型(CLS01、DNSC08、WHU2009和CNES_CLS10),分别确定无潮汐和平均潮汐系统下的全球平均海面位常数,通过海面地形改正后,平均位常数分别为62 636 858.333 3 m 2 s -2
    62 636 858.260 6 m 2 s -2,计算结果与EGM2008使用的水准椭球正常位相差小于1.40 m 2 s -2,反算求解海面地形平均值表明结果正确可靠。
  • 黄继锋;鄂栋臣;张胜凯;周春霞;
    . 2012, 32(5): 63-67.
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    2010年2月我国在南极中山站成功建立了首个可用于海平面长期变化研究的永久性验潮站。通过数据处理,得到验潮站基准点系统的水准网平差结果以及验潮仪零点标定结果;分析潮汐数据,获得了中山站的170个调和常数和潮汐特征,并进行潮汐预报,编制了中山站潮汐表。
  • 王文利;程传录;李东;陈俊英;蒋光伟
    . 2012, 32(5): 68-71.
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    利用分布均匀、精度高、现时性好的参心坐标系与2000坐标系重合点成果,采用基准转换Bursa模型,利用转换残差分析了全国54坐标系和80坐标系成果平面精度,客观地评价了其适用性,对继续或终止使用80坐标系和54坐标系提出了合理的建议。
  • 柯福阳;王庆;潘树国
    . 2012, 32(5): 72-77.
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    基于部分模糊度和Kalman滤波提出了一种适于长基线的模糊度解算方法。该方法首先由两步法和部分模糊度方法解算出高高度角卫星的模糊度;然后由该部分模糊度采用Kalman滤波估计出参考站天顶的大气延迟误差;最后利用估计的天顶大气误差对长基线低高度角卫星的模糊度进行改正,以获得准确值。利用江苏CORS部分基准站数据对该方法进行验证,结果表明该方法固定的长基线、低高度角卫星双差模糊度是准确、可靠的。
  • 史海锋;张卫斌
    . 2012, 32(5): 78-81.
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    Bowring直接解法由于受限于大地高H的影响,当H>1 000 km时,其计算误差变大,为了解决这个问题,采用Bowring直接解作为间接迭代法的初值进行求解,实验结果表明,间接迭代法解的精度明显优于直接解的精度,同时不受大地高H的影响。
  • 柳明;王海军
    . 2012, 32(5): 82-85.
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    根据惯性/地磁组合导航系统中系统噪声不确定问题建立了系统的非线性模型集,并采用粒子滤波(PF)作为IMM匹配滤波器(IMM-PF算法),直接使用非线性的观测方程,避免了线性化误差,解决了系统噪声不确定的问题。仿真结果表明,与传统EKF算法相比,IMM-PF算法在系统噪声不确定情况下可自动调整系统模型,保证系统快速收敛,提高了导航精度。
  • 杨星;朱大栋;赵钢;李志清
    . 2012, 32(5): 86-90.
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    针对Bursa非线性转换模型7参数求解中广泛使用的最小二乘法存在的非线性方程矩阵病态问题、初值选取困难问题以及求解收敛性等问题,提出了一种Bursa非线性转换模型7参数求解的粒子群算法。实例证明:该算法计算结果精确度高,且适合于大旋转角。
  • 孙文;王庆宾
    . 2012, 32(5): 91-94.
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    利用最小二乘模型对海平面异常信号中的周期项及线性趋势项进行拟合预报,残差部分则采用ARMA模型预报。对北太平洋试验区域的预报结果表明,1年的预报精度为0.29 cm,两年的预报精度为0.63 cm,说明该模型能够以亚厘米级精度有效进行短期SLA预报。
  • 胡敏章;李建成;李大炜
    . 2012, 32(5): 95-98.
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    根据海底地形与海面重力异常之间的响应函数关系,给出了海底地形起伏与海面垂直重力梯度异常之间的响应函数关系。据此,采用高斯型海山模型,进行了利用垂直重力梯度异常反演海底地形的模拟研究。研究了岩石圈有效弹性厚度、地壳密度以及截断波长对反演结果的影响,并通过实际数据试验计算得到了高精度的海底地形模型。
  • 高宁;崔希民;高彩云
    . 2012, 32(5): 99-102.
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    分析GM(1,1)建模过程中模型误差的主要来源,建立顾及模型误差补偿的GM(1,1)模型,并通过实例将模型误差补偿后的GM(1,1) 模型与传统GM(1,1)、PGM(1,1)和时变GM(1,1)模型的预测结果进行比较,结果表明,模型误差补偿后的GM(1,1)模型预测精度最高。
  • 刘晓刚;张丽萍;王俊;蒲亭汀
    . 2012, 32(5): 103-107.
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    推导了由扰动重力梯度张量单分量Tzz和组合分量Txx+Tyy、Tzz-Txx-Tyy反演地球重力场的调和分析法模型,测试了不同格网分辨率和含有不同噪声的扰动重力梯度数据对重力场模型解算结果精度的影响,验证了扰动重力梯度张量单分量和组合分量调和分析法模型恢复地球重力场的有效性。实验结果表明,由于在模型解算时梯度数据的延拓和格网化误差以及平滑因子无法准确选定等问题的影响,使得调和分析法并不能100%地确定地球重力场;随着梯度数据中所含误差的不断增大,其确定的重力场模型有效阶次和精度呈不断下降的趋势;在确定重力场模型时,Tzz-Txx-Tyy的精度最高,其次为Tzz,Txx+Tyy最差。
  • 赵红;张勤;黄观文;涂锐
    . 2012, 32(5): 108-112.
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    为研究海潮负荷在不同区域对GPS定位影响的规律,推导分析了海潮负荷对GPS测站定位影响的计算公式,并基于此,以江苏、西安区域GPS测站为例,用卫星测高数据反演获得的NAO99b海潮模型及FES2004海潮模型计算了海潮负荷对GPS定位以及对GPS基线的影响,结果表明海潮负荷对GPS沿海测站定位的影响达厘米量级,为内陆地区的4~5倍,而且海潮负荷对测站U方向的影响远大于对E、N方向的影响,海潮负荷对不同区域的GPS基线长度的影响均小于1 cm;结果比较表明NAO99b和FES2004海潮模型在内陆的差异很小,在沿海处差异较大(达1厘米以上)。
  • 周莉娟;李辉;杨光亮;马未宇
    . 2012, 32(5): 113-117.
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    提出一种基于HHT算法的背景噪声分析方法,实验表明该方法较小波分析更好,并研究了如何将HHT方法运用到连续重力台站背景噪声分析中。

  • 陈秋杰;沈云中;张兴福
    . 2012, 32(5): 118-123.
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    将OpenMP并行运算库和Intel Math Kernel Library10.2科学计算库运用到高阶地球重力场反演,显著提高了计算效率。模拟结果表明:1)在以单历元为解算单元形成子法方程系数矩阵时,OpenMP可下三角压缩存储,其内存销耗和时间销耗均比较小;2)当利用多个历元组成高维系数矩阵,然后再形成法方程时,MKL算法才能体现出高效性能;3)MKL求逆算法效率远高于OpenMP算法;4)综合利用OpenMP和MKL算法的优势,可显著提高高阶地球重力场反演的效率。
  • 徐振中;王伟民;邓亮
    . 2012, 32(5): 124-127.
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    基于IGS提供的120°E上空1999—2009年IONEX格式电离层电子浓度总含量(TEC)资料,使用偏最小二乘回归方法
    进行拟合训练,构建了赤道电离异常南、北驼峰峰值TEC的预测模型,并以2009年的TEC数据进行预测试验。结果表明,该预测模型能较准确地描述南北驼峰峰值TEC的变化特征,但对北驼峰峰值的预测效果要好于对南驼峰的预测;对南、北驼峰峰值TEC预测的平均绝对误差分别为4.441 0、2.915 1 TECU,平均相对误差分别为23.26%、10.78%,预测值与真实值的相关系数分别为0.712 2、0.785 9。
  • 李峰;崔希民;袁德宝;王果;张玲;
    . 2012, 32(5): 128-132.
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    针对经典形态学滤波算法中存在过多预置参数的现状,通过自动计算全区域地形的平均近似坡度,估计窗口迭代过程中用到的高差阈值。在得到初始格网的类别后,再利用格网坡度和高差阈值进一步区分格网内点的类别,最终达到移除非地面点类的目的。该算法只需输入最大建筑物尺寸、激光点云的误差,就可以有效地过滤绝大多数的非地面点类,同时减少了Ⅰ类误差和总误差的大小。
  • 黄令勇;宋力杰;王琰;任雅奇
    . 2012, 32(5): 133-136.
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    由于长基线变换矩阵中的窄巷组合难以单历元固定模糊度,提出采用数据平滑方法对其进行改进,并利用北斗实测数据对该方法进行验证,实验结果表明:历元平滑后的矩阵变换能够实现长基线多频模糊度的快速解算,从而提高了长基线精密导航定位的效率。
  • 韦进;刘高川;李辉;申重阳;;姚垚;
    . 2012, 32(5): 137-142.
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    利用姑咱地震台超过3年半的连续重力观测资料、降雨数据、地下水位资料和全球陆地水模型观测资料,采用多项式拟合和相关分析研究弹簧重力仪非线性漂移特征与外界因素干扰的关系。结果表明:姑咱地震台DZW型重力仪长期连续重力观测的漂移具有明显的线性特征(约1 200×10 -8 ms -2 /a),并且在人员进洞调整仪器时还会产生非线性漂移。在考虑固体潮、气压潮和极潮的影响后,利用多项式分段进行非线性漂移改正,重力残差变化量级为±(10~15)×10 -8 ms -2,而且3年间4次雨季都同步有明显的重力正异常变化相对应。研究不仅揭示了弹簧重力仪的非线性漂移与外界影响因素的关系,同时也为改正漂移与排除水负荷对重力的干扰提供了新的分析和处理方法。
  • 观测技术
  • 吴培稚;徐平;赵桂儒;邢成起;张中五;徐斌;白永福;胡乐银;尹继尧
    . 2012, 32(5): 143-147.
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    基于无震时用于GNSS连续站测量、有震时能降低可记录地动位移阈值的需求,设计建造了3个不同深度的双筒下沉式GNSS柔性观测墩,在东三旗GNSS连续站进行了数月的同环境、同时段连续观测。在解算环境相同的条件下,结果表明,无震时双筒下沉式观测墩可用于连续站测量。脉冲敲击试验结果还显示,试验用的倒立摆式观测墩在水平分量上具备放大作用,它为降低可记录地动位移阈值提供了可能。由于试验时测区内没有发生3.0级以上地震,更详细的研究有待下一步工作。
  • 祝竺;周泽兵;
    . 2012, 32(5): 148-153.
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    根据梯度测量原理并结合GOCE重力梯度卫星的在轨 L1b实测数据,分析了静电悬浮加速度计分辨率、标度因数与二次项系数对梯度测量的影响。在此基础上建议,未来卫星重力梯度测量计划需选用更高精度的加速度计和采用三轴无拖曳控制技术。
  • 胡明;白彦峥;祝竺;吴书朝;周泽兵;
    . 2012, 32(5): 154-159.
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    针对GOCE重力梯度卫星中使用的静电悬浮加速度计,对其采用的八对电容极板冗余设计的位移传感与反馈控制组合策略进行了讨论,并分析了其相对于CHAMP和GRACE重力卫星中使用的同类型加速度计的可靠度改善程度。