2011年, 第31卷, 第4期　
刊出日期：2011-10-11

  

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地壳形变与地震
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  GPS资料揭示的汶川8.0级地震前地壳动态演化特征

  张晓亮;张希;王双绪;蒋锋云;朱良玉

  . 2011, 31(4): 1-5.

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  利用中国大陆1999年以来3个时段的GPS速度场，研究了汶川8.0地震前的地壳动态演化特征。研究结果显示：1)汶川地震发生在区域地壳挤压运动明显受阻的区域，孕震区附近存在一较大的障碍体，震中附近断层多年来处于强闭锁状态；2)随着地震发生日期的临近，震中西侧压性区表现出明显的向东逐步扩张态势，局部地区主压应变方向出现向北偏转，右旋剪切作用明显增强；3)汶川地震同震变形及6级以上余震分布表现出的区段性与断裂带及附近分段性运动变形特征密切相关。
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  S变换在汶川地震前后应变变化分析中的应用

  刘琦;张晶

  . 2011, 31(4): 6-9.

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  引入时频分析中的S变换方法，对姑咱台四分量钻孔应变观测曲线中出现的“压性脉冲”和“潮汐畸变”异常信号进行分析。结果表明，在背景信号的基础上，周期约10~60分钟的信号在汶川地震前开始大量出现，震后逐渐衰减；能量最大的信号仍然是背景信号，其能量幅度随地震发生时间的临近而增大，震后逐渐减弱。
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  应用地震连续形变观测技术有效监测地震前兆

  蒋骏;张雁滨;林钢;陈德璁;李畅;马晓飞

  . 2011, 31(4): 10-17.

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  依据地震观测技术的基本原理和大量观测事实，给出统一的地震连续形变观测技术仪器的特性曲线，分析和解释其对“前兆”信息响应差异的根本原因。地震连续形变前兆仪器对地震及其前兆响应的差异是因为仪器的传递函数不同和特性所致；其前兆观测中的分钟值采样数据中发现的震颤异常波，只是真实信号的一种“混叠”或映射，难以反映真实的地面运动。强震前的震颤异常波是否与地震有关？是否是震兆？尚需做更深入细致的分析和研究。
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  沂沭断裂带跨断层形变异常及其解释

  李杰;殷海涛;吴晨;宁斌;韩冰;刘莉

  . 2011, 31(4): 18-21.

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  对沂沭断裂带及其附近北西向断裂上存在的甘霖、五胜和高峰头流动短水准异常进行了分析，分析认为存在的3项短水准异常是汶川地震前后区域地壳应力增强引起的可能性较大。
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  两种应变仪的面应变观测资料的比对研究

  张凌空;牛安福;闫伟;吴利军

  . 2011, 31(4): 22-26.

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  对徐州地震台的YRY-4型分量式和TJ-2型体积式钻孔应变仪，2008—2010年的面应变原始观测曲线、年变曲线、降雨干扰曲线、气压影响曲线和固体潮汐观测结果进行了比对研究，并计算了各自的相关系数和影响系数，总结了二者的共性和差异。
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  1992—2000年滇西大地水准面变化与Ms≥6.0地震

  董正瑶;李辉;汪健;谈洪波;

  . 2011, 31(4): 27-31.

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  用滇西地震试验场流动重力复测资料计算大地水准面时空动态变化，研究表明大地水准面演化特征与该区断裂活动关系密切相关，对6.0级以上地震有较好的反映，局部大地水准面变化与地震的孕育、发生有关。
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  基于多种形变观测资料分析福建地区形变特征

  1. 王紫燕;李祖宁;刘序俨;关玉梅;陈超贤;钟继茂;陈光

  . 2011, 31(4): 32-36.

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  利用福建区域GPS连续观测资料计算出应变场，由跨断层垂直形变资料计算出形变速率强度累积率，并根据跨断层、体应变等多种形变资料得到各测点压张特性的空间分布。在此基础上，研究了福建区域2005—2006年、2007—2008年、2009—2010年各时期的形变特征。研究结果表明：龙岩厦门东山、政海带与沙县南日岛断裂带交界处这两个区域是能量累积区域，构造活动性较强，形变速率强度较高，以压性测点为主，发生中强地震的可能性比较大。
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  山东及周边地块间近期运动状态分析

  殷海涛;王强;朱成林;孟强;李杰

  . 2011, 31(4): 37-40.

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  为研究山东所在块体及周边地块间的地壳相对运动状态，利用2001年以来中国地壳运动观测网络以及2007年以来山东GPS观测网的观测结果，使用K-L最佳直线拟合和滑动傅里叶法得到基线变化年周期，以此对处于不同地块的GPS基准站间基线变化趋势进行分析，得出近期山东内部及周边地块间的地壳运动特征。并利用GPS资料分析了2011年3月11日日本9.0级强震对山东地区的影响。
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  2009—2010年日食活动对湖北地区地震前兆观测的影响

  孙伶俐;吕品姬;罗俊秋;李明;赵凌

  . 2011, 31(4): 41-46.

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  对2009—2010年两次日食活动期间的湖北省区域地震前兆原始观测数据进行分析，结果显示日食效应对某些前兆测项有一定影响，具体表现为：1)地磁观测到达低值时间出现于日全食开始前；2) 2009年7月22日日全食和2010年1月15日日环食期间地磁观测测项分量、扰动形态变化特征不尽相同。日全食前后地磁场变化主要表现为地磁水平分量H向下跃动的起伏型变化，具有短时、较为同步的特点；而日环食发生时，地磁场的变化主要表现为地磁偏角D的趋势转折，具有趋势变化、滞后性的特点；3) 日食活动对地壳形变中的固体潮线应变和倾斜量也产生短时扰动。
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  利用积谱研究气压对SGC053超导重力仪的影响

  韦进;李辉;刘子维;郝洪涛;康开轩;

  . 2011, 31(4): 47-51.

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  利用中国地震局武汉九峰地震台SGC053超导重力仪超过13 000小时的重力固体潮和气压观测数据进行相关分析和积谱分析。结果表明：重力残差信号主要是由气压变化引起的，相关分析的气压导纳值为-3.116 nms ^-2/mbar；气压导纳值和频率之间具有依赖性，气压导纳绝对值频率依赖方程为y=7.036x+2.524；利用固定气压导纳值和导纳值频率依赖的方程进行气压改正结果几乎一致，相差不超过±(1~2) nms^-2_。
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  2000国家重力基本网部分站的最新绝对重力测量

  张宏伟;董朝阳;赵东明;肖凡;李建国;纪立东

  . 2011, 31(4): 52-55.

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  为分析部分2000国家重力基本网点的长期稳定性，应用FG5/240绝对重力仪在该网的永兴岛和郑州站进行了绝对测量。对观测结果的处理表明，观测精度优于5×10 ^-8 ms ^-2 ；同时对观测值及其对应的2000国家重力基本网点的重力值进行了比较，得出两者之间重力值差异变化。
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  利用多种测高数据反演中国南海海域重力异常

  胡淑梅;文汉江;李洪超;史小雨;

  . 2011, 31(4): 56-59.

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  联合Geosat/GM、ERS-1/168和Envisat 3种测高数据，基于高精度地球重力模型EGM2008，采用垂线偏差方法和逆Vening-Meinesz公式，利用移去-恢复技术确定了中国近海及邻近海域（0°N ～ 42°N ，102°E ～ 138°E）分辨率为2′×2′的重力异常。在中国南海海域，测高重力异常与船测重力异常比较的标准差为±9.43×10^-5 ms ^-2。选取不同的判定准则，对残差垂线偏差进行粗差剔除后将计算的测高重力异常结果与船测重力资料进行比较分析，得出选用残差垂线偏差分量范围为3″～5″时精度较好。
理论方法研究
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  天文大气折射的级数展开式

  张捍卫;丁安民;雷伟伟

  . 2011, 31(4): 60-62.

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  对天文大气折射的级数展开理论进行了研究，给出了新的级数展开式。新的级数展开式能够展开到任意阶次项，并且达到了亚毫角秒的理论精度；另外，把地面附近的位相折射指数作为未知数单独提出来，适应了光学技术在不同观测波长情况下的处理，并给出了以视天顶距正切为引数的级数展开式。这一成果将可完全取代普尔科沃大气折射表公式，也可以利用该方法进行射线跟踪的理论研究。
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  基于加权最小二乘谱迭积算法探测超导重力观测弱信号

  尹晖;王艳艳

  . 2011, 31(4): 63-65.

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  提出采用加权最小二乘谱迭积算法探测超导重力观测数据隐藏的弱周期信号，该算法基于不等权的观测序列和序列的自相关性和互相关性，以高分辨率提取序列潜在的共同信号，削弱或抵消噪声信号。并以实例进行了分析和验证。
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  地形变应变张量矩阵的不变量分析

  刘序俨;季颖锋;黄声明;梁全强

  . 2011, 31(4): 66-70.

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  在给出正交曲线坐标系的有关位移向量及其全微分、位移梯度矩阵、应变张量矩阵的普适表达式的基础上，又给出了任意两种正交曲线坐标系下的应变张量矩阵的普适转换表达式，并指出:由于该变换矩阵为正交矩阵，故应变张量矩阵为相似矩阵。并对应变张量矩阵的几何物理性质进行了分析，指出任何一种正交曲线坐标系的应变张量矩阵都具有唯一不变的主应变特征多项式，由该矩阵的主应变特征值方程皆可求得地壳质点处的主应变及其主方向，由主方向单位向量又可把该矩阵化为以主应变为对角元素的对角矩阵，该矩阵及其对角矩阵的迹皆为该质点处的体应变，该矩阵的行列式等于该质点处3个主应变的乘积，这些几何物理量皆为该质点处的地应变不变量。
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  基于GPS高程时间序列粗差的抗差探测与插补研究

  张恒璟;程鹏飞

  . 2011, 31(4): 71-75.

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  研究抗差估计和稳健估计粗差探测IQR准则的粗差剔除算法以及缺值点插值的正交多项式最小二乘拟合方法。以中国3个CORS基准站从1999-03-01—2009-12-31日的单天解GPS高程时间序列为对象进行粗差探测与插补的试验。结果表明：抗差估计比IQR准则能更有效地探测和剔除粗差；三次样条插值当连续缺失历元超过5~10个时插值结果易发生扭曲；低次正交多项式拟合的结果稳定，一般选择2~3次拟合即可获得理想的效果，当连续缺失历元达3个月时，正交多项式拟合后的曲线与序列趋势仍基本一致。
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  利用高精度地面及航空重力数据对点质量模型精度的研究

  王庆宾;赵东明;孙文;周睿

  . 2011, 31(4): 76-79.

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  利用澳大利亚高精度的地面重力测量和航空重力数据，对点质量模型方法进行内外符精度检验。结果表明：点质量模型方法内符精度可以达到10 ^-8 ms ^-2量级，在655 m高度可以达到±3×10 ^-5 ms ^-2的外符精度。
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  卫星钟差实时估计的收敛分析

  李黎;朱建军;陈永奇;匡翠林;龙四春;李洪玉

  . 2011, 31(4): 80-83.

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  就测站数量、观测时间和测站分布对估计钟差的影响进行了研究，结果表明：增加测站数量和观测时间，均有利于提高卫星钟差的估计精度；但随着测站个数的增加，计算耗时会随之增加，从而影响钟差的实时使用，因此，从兼顾钟差的精度和实时应用两方面考虑，只有选择适当的测站分布和测站个数，才有利于钟差的实时估计和应用。PPP定位中，基于估计钟差的收敛时间比基于IGS最终钟差的收敛时间更长。
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  加权总体最小二乘方法在ITRF转换中的应用

  陆珏;陈义;郑波

  . 2011, 31(4): 84-89.

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  针对ITRF转换中，两套坐标系下的点坐标值均存在误差，且各点之间精度不等、甚至相关的情况，提出利用加权总体最小二乘方法对转换参数进行解算。通过模拟数据和真实数据的解算证明了加权总体最小二乘方法在ITRF转换中的适用性，与其他方法相比，利用加权总体最小二乘方法能够得到准确的、更为合理的转换参数。
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  一种去除地震背景噪音的新方法

  杨光亮;

  . 2011, 31(4): 90-93.

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  结合希尔伯特-黄变换方法，根据信号背景噪音时间延续性假设，提出了一种自适应地震信号去噪算法。利用该算法实现了台站地震监测信号的去噪分析。分析表明：1）该去噪算法能根据背景信号特性有效去除信号的低频干扰；2）该算法可自适应完成信号分解去噪，计算效率高，无时间分辨率和频率分辨率问题；3）该算法处理高频干扰存在缺陷，有待进一步完善。
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  基于第二类椭圆积分的子午线弧长公式变换及解算

  过家春;赵秀侠;徐丽;田劲松;高飞

  . 2011, 31(4): 94-98.

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  通过推导，将子午线弧长公式变换为基于第二类椭圆积分的两种形式：“形式Ⅰ”将子午线弧长公式表达为一个有理函数和第二类椭圆积分之和，建立了以大地纬度B为自变量的子午线弧长公式与第二类椭圆积分之间的关系；“形式Ⅱ”给出了以归化纬度μ为自变量、直接利用第二类椭圆积分计算子午线弧长的公式。利用此两种形式的子午线弧长公式，在Matlab中编写程序，调用第二类椭圆积分函数Elliptic E(x, k)计算子午线弧长，精度和计算效率均优于经典算法。对CGCS2000所采用的地球椭球子午线弧长的计算表明，此两种形式的子午线弧长公式建立了子午线弧长公式与第二类椭圆积分的关系，结构简洁，易于展开，一定程度上完善了子午线弧长理论，且便于手工计算及计算机程序实现。
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  基于自适应聚类算法的GPS三频载波相位组合观测值优化选取

  黄令勇;宋力杰;刘先冬

  . 2011, 31(4): 99-102.

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  推导了GPS三频载波相位组合观测值模型，并且对组合观测值进行了误差分析。根据模糊聚类分析理论，对由长波长标准得到的三频载波相位组合观测值进行分析，运用基于相异度矩阵的自适应聚类算法对其进行分类。对各类组合观测值适用条件进行分析，利用实测L1、L2数据和模拟的L5数据通过矩阵变换求解模糊度法对其进行验证。从而得出结论：通过模糊聚类分析不仅可以选取满足不同长短基线的较优组合，而且大大减少了运用枚举所有组合来筛选较好组合的工作量。
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  基于阶次组合的GPS精密星历插值研究

  王晓明;成英燕;刘立

  . 2011, 31(4): 103-106.

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  采用Lagrange插值与线性逐次Neville插值两种方法对GPS卫星轨道进行了插值，比较了两种方法的特性及插值精度，结果表明两种方法虽然简单易实现，但当进行高阶插值时，边缘插值区间的精度较低。为解决该问题提出利用高次插值与低次插值相结合的方法进行轨道插值，算例证明，该插值方法可以改善插值精度。
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  具有先验信息的地面三维激光扫描地形测量数据去噪算法

  赵鑫;吴侃;蔡来良;

  . 2011, 31(4): 107-111.

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  为防止三维激光扫描数据中的噪声对实景重构造成扭曲，基于消噪的相关理论，提出了3种具有先验信息的去噪算法，利用高程注记点所提供的先验信息作为去噪依据，分别对比高程插值、最小二乘拟合平面及趋势面，选取适当阈值消去噪声。利用Timble GX200地面三维激光扫描系统获取的地形测量数据进行实验分析，结果表明:高程注记点可以作为先验信息为点云去噪提供依据，并确保去噪后基本符合实体特征。
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  不完全测量数据的EM处理算法

  林东方;宋迎春;金昊

  . 2011, 31(4): 112-115.

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  推导了EM算法用于不完全测量数据的实现方法。结果表明，应用EM算法处理不完全测量数据，改善了测量精度，与完全数据下的平差结果极其接近，明显优于不进行平差处理的结果。
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  利用EGM2008位模型计算中国高程基准与大地水准面间的垂直偏

  翟振和;魏子卿;吴富梅;任红飞

  . 2011, 31(4): 116-118.

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  高程基准面相对于大地水准面的垂直偏差是区域高程基准转换和全球高程基准统一的基础数据。利用最新发布的EGM2008地球重力场模型和中国均匀分布的936个GPS水准点数据计算得出中国青岛大港验潮站的重力位为62 636 852.85±0.07 m ² /s ²，进而得到中国1985高程基准相对大地水准面的垂直偏差为0.32 m。
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  利用无几何模型求解GPS三频模糊度的成功率分析

  常志巧;刘利;郭睿;刘雁雨

  . 2011, 31(4): 119-122.

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  利用无几何模型求解GPS模糊度实数解是不以基线分量为未知数的线性模型，码观测量几乎直接用于确定模糊度，即使在较短的观测时间内，也不会出现设计矩阵复共线性，对模糊度求解具有明显优势。利用Kronecker乘积导出了利用无几何模型求解三频模糊度及其协方差矩阵的表达式，分析得到该协方差矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构以及采用的历元数相关，与接收机和卫星之间的几何构形无关；整数变换Z矩阵只与伪距噪声和相位噪声之间的结构相关的有益结论。最后利用无几何模型分别计算了单频、双频、三频模糊度求解的成功率, 得出对于双频和三频只需少数历元即可成功固定模糊度，特别对于三频观测，甚至单历元即可成功固定模糊度。
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  GRACE卫星重力场解算中混频误差影响的探讨

  赵倩;姜卫平;徐新禹;郭靖

  . 2011, 31(4): 123-126.

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  探讨GRACE任务中混频产生的原因及其对静态和时变重力场解算的影响，给出利用不同模型分析混频问题的方法，并通过比较分析各类削弱混频误差的方法，指出利用卫星星座组合的重力场测量模式是目前削弱混频的最为有效的方法。
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  地表移动观测站数据处理新方法研究

  王刚;郭广礼;王磊;

  . 2011, 31(4): 127-131.

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  建立地表移动观测站是研究开采沉陷和建筑物破坏规律的最可靠手段。目前，实地观测数据在后期的处理过程中大多都是采用传统的支距法等方法，将观测值改正到工作面的走向和倾向方向上，使得观测站布设与数据处理具有较大的局限性，地表移动和变形计算精度也受到较大的影响。针对传统的地表移动观测站数据处理存在的问题,结合工程实例介绍一种地表移动观测站数据处理新方法。
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  PANDA软件在高频数据PPP动态定位中的应用研究

  陈克杰;方荣新;李敏;祝会忠

  . 2011, 31(4): 132-134.

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  结合具体算例分析了PANDA的定轨、钟差计算精度，并利用PANDA计算的轨道、钟差产品，对汶川地震期间的高频GPS观测数据实施动态精密单点定位。结果表明，PANDA应用于高频动态精密单点定位中具有实时性强，定位精度高等优势。
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  空间纬度对于差分系统电离层格网性能的影响

  冯炜;陈向东;吴星;叶修松

  . 2011, 31(4): 135-138.

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  基于广域精密实时定位系统试算的电离层格网改正数据，使用两种加权方法对参考站上空信号穿刺点的电离层延迟进行了估算，并利用估算出的穿刺点电离层格网计算延迟和实际测量的穿刺点电离层延迟进行了比较。结果表明对于不同位置的测站，中高纬度格网改正较好,低纬度较差，这与电离层的特性有关，并不是加权内插校正方案造成的。
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  基于相关分析的组合导航RAIM模型研究

  唐艳梅;王坚;彭祥国

  . 2011, 31(4): 139-143.

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  探讨基于相关分析理论的组合导航RIAM方法，并给出单个和多个探测粗差的相关分析检验流程。通过模拟12颗GPS和Galileo组合导航卫星定位系统，分别给单颗和两颗正常卫星加入粗差。仿真结果表明：观测值的影响向量与残差的相关系数可以定位含粗差的卫星并将粗差卫星予以剔除。
观测技术
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  永久散射体点目标提取方法研究

  龙四春;李陶;冯涛

  . 2011, 31(4): 144-148.

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  分析幅度稳定性、相位稳定性、时序相关性及振幅离差阈值等多种PS点提取方法的特点与缺陷，提出基于时序相关系数阈值与振幅离差阈值并集和交集的PS点识别策略，给出其相应模型，并实例验证了该方法的有效性与优越性。
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  利用SBAS-DInSAR技术提取腾冲火山区形变时间序列

  季灵运;王庆良;崔笃信;胡亚轩;郝明;李煜航;秦姗兰

  . 2011, 31(4): 149-153.

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  基于6景JERS-1 L波段SAR影像，利用小基线集-合成孔径雷达干涉测量技术，通过线性形变相位、非线性形变相位、大气延迟相位以及地形残差相位的分离，提取了腾冲火山地区1995—1997年间地表形变时间序列（雷达视线向），与2003—2004年的GPS观测结果对比表明，SBAS-DInSAR技术提取地壳形变的精度可达亚厘米级。时间序列形变显示胆札-高田断裂两侧形变差异性显著，可能与其下方存在的地壳岩浆囊的活动有关。打鹰山地区地表形变揭示其下方可能存在隐伏断裂。
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  探地雷达薄层信号的谱反演算法

  黄忠来;张建中;黄吉林

  . 2011, 31(4): 154-159.

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  为了从多层介质的探地雷达回波数据中提取薄层的位置和厚度信息，推导和验证了在频率域内实现的谱反演算法。该算法给出了各反射面的广义反射系数，并建立了用于联系反射系数序列频谱和薄层参数的代价函数并进行反演。仿真结果表明，对于厚度小于调谐厚度的薄层，该算法也可以进行准确反演，从而提高了对于薄层的分辨能力。