基于2003~2012年的GRACE卫星重力资料,在考虑趋势项、加速度项、周期项和潮汐模型误差等参数的基础上,用统一的函数形式将离散的引力位球谐系数联系起来,构建了以球谐系数形式表达的时变重力场统一模型IGG-TVG2013。该模型不但能计算出多种重力场参量在任意时刻的数值,还能预测出过去将来一段时间的重力场变化。评估结果显示,在全球90%以上的区域,IGG-TVG2013模型与GRACE资料的内插符合精度优于±1 μGal;利用该模型外推预测了2013年1~6月的重力场变化,结果也与GRACE实测数据符合较好。此外,根据该模型获得了多种重力场参量,尤其是垂直梯度和垂线偏差等的时空变化特征,并进行了初步分析。
收集了广西地区2014~2015年两期流动重力观测资料与2014-11~2015-07广西地区连续MODIS/Terra卫星遥感热红外资料,演算分析了广西区域重力场、地温场。结果表明:①广西重力场整体呈自南向北增强的变化趋势,桂西北地区以正值重力变化为主,变化量约为30×10-8 m·s-2,未形成重力梯度带;桂东南地区以负值重力变化为主,变化量约为±30×10-8 m·s-2,约为观测精度的3倍,重力异常幅度与重力梯度带不显著;②通过分析桂东南地区地温场演化过程及其空间分布与活动断裂的关系,同时扣除地形地貌、季节性气候等非构造因子对地温的干扰,局部持续增温以巴马-博白断裂与防城-灵山断裂、合浦-北流断裂与防城-灵山断裂交汇区域为主;③综合分析认为,陆川、北流、兴业、博白一带区域重力场、地温场演化特征值应持续关注。
针对基于捷联式惯性系统的GNSS/SINS组合导航系统,研究了一种基于开环卡尔曼滤波的零速修正算法。该算法与当前GNSS/SINS组合导航数据融合算法在数学模型上具备较强的一致性,故能方便地应用到组合导航系统中。结合该算法开展了惯性导航试验,结果表明,利用该零速修正技术能有效抑制惯导随时间积累的定位误差,使测线终点位置的定位误差由13.4 m减小至3.6 m,并可提高GNSS/SINS组合导航系统在卫星信号缺失时的导航精度。
利用山东形变数据跟踪分析结果,结合山东形变监测记录到的固体潮资料,分析了自然环境、场地环境和人为干扰等因素给山东形变监测带来的干扰。结果表明:①观测系统故障多出现数据同步错误或缺数,较容易判别。②自然环境干扰主要包括温度、气压、降雨、风扰和雷电。温度和气压影响具有同步性,可以引起观测曲线趋势性变化和固体潮畸变,可以利用辅助观测加以排除;降雨干扰跟雨量和持续时间有关,还与洞室基础岩性、岩石倾角、当地干旱程度等因素有关;雷电常常引起固体潮汐畸变。③场地环境干扰以水井抽水最为突出,导致固体潮汐畸变。④人为干扰主要有标定、进洞和调零,仪器布设方式决定了在仪器调试和维修过程中仪器的相互干扰。
根据闽赣地区1982~2006年跨断层流动水准测量资料,期间发生11次中、强震。采用EIS2000软件,对各跨断层测段作一般多项式分段曲线拟合。本文将所有异常进行了统计与分析。结果表明,地震前异常测段跟震级、震中距和各测段映震能力密切相关。长诏带中段中部容卿和梅岭两场地4测段出现异常较多。其中梅岭3-2和梅岭4-3各出现1次显著正异常;容卿4-5和容卿5-6各出现1次明显负异常,还有容卿4-5出现1次正异常和1次发展中震。政海带南段北部和溪3-1出现1次明显负异常和1次发展中震;中段中部桂口2-7出现1次负异常。容卿场地3个地震前出现异常;梅岭场地3个地震前出现异常;和溪场地2个地震前出现异常;桂口场地1个地震前出现异常。海峡地震前异常场地3个,异常测段3个;南日和晋江地震前异常场地均为2个,异常测段均为2个;赖源、永安和集集地震前异常场地均为1个,异常测段均为1个。中震震中距较短2个,中等的3个,较长的1个。强震震中距较短的1个,中等的2个,较长的1个。中震短期异常2个,中期异常2个,强震中期异常4个,中震显著正异常1个,明显负异常1个,负异常2个。强震显著正异常1个,正异常1个,明显负异常2个。中震转折后震居多,发展中震次之;强震转折后震居多。
解算了山东地区GPS站点的时间序列,通过粗差剔除、周期项分离、去除同震位移及更换天线产生的台阶等预处理后获得可靠的站点垂向速率。结合山东地区地质条件,表明山东不同地区GPS站点垂直运动状态与当地的地质条件密切相关:①垂直方向下降区域分布较广,尤其以环渤海及鲁西北、鲁西南地区较为明显;②鲁西北、鲁西南两个地区垂向下降速率较大,因该地区为Q+N地层,处于差异断陷区,可能与区域地下水开采有关;③鲁中地区微弱上升,可能与该地区处于鲁中强差异隆起区有关。本文工作对了解地壳垂直运动状态、非构造因素识别及GPS站点勘选、运行维护、数据质量分析均具有重要意义。
利用GAMIT软件将山西带布设的1999~2007年和2012~2014年两时段内共12期GPS观测数据同全球部分IGS跟踪站和中国大陆周边GPS连续站观测资料进行统一处理,获得山西断裂带水平运动速度场和时间序列;利用多核函数法对水平运动场进行数值解析获得了断裂带在走滑和张压两个方向的运动量。结果显示:①山西断裂带以(2±1)mm/a的水平运动速度由南向北进行相对运动,主体呈现南弱北强的运动特性;②走滑和张压方向单个测站趋势性运动不显著,但整体计算表明2012~2014年有相对运动趋势,运动量级维持在(2±1)mm/a之内;应变时序结果变化较小,表现为线性运动状态;③受汶川和日本宫城特大地震影响,山西断裂带呈现震后弹性回复状态。由于变化相对平稳,预示着山西断裂带地震活动强度不太可能明显提高。
计算了2009年和2011年区域GPS站点观测资料得到的站速度和由GPS连续观测站资料计算得到的2011~2013年的连续站速度,用块体运动方程把GPS站点速度按照活动块体单元分组计算,根据计算获得的块体运动参数计算四川地区的应变率和块体边界断裂带的活动速率及应变率,研究块体和断裂带的应变应力状态。以四川盆地为参考框架,分析了四川地区的运动场特征。结果表明,研究区内巴彦喀拉块体的主应变率和最大剪应变率值较大,四川盆地较小,川滇块体居中。鲜水河断裂带的正应变率呈张性。龙门山断裂带的深层正应变率为压性,而且较大。
采用日本JAXA 的长波L波段ALOS/PLASAR原始格式数据,选取汶川地震震后区域内共5个相邻条带32景影像,以最新的SRTM V4.1版DEM数据为外部DEM,基于两轨差分干涉测量方法,采用ROI_PAC软件进行干涉处理,获取汶川震后1 a左右时间间隔的干涉形变场;并用影像覆盖区域内部分GPS站点的震后观测结果对InSAR雷达视线向(LOS)形变进行校正,求得每个条带上InSAR观测值与GPS实测值间的整体平移偏移量。经校正后重新计算,得到改正后的震后InSAR LOS形变场。整个LOS形变值主要分布在-15~15 cm范围内,校正后的形变场相邻条带间的一致性和连续性得到改善。
通过震源机制解和震源深度反演、地震烈度调查等多项工作,综合研究了2013年11月23日莱州ML5.0地震序列。首先利用CAP方法反演了莱州ML5.0级地震的震源机制解和震源深度,并利用P波初动方法对主震的震源机制解进行验证,然后利用P波初动方法反演5次ML3级以上地震的震源机制解,再结合地震宏观烈度考察,综合分析了此次地震序列的发震构造。此次莱州ML5.0级地震受日本9.0级巨震的影响,欧亚板块在太平洋板块的俯冲作用下,鲁东-黄海地块内部能量释放,导致了本次地震的发生。