2021年, 第41卷, 第10期
刊出日期：2021-10-15
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 991-997.
利用去相关的DDK3滤波器对得克萨斯空间中心（CSR）发布的GRACE RL06月重力场模型数据进行处理，采用多项式拟合时间序列分析方法成功提取了2004年苏门答腊MW9.3、2010年智利MW8.8和2011年日本东北MW9.0三个地震事件的同震重力变化、大地水准面变化、垂线偏差变化及重力梯度变化。结果表明，3个震例的同震重力变化范围分别为-15.5~6.5 μGal、-9.1~2.1 μGal和-11.1~4.2 μGal；同震大地水准面变化范围为-5.9~0.8 mm、-3.0~0.8 mm 和 -3.2~0.5 mm；垂线偏差NS向变化范围为 -1.2~2.2 mas、-0.9~1.0 mas 和 -1.1~1.4 mas，EW向变化范围为 -1.8~1.0 mas、-0.8~0.8 mas和 -0.7~1.0 mas；重力梯度各分量数值中，rr分量同震变化最大，其次是rθ分量。3次地震的同震信号空间分布均表现为：同震大地水准面和重力变化信号呈非对称两极分布；垂线偏差呈负-正-负或正-负-正三极分布；重力梯度变化信号呈较复杂的多极分布。观测结果与现有的球体位错理论计算结果较一致，可作为重力卫星数据约束震源机制和地球粘度结构的可靠信号来源。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 998-1003.
以2019-01 GRACE-FO实测数据为例，基于动力学方法，采用24 h弧长，通过设置不同的加速度计偏差参数校正策略，分析其对轨道拟合及时变重力场反演结果的影响。结果表明，轨道拟合结果与加速度计校正参数的个数有关，加速度计校正参数个数越多轨道拟合的效果越好，而对于三轴加速度计不同方向采用不同策略时，轨道拟合结果未表现出明显差异；基于本文加速度参数校正策略计算时变重力场时，计算结果表现出明显的差异，结果的好坏与加速度计校正参数有关，同时与不同方向的加速度计参数校正策略相关。综合分析对比发现，对三轴加速度计不同方向采用不同的校正策略会得到不同的结果，其差异主要体现在40阶以上部分，其中Y方向的参数较多时计算结果最优。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1004-1007.
依据马陵山地震台台站仪器安装日志等基础资料，结合现场勘察结果建立三维有限元模型，并综合水位、降雨及气温等辅助观测资料，对台站近10 a的视电阻率资料进行对比分析。因台站地处郯庐断裂带安丘-莒县断裂上，地下结构复杂，EW向观测电极存在高差，视电阻率特征清晰且复杂。综合研究认为，马陵山地震台NS向视电阻率的变化主要受气温影响；EW向视电阻率主要受水位变化影响，且水位影响的量级约为气温的3倍；7~8月2个方向同时受短暂快速降雨的影响。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1014-1017.
采用原始多普勒及载波相位导出多普勒观测数据，进行动态环境下单天线测姿性能的实验验证，并对比不同运动状态下载体的测姿精度。结果表明，当载体低速运动时，采用导出多普勒观测值及原始多普勒观测值解算的航向角RMS值均在0.35°以内，俯仰角RMS值均在0.15°以内，且通过载波相位导出多普勒观测值计算的姿态结果相较于原始多普勒观测值更稳定。在直行和转向时，采用导出多普勒观测值计算的航向精度分别在0.15°和0.81°以内，且载体直行时相比于转向时姿态结果的精度更高。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1018-1023.
针对GNSS坐标时间序列中粗差为三维位置粗差的特点，提出综合三维坐标的迭代最小二乘粗差探测方法。通过实验模拟数据，分别利用3倍中误差（3σ）准则和四分位距（interquartile range, IQR）准则对单方向和综合N、E、U三方向的粗差进行探测。结果表明，2种判别准则中，综合考虑3个方向的探测效果远好于单方向的探测效果，且探测效率均超过95%；3σ准则的探测效率稍高于IQR准则，但误判率也较高。在实测数据中的应用表明，SOPAC(Scrips Orbit and Permanent Array Center)提供的部分raw类型全球IGS站时间序列中粗差占0.1%~4.7%；运用IQR准则综合3个方向的粗差探测得到的时间序列要比cleaned trend类型更加干净。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1024-1029.
针对GNSS垂向坐标时间序列噪声复杂、精度较差等特点，采用局部加权回归模型(locally weighted regression, LOESS)对中国大陆构造环境监测网络中289个GNSS站的垂向坐标时间序列进行降噪分析。首先利用LOESS方法对预处理后的时间序列进行降噪处理，得到降噪后的时间序列及噪声序列；然后采用Durbin-Watson(DW)检验对降噪后的噪声序列进行自相关性检验，同时采用Wilcoxon秩和检验方法对降噪前后序列的标准差、噪声项、速度不确定度等指标进行显著性检验；最后采用降噪前后序列的信噪比及前3个指标来定量评价降噪效果。结果表明，各测站降噪后的噪声序列不存在自相关性，采用LOESS方法降噪处理后各评价指标均有显著改正，表明LOESS方法能够有效减少GNSS垂向坐标时间序列中的噪声，进一步提高GNSS垂向坐标时间序列的精度。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1030-1034.
提出一种短弧段ETALON卫星的SLR数据处理策略，仅解算卫星轨道、测站距离偏差、地球自转参数，并利用2018-01~10数据进行验证。结果表明，ETALON-1/2卫星定轨残差RMS分别为1.11 cm、1.08 cm；与IERS-C04 产品相比，短弧段数据解算的Xp、Yp、LOD参数误差RMS分别为2.21 mas、2.26 mas、218.30 μs/d；与ILRS事后最终轨道相比，ETALON-1卫星R、T、N方向轨道精度分别为1.6 cm、8.5 cm、6.8 cm，ETALON-2卫星R、T、N方向轨道精度分别为 2.1 cm、8.9 cm、8.7 cm。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1035-1039.
针对BDS参考站间低高度角卫星整周模糊度受大气延迟误差影响较大、难以正确固定等问题，提出一种BDS参考站间低高度角卫星三频整周模糊度确定方法：首先根据超宽巷整周模糊度长波长的优势确定双差超宽巷整周模糊度，并利用其与双差宽巷组合观测值所受电离层延迟误差较为接近的特性搜索确定双差宽巷整周模糊度；然后将双差整周模糊度之间的线性关系作为约束条件，高高度角卫星双差整周模糊度根据双频无电离层组合模型确定；利用固定模糊度的高高度角卫星建立参考站间双差电离层延迟误差空间线性模型，实现对低高度角卫星电离层延迟误差的削弱；最后将固定双差整周模糊度的高高度角卫星双差载波相位观测方程作为距离约束，进一步搜索确定低高度角卫星的双差整周模糊度。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1040-1044.
为探求BDS长基线模糊度解算的最优组合观测量，基于模糊聚类分析法分别选取2个BDS最优超宽巷组合和1个最优窄巷组合共同构建TCAR模型，分别采用GF_TCAR、GB_TCAR和GIF_TCAR模型对实测BDS长基线进行模糊度解算。实验表明，3种模型解算超宽巷组合模糊度的结果基本一致； GF_TCAR模型解算模糊聚类分析法所得最优窄巷组合(3,0,-2)的相邻历元组合模糊度差值优于常用的(4,2,-5)组合；GB_TCAR模型解算IGSO卫星时，窄巷组合(3,0,-2)的结果优于(4,2,-5)组合，而解算GEO、MEO卫星时2种窄巷组合结果一致；GIF_TCAR模型解算窄巷组合(3,0,-2)的结果略逊于(4,2,-5)组合。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1051-1056.
构建基于主波峰的自适应波形重跟踪算法（AMWRT）。首先提取主波峰，然后对主波峰分别应用经典的重心偏移法（OCOG）及阈值法（threshold）进行波形重跟踪，并进行精度比较，得到最优的观测水位。将AMWRT、OCOG和threshold法应用于长江中游地区，结果表明：1）测高卫星观测的长时间水位序列与水文站实测数据趋势较为一致；2）AMWRT算法相较于OCOG法及threshold法表现良好，比其中表现最好的经典threshold_0.5法的精度提高了30%，其绝对平均误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别降低至0.55 m和0.72 m。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1057-1062.
针对区域相对高程对Tm模型影响研究领域的空缺，基于已有的对流层顶经验模型，讨论区域相对高程对Tm模型的影响，并在此基础上构建中国区域的h0Tm回归模型，同时建立青藏高原地区的区域模型h0Tm-Qz。模型检验结果表明：1）以ERA5格网数据为参考值，h0Tm模型的RMS为2.43 K，相比于Bevis公式和GPT2w-1模型，精度分别提高了1.15 K(32%)和0.63 K(21%)；2）以探空数据为参考值，h0Tm模型的RMS为2.48 K，相比于Bevis公式和GPT2w-1模型精度分别提高了1.19 K(32%)和2.06 K(45%)，h0Tm模型在中国区域表现出较低的误差和良好的稳定性，尤其是在中国西部地区表现出更为显著的优势；3）顾及区域相对高程的青藏高原区域模型h0Tm-Qz相较于该地区的单因子（Ts）区域模型TsTm-Qz和Bevis公式，精度分别提高了0.54 K(19%)和2.50 K(51%)。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1063-1068.
利用京津冀地区214个强震台捕获的2020-07-12唐山市古冶区5.1级地震加速度波形记录，统计分析记录数量随震中距变化的特征，绘制峰值加速度等值线图。将近场6个土层台记录的线弹性反应谱与我国抗震设防反应谱进行比较，采用传统谱比法分析近场局部土层对地震动的放大作用。将观测的谱加速度与国内常用的几种地震动预测模型进行对比，计算其归一化残差，研究中、远场局部场地条件对地震动幅度和主要作用周期的影响，给出各周期谱加速度的空间展布，并结合场地环境分析中场地震动被显著放大的原因。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1069-1075.
为研究近断层不同区域地震动工程特性与时频特征，考虑近断层地震动方向性效应、滑冲效应、上盘效应等特性与断层类型的关系，基于PEER强震数据库，选取台湾集集（Chi-Chi）地震作为研究对象，依据断层破裂带与地震动观测台站的相对位置关系，将其近断层地震动划分为破裂前方区域（RFR）、断层上盘区域（HWR）、断层下盘区域（FWR）及破裂后方区域(RBR)4类，对比分析近断层不同空间地震动的三要素特性，并利用希尔伯特-黄变换（HHT）进一步分析其能量在时频分布上的差异。结果表明：1）近断层不同区域地震动PGA、PGV、PGD及PGV/PGA具有显著差异，给结构地震响应带来极大影响；2）RFR区域地震动呈显著的长周期效应，RBR区域地震动具有高频大幅值特点，HWR区域和FWR区域地震动同时具有高频大幅值特点和显著长周期效应；3）在时频域内，RFR、HWR、FWR、RBR区域地震动能量高值都主要集中在0~5.2 Hz的中低频段，其中HWR区域的地震动最大瞬时能量最大，RFR区域的地震动最大瞬时能量最小。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1076-1079.
采用地基SAR与地基RAR模式监测铁路桥在列车经过时的纵向垂直挠度形变，结果表明：1）2种模式提取的桥梁纵断面形变趋势与挠度基本一致，对应监测点的纵向垂直挠度形变精度最大偏差为1.85 mm，实现了桥梁的mm级形变监测；2）地基RAR模式数据处理快速简单，具有实时处理与直观可视化的精细形变表达能力；地基SAR模式数据量较大，数据处理存在一定的技术难度，但可同时反映面状整体形变趋势，具有全面捕捉形变的能力，也可提取特征点、线、面的形变量。
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大地测量与地球动力学. 2021, 41(10): 1085-1094.
针对主成分分析（PCA）方法探测电离层异常时探测范围有限且无法区分正负扰动的问题，提出一种结合PCA和滑动时窗的探测方法，并以3次强震为例检测其异常探测能力。结果显示，PCA-滑动时窗方法同时具备了2种方法的探测优势，相较于滑动时窗法，其探测结果更加直观、简明，且不易受空间环境影响，有相对更高的异常探测置信度和可靠度；相较于PCA方法，其能更好地用于长时间时空异常探测，并准确区分出正负异常。另外，通过进一步分析2020年瓦哈卡地震后发现，电离层在震前11~13 d、9 d及4~6 d出现明显异常，且异常位于震中偏南区域。综合4次地震可知，异常主要出现在震中偏南方向，大多呈共轭结构。
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