2023年, 第43卷, 第10期
刊出日期：2023-10-15
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 991-996.
火星极移属于火星定向参数，通过对火星极移时间序列周期项进行研究，可以更加深入地了解火星内部结构及大气和潮汐运动的特征与规律。利用NASA提供的NP.ang和NP.ds火星极移序列进行时变分析与预报，时变分析使用快速傅里叶变换（fast Fourier transform，FFT）进行处理。结果表明，NP.ang与NP.ds两组数据的周期项长度基本一致，且与火星年具有很强的相关性。短期预报结果表明，使用差分整合移动平均自回归（autoregressive integrated moving average，ARIMA）模型对NP.ds进行20 d内的短期预报是一个可行的思路；中长期预报结果表明，使用最小二乘外推模型进行NP.ds数据的中长期预报是可行的，且使用准确度更高的周期项进行最小二乘外推模型的拟合，可以显著提高对NP.ds的中长期预报精度。本文研究结果可为火星极移的预报研究提供参考。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 997-1002.
设计仅采用一台接收机同时接收GNSS导航信号和PPP-B2b增强信号，进行108个快速静态实验和1个低动态导轨实验。结果表明：1）对于快速静态PPP，97%的样本平均收敛时间为34.6 min，收敛后水平和高程方向精度分别为5.9 cm、9.7 cm；重启接收机10 min、20 min、30 min后，78%、83%、86%的水平方向精度优于10 cm，75%、84%、86%的高程方向精度优于15 cm；2）对于低动态导轨实验，30 min的收敛时间后E、N、U方向的RMS分别达24.3 cm、1.1 cm、12.2 cm。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1003-1007.
针对导航增强的实时性、连续性及高精度定位等需求，提出一套基于几何分析法的低轨星座设计方案。首先确定单星对地覆盖场景的关键要素，结合具体情况并通过几何约束关系得出基本参数；然后提出一种混合星座设计方法，综合考虑地球非球形引力对卫星轨道的影响，以确定混合星座的参数配置；最后通过仿真实验论证方案的可行性。仿真结果表明，本文方案设计的星座能够提供满足用户需求的导航增强功能，在卫星的覆盖层数、几何分布及轨道稳定性等方面表现优异，为低轨导航增强领域的发展提供了数据支撑。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1008-1014.
首先基于多路径延迟对BDS-3伪距观测数据进行逐历元修正，然后利用连续1个月已修正好的观测数据对BDS-3新频点11类差分码偏差（differential code bias，DCB）作估计与分析，最后比较估计的DCB产品和CAS提供的DCB产品对PPP的影响。结果表明：1）BDS-3多路径延迟中几乎不存在和高度角相关的多路径偏差，多路径延迟为0~1 ns；2）估计的DCB与CAS的DCB偏差为0.1 ns，3类DCB闭合差在0.2 ns以内，估计值的STD值与CAS的相当，比DLR的更稳定；3）估计的DCB与CAS的DCB在不同测站的PPP精度大致相当。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1015-1019.
基于城市环境下采集的多系统GNSS数据研究非监督分类算法和图优化（factor graph optimization, FGO）算法对多路径误差的抑制能力。伪距单点定位（single point positioning, SPP）结果表明，基于K-means++的非监督分类算法进行多路径信号分离时，在N、E、U方向的定位精度分别为3.61 m、2.90 m、8.14 m，较传统算法分别提升53.18%、55.18%、44.96%。图优化方法利用伪距和多普勒约束因子进行最优估计，在N、E、U方向的定位精度分别为0.94 m、1.34 m、2.78 m，精度分别提升82.1%、78.5%、82.0%。图优化算法对城市环境下GNSS定位的多路径误差抑制具有显著效果，可用于GNSS精密定位预处理阶段的异常卫星剔除和精确坐标初值获取，提高城市环境下GNSS定位性能。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1020-1025.
针对电离层总电子含量（TEC）时间序列非线性、非平稳性等特点，提出以卡尔曼滤波对电离层TEC数据进行预处理为基础，融合长短期记忆神经网络模型，构建KF-LSTM短期电离层组合模型预测TEC的方法，并利用该模型预测2016年和2018年4个时段的高、中、低纬度及赤道地区36个格网点提前1 d的电离层TEC。结果表明，KF-LSTM组合模型预测效果优于传统BP神经网络模型和单纯的LSTM模型。在赤道地区，其预测效果与C1PG模型相当；在15°~75°N地区，其预测效果优于C1PG模型。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1026-1031.
利用地基GNSS观测资料，对高海拔地区对流层延迟的活动特性展开分析。结果发现，在高原地区，随海拔高度变化，研究区对流层延迟差异明显，Saastamoinen模型的精度优于Hopfield模型，且两种模型在高海拔地区的精度均低于低海拔地区，表明常规对流层延迟模型在高海拔地区的性能有所下降；高海拔地区的总延迟、湿延迟平均值分别占低海拔地区的67%与30%，表明在高海拔地区干延迟部分适应性变弱并且是影响模型精度的主要因素，需要进一步优化。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1032-1038.
利用中国大陆构造环境监测网络GNSS观测数据，结合台风事件资料，开展台风事件对中国大陆地区水汽变化周期影响研究。分析发现，在台风影响下，GNSS天顶对流层延迟（zenith tropospheric delay，ZTD）水汽变化周期与正常天气相比会缩短，同时降水增加。通过与降雨进行对比发现，台风过程中降雨发生之前ZTD会发生较为剧烈的变化，并保持在一个峰值。通过选取台风中心不同距离的GNSS站点进行对比分析发现，台风最先经过的区域站点ZTD产生波动要比之后经过的站点早，且台风先经过区域的降水量比后经过区域的降水量大。本文研究可为台风轨迹预报和气象部门的台风灾害及极端降水等预警提供参考。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1039-1044.
针对GPT3模型各气象参数存在明显周期性误差的问题，以2015～2019年长三角地区7个探空站资料作为参考，分析GPT3模型残差的季节性周期变化，并利用Emardson-H模型构建一种新的GPT3改进模型。实验结果表明：1）与探空资料相比，GPT3模型气压、温度、水汽压和加权平均温度(Tm)的均方根（RMS）均值分别为5.09 hPa、3.90 K、4.01 hPa和4.54 K；2）基于Emardson-H的GPT3改进模型气压、温度、水汽压和Tm的RMS均值分别为4.64 hPa、3.53 K、3.73 hPa和3.27 K，比GPT3模型分别提升0.45 hPa、0.37 K、0.28 hPa和1.27 K。综上分析，基于Emardson-H的GPT3改进模型精度相比GPT3模型有所改进。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1051-1055.
为研究三峡蓄水对湖北巴东黄土坡滑坡地震稳定性的影响，基于流固耦合理论建立二维有限差分数值模型。在计算无水(蓄水前)及有水(175 m实验性蓄水)条件下滑坡体场地地震动、应力响应及孔隙水压力差异特征的基础上，进一步给出滑坡体安全系数时程，探讨在蓄水与水库地震共同作用下的滑坡体稳定性及成因机理。结果表明：1）无水条件下滑坡体上硬层与下硬层的地震动峰值加速度放大系数约为1.33及3.31，具有显著的场地放大效应及软弱夹层消能减震作用；2）瞬时地震荷载下，由于滑坡体上下硬层之间非协调性变形与非快速排水的共同作用，软弱层超孔隙水压力快速形成，并呈现出阶段性积累上升趋势，伴有瞬时放大特征。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1056-1062.
基于有限元数值模拟技术，利用GPS数据获取喜马拉雅东构造结区域的断裂运动状态和构造应力场，并结合区域滑坡隐患探讨构造活动对滑坡灾害发育的影响。结果显示，差异化的断裂运动会造成显著相异的构造应力分布，而区域滑坡灾害更集中分布在断层锁固引起的构造应力异常区域；对应力异常区的斜坡进行稳定性研究发现，受应力长期累积影响，斜坡表层应力场持续扰动，造成潜在危险滑移面安全系数降低，促进滑坡失稳。研究表明，断裂构造运动模式可对区域滑坡灾害的发育和分布造成不可忽视的影响，且长期持续的构造应力荷载将促进滑坡灾害的发育。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1063-1067.
为研究区域地质构造的地壳应变状态，利用数字高程模型（DEM）数据构建数字化三维地形模型，再添加区域地质岩石属性建立有限元三维地质模型，并施加重力和热荷载，进行有限元与实测应变分析。以九江地震台为例，利用有限元模型及台站实测温度和应变数据，展开区域应变分析。结果表明，有限元建模应变解算结果与实测应变结果较符，均值量级皆为10－5，都呈明显的季节性周期变化趋势；模型热应变和定向应变分别能较好地反映温度造成的应变差异和不同方向的应变变化；模型应变能在一定程度上反映区域应变的变化范围和量级大小，有益于缺乏实测应变条件的区域开展应变分析。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1068-1073.
对滇西北三江并流地区36个台站记录的远震波形数据进行处理，提取径向P波接收函数，基于中国地震科学实验场地区地壳剪切波速模型获取不同区域的初始模型，采用时间域线性反演方法和bootstrap重采样技术，反演各台站下方的S波速度结构。结果表明：1）研究区地壳S波速度结构整体以澜沧江断裂带和27.5°N为界，表现出明显的区域差异。在上地壳，S波速度在0~25 km深度范围内存在由地表向壳内延伸的低速层，但不同区域低速层厚度存在较大差异，27.5°N以北低速层较为发育，厚度在20~25 km之间；27.5°N以南，澜沧江断裂带东西两侧低速层厚度差异明显，断裂带以西在10~25 km之间，断裂带以东约4 km。2）在下地壳，S波速度在横向上以澜沧江断裂带和27.5°N为界，表现出NE与SW区域以相对低速为主，NW和SE区域以相对高速为主的分布特征；垂向上，怒江断裂带中南部和金沙江-红河断裂带北端附近局部区域25~45 km深度范围内存在低速体，与上地壳低速层相连。3）澜沧江断裂带为地壳厚度和S波速度变化的重要分界面，对滇西北三江并流地区的构造演化过程具有控制作用。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1074-1079.
通过多目标智能优化算法研究微震震源定位存在的模型组合合理性未阐明、易陷入局部最优解、定位结果波动性较大等问题。为解决这些问题，首先在到时差模型与到时差商模型基础上设计4个不同的微震震源定位数学模型，两两组合构建6个多目标优化定位模型；再设计3组基于不同台网形状(三维多面体、二维长方形、一维直线型)的微震震源正演仿真实验和1组工程数据验证实验，并引入多目标蚁狮优化(multi-objective ant lion optimization, MOALO)算法求解这些模型；最后采用多个统计指标评判各个模型组合定位效果的优劣。结果表明，数学模型组合(TDA-P1, TDQA)结合MOALO算法的多目标优化定位策略能够得到较高的微震震源定位精度，且模型稳健性较好，优于其他模型组合和传统多目标定位方法，在微震监测领域具有一定的应用价值。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1080-1085.
以厄瓜多尔俯冲区为例，建立区域三维纯弹性和粘弹性模型，并基于有限元数值模拟方法分析其震间变形过程，同时以十余年的震间GPS速度场为约束，估算不同模型下的最佳震间闭锁深度。结果表明，在厄瓜多尔俯冲区，基于弹性模型的最佳震间闭锁深度约为30~35 km，而基于粘弹性模型的最佳闭锁深度为25 km。同时，相比于弹性模型，粘弹性模型能够更好地解释震间地表变形，说明该区域深部粘弹性圈层在俯冲板块的推挤作用下会引起较为明显的上地壳变形。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1086-1089.
利用Sentinal-1A卫星SAR数据获取覆盖2021-03-19西藏比如MW5.7地震的降轨同震视线向形变场，反演此次地震的发震断层几何参数及同震滑动分布。结果表明，此次地震破裂在一个之前未被探测到的隐伏断层上；破裂以正断为主，伴有少量左旋走滑分量；滑动主要分布在2.4~11.2 km深度处，且在6.4 km深度处滑动量达到最大，约为0.17 m；获取的地震矩约为3.6×1017 Nm，相当于MW5.7。这些精确的断层参数及震源模型可为评估区域地震危险性及构造演化提供重要参考。
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大地测量与地球动力学. 2023, 43(10): 1095-1100.
提出一种基于卷积神经网络（CNN）和生成对抗网络（GAN）组合模型的可控源电磁反演方法。为突出异常体信息，将总场进行差分预处理，同时修改损失函数以增强GAN的稳定性。将差分总场送入CNN，得到地面接收电场与地下异常体电导率数据之间的结构化因果关系；输出异常体的粗略电导率模型，再将其作为GAN的输入，在GAN中提取特征进行训练，得到高精准和高对比度的电导率反演结果，以达到工程应用的要求。通过将CNN-GAN组合模型与传统神经网络模型的预测结果进行对比发现，CNN-GAN组合模型优于传统神经网络模型，能够更好地预测地下异常体的电导率模型，相似度高达94.38%，比传统CNN和GAN模型分别提高约48%和78%。
鄂公网安备 42010602003219号