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采用地震波研究滑坡的动力学过程

地震 2025年

作者：江勇白玲黄兴辉谢军中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境国家重点实验室中国科学院大学中国地震台网中心中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室

青藏高原及周边地区不仅地震活动频繁,同时也经常发生多种其他类型地质灾害,包括滑坡、冰崩、雪崩、泥石流、冰湖溃决等。这些灾害由岩石、冰川等碎屑物受到重力作用沿着斜坡向下快速滑动而形成,其发生过程受到构造运动和环境变化等多... 详细信息

青藏高原及周边地区不仅地震活动频繁,同时也经常发生多种其他类型地质灾害,包括滑坡、冰崩、雪崩、泥石流、冰湖溃决等。这些灾害由岩石、冰川等碎屑物受到重力作用沿着斜坡向下快速滑动而形成,其发生过程受到构造运动和环境变化等多种因素的共同影响。在地震学领域,这些地质灾害被认为是受到山体斜坡上的单力作用,地震波为认识这些地质灾害的震源参数和发生过程提供重要资料。本文通过收集前人的研究成果,对上述的滑坡类地质灾害前沿进展进行系统回顾,对采用地震波研究滑坡类震源的基本原理进行总结分析。在此基础上,选取2017年茂县滑坡作为研究实例,对地震波形记录进行时频分析、受力过程反演等计算,通过时间轴对比细化过程划分、优化台站数据选择、改善分析过程。结果表明,茂县滑坡过程包括滑前启动、主要滑动和滑后调整三个时期,总持续时间约123 s,其中主要滑动过程包括加速和减速两个阶段,最大速度约54 m/s,最大水平位移约2 km。加速阶段低频信号显著,减速滑动过程高频信号显著增强,揭示了滑床坡度变化、碎屑物成分及其滑动摩擦作用的综合影响。随着地震观测和数据处理技术的不断改进,地震波对滑坡的识别能力逐步增强,有助于提高对滑坡类地质灾害的监测能力。

关键词：滑坡地震波滑动过程青藏高原

重力位能同震变化及其构造意义——以青藏高原地区为例

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地球物理学报 2017年第6期60卷 2493-2499页

作者：周江存孙和平徐建桥崔小明陈晓东中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学国家重点实验室武汉430077

地震除了以地震波的形式释放能量之外,地震还会使地球产生永久变形,该变形将使重力位能产生变化.研究表明,地壳的重力位能的同震变化能够很好地揭示构造活动的拉张或挤压状态.本文首先基于球对称、非自转、弹性和各向同性(SNREI)地球的... 详细信息

地震除了以地震波的形式释放能量之外,地震还会使地球产生永久变形,该变形将使重力位能产生变化.研究表明,地壳的重力位能的同震变化能够很好地揭示构造活动的拉张或挤压状态.本文首先基于球对称、非自转、弹性和各向同性(SNREI)地球的点源位错理论,提出了一种有效的计算重力位能的同震变化的方法,该方法不仅适用于剪切型地震,而且适用于拉张型地震;然后研究了青藏高原地区在1976-2013年间发生的地震对地壳重力位能的同震变化的影响.结果表明,青藏高原中部和西部的地震使得整个地壳的位能减小,而东部的地震使位能增大;位能的减小和增大对应了该地区构造活动的拉张和挤压状态;并且1999-2013年期间较1976-1998年期间地震对地壳重力位能的影响加剧.

关键词：重力位能点源位错地震构造状态青藏高原

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内核平动三重谱线的实验探测

科学通报 2009年第3期54卷 3483-3490页

作者：徐建桥孙和平周江存中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室武汉430077

固态内核的平动振荡是地球基本简正模之一,又称为Slichter模,由于地球的自转和椭率,该简正模将会出现谱峰分裂现象,产生三重谱线.根据Slichter模的谱峰分裂特征,采用全球地球动力学计划观测网中全球分布的6台超导重力仪(SG)的同步、长... 详细信息

固态内核的平动振荡是地球基本简正模之一,又称为Slichter模,由于地球的自转和椭率,该简正模将会出现谱峰分裂现象,产生三重谱线.根据Slichter模的谱峰分裂特征,采用全球地球动力学计划观测网中全球分布的6台超导重力仪(SG)的同步、长期、连续观测资料的积谱探测Slichter三重谱线存在的可能性.分析结果表明,在Slichter三重谱线可能出现的亚潮汐频段(0.162～0.285cph),6台SG观测平均噪音水平为0.0158nm/s2,可观测到全球谐信号的振幅为0.0152nm/s2;说明如果Slichter模存在,就有可能被全球SG识别.在全球SG观测中发现了周期分别为5.310,4.995和4.344h的一组全球谐信号,恰好符合Slichter模的谱峰分裂特征,意味着这组信号有可能来自于内核的平动振荡,由此可以推断内外核边界的密度差介于PREM和1066A地球模型提供的相应数值之间.

关键词： Slichter模三重谱线全球地球动力学计划超导重力仪积谱

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GPS/DR组合导航中一种新的数据融合算法

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武汉大学学报（信息科学版） 2005年第12期30卷 1048-1051页

作者：柴艳菊欧吉坤中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室

在分析以往多传感器组合观测数据融合算法基础上,提出了一种新的数据融合算法。仿真计算结果证实了该方法的可行性。

关键词：数据融合算法滤波 GPS/DR 组合导航

联合多种测高数据确定中国边缘海及全球海域的垂线偏差

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武汉大学学报（信息科学版） 2007年第9期32卷 770-773页

作者：王虎彪王勇陆洋中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室

联合多种测高资料,基于EIGEN_CG01C重力场模型,采用沿轨迹加权最小二乘方法确定了中国边缘海和全球海域格网垂线偏差(IGG2006_DOV),中国海域整体精度优于1.2″,满足了反演高分辨率、高精度海洋重力场对测高垂线偏差的精度要求。在南海海... 详细信息

联合多种测高资料,基于EIGEN_CG01C重力场模型,采用沿轨迹加权最小二乘方法确定了中国边缘海和全球海域格网垂线偏差(IGG2006_DOV),中国海域整体精度优于1.2″,满足了反演高分辨率、高精度海洋重力场对测高垂线偏差的精度要求。在南海海域,基于测高垂线偏差解算的重力异常与船测重力进行了外部检核,精度达到7.75 mGal。

关键词：卫星测高沿轨迹加权最小二乘垂线偏差

多频多模接收机差分码偏差的精密估计与特性分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第12期43卷 2106-2111页

作者：袁运斌张宝成李敏中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学国家重点实验室

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)探测大气电离层需要精确处理由接收机差分码偏差(differential cade bias,DCB)引起的系统误差。准确掌握接收机DCB的多时间尺度精细变化等特性是联合美国GPS、中国北斗卫星... 详细信息

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)探测大气电离层需要精确处理由接收机差分码偏差(differential cade bias,DCB)引起的系统误差。准确掌握接收机DCB的多时间尺度精细变化等特性是联合美国GPS、中国北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)和欧盟Galileo等多GNSS技术监测电离层所面临的主要科学问题之一。为此,提出了基于零基线精密估计站间单差接收机DCB的方法,并对站间单差接收机DCB的日加权平均值进行了分析。基于4台多模接收机采集于2013年的双频观测值,揭示了站间单差接收机DCB的变化可能受3种因素的影响,即接收机内置软件的版本升级(实验中引起了约3ns的显著增加)、拆卸个别接收机所导致的观测条件改变(实验中引起了约1.3ns的显著减少)和估计方法的误差(引起了与导航系统卫星几何结构重复性相一致的周期性变化)等。

关键词： GPS BDS Galileo 电离层接收机差分码偏差零基线

附加Doppler预报坐标约束的模糊度动态解算新方法

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北京航空航天大学学报 2008年第1期34卷 88-91页

作者：柴艳菊欧吉坤袁运斌刘根友中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室武汉430077

利用GPS(Global Positioning System)相位观测进行动态定位的主要困难就是法方程不适定问题(秩亏或病态问题),导致模糊度浮动解及其协方差阵不准,以此构造的模糊度搜索范围比较大,使得模糊度的搜索非常困难.提出利用Doppler高精度测速... 详细信息

利用GPS(Global Positioning System)相位观测进行动态定位的主要困难就是法方程不适定问题(秩亏或病态问题),导致模糊度浮动解及其协方差阵不准,以此构造的模糊度搜索范围比较大,使得模糊度的搜索非常困难.提出利用Doppler高精度测速预报近似坐标并对其附加约束,解决法方程求逆中的不适定问题,提高模糊度浮动解及其方差阵的准确性,缩小模糊度的搜索范围,提高模糊度搜索的成功率.结果表明,短基线情况,新方法在模糊度动态解算中取得了明显效果.

关键词： Doppler测速不适定模糊度动态解算坐标约束

GRACE和SLR观测的地球动力学扁率最大熵谱及小波相关分析

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地球物理学报 2007年第5期50卷 1383-1389页

作者：张子占陆洋许厚泽中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量重点实验室

卫星重力测量技术的实现为测定地球动力学扁率提供了新的方式和途径，GRACE卫星是目前最新的重力测量卫星，据其恢复的低阶重力场较以往精度得到大大提高，然而其观测地球动力学扁率（二阶项）却与卫星激光测距（SLR）结果相差较大.本... 详细信息

卫星重力测量技术的实现为测定地球动力学扁率提供了新的方式和途径，GRACE卫星是目前最新的重力测量卫星，据其恢复的低阶重力场较以往精度得到大大提高，然而其观测地球动力学扁率（二阶项）却与卫星激光测距（SLR）结果相差较大.本文采用最大熵谱和小波分析方法对GRACE和SLR观测的地球动力学扁率时间序列信号进行定量比较分析，结果表明：GRACE观测的地球动力学扁率年际周期变化振幅仅为SLR观测结果的25%，并且目前GRACE观测的地球动力学扁率数据中含有系统输入信息和相位差，但前者较后者包含有较强的短周期（2-6月）信息.造成这种差异的主要原因可能来自于GRACE与SLR全球观测数据时空分布不同.

关键词： GRACE 卫星激光测距地球动力学扁率最大熵谱分析小波分析

附加方位约束的GPS/INS组合系统选权自适应卡尔曼滤波

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测绘学报 2011年第4期40卷 421-428页

作者：柴艳菊欧吉坤袁运斌阳仁贵钟世明王海涛中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室湖北武汉430077

单天线GPS/INS经典组合模型存在的明显不足是:由于状态参数不仅包含INS的位置、速度误差,而且还包含INS的姿态误差和元件误差,存在观测信息不足,间接可测参数难以准确估计。在深入分析常用GPS/INS组合模型及滤波算法中参数估值的特性基... 详细信息

单天线GPS/INS经典组合模型存在的明显不足是:由于状态参数不仅包含INS的位置、速度误差,而且还包含INS的姿态误差和元件误差,存在观测信息不足,间接可测参数难以准确估计。在深入分析常用GPS/INS组合模型及滤波算法中参数估值的特性基础上,提出从两方面改善这类滤波结果:①在运动条件下的组合观测模型中附加GPS单天线测方位角约束,建立观测值与间接可测参数之间的联系;②将选权自适应卡尔曼滤波方法拓展到GPS/INS滤波中,以提高参数估计的精确性。通过对滤波结果的增益阵、位置差、速度差及姿态估计结果的分析可知,该方法的滤波结果更趋准确、合理。

关键词： GPS/INS组合系统单天线GPS 方位角约束选权自适应卡尔曼滤波姿态估计