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北斗导航系统精密单点定位在地壳运动监测中的应用分析

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测绘学报 2018年第1期47卷 48-56页

作者：王阅兵甘卫军陈为涛连尉平游新兆中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 地壳运动监测工程研究中心北京100045

主要基于7个台站观测到的BDS/GPS双模连续观测数据,时间跨度在2a以上,利用武汉大学自主研发的PANDA软件的精密单点定位模式,对比分析了BDS/GPS双模观测数据的单系统定位精度,并探讨了BDS在地壳运动监测中的能力。通过对这些观测数据的... 详细信息

主要基于7个台站观测到的BDS/GPS双模连续观测数据,时间跨度在2a以上,利用武汉大学自主研发的PANDA软件的精密单点定位模式,对比分析了BDS/GPS双模观测数据的单系统定位精度,并探讨了BDS在地壳运动监测中的能力。通过对这些观测数据的解算及分析,结果表明,BDS在水平向的定位精度约为17mm,垂向定位精度约为40mm;GPS在水平向的定位精度要优于10mm,垂向定位精度约为14mm。基线统计结果显示,BDS检测弱信号的能力要低于GPS,但仍能够准确反映站点间基线长度和变化率特征。对比分析BDS和GPS得到的速度场,结果显示,两套速度场在水平向之间差值约为1~2mm/a,且不存在系统性的差异。总体来看,虽然目前BDS精密单点定位精度要低于GPS,但是BDS目前仍可以用于监测形变量较大的地区地壳运动。

关键词：北斗卫星导航系统精密单点定位 PANDA 精度分析地壳运动监测

北斗导航系统与GPS精密单点定位精度的对比分析

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大地测量与地球动力学 2014年第4期34卷 110-116页

作者：王阅兵游新兆金红林陈涛连尉平地壳运动监测工程研究中心北京100036 中国地震局地震预测研究所北京100036

基于架设在山东荣成、云南下关、宁夏盐池、河北唐山和河南郑州的UNICORECOMMUR370型北斗接收机接收到的北斗和GPS信号，利用武汉大学自主研发的PANDA软件，对比分析了北斗导航系统与GPS精密单点定位精度。结果显示，北斗导航精密单点... 详细信息

基于架设在山东荣成、云南下关、宁夏盐池、河北唐山和河南郑州的UNICORECOMMUR370型北斗接收机接收到的北斗和GPS信号，利用武汉大学自主研发的PANDA软件，对比分析了北斗导航系统与GPS精密单点定位精度。结果显示，北斗导航精密单点定位精度在水平方向为1～2cm，垂直方向为3～4cm；GPS精密单点定位精度在水平为亚cm级，垂直方向约为1—2cm。虽然北斗导航系统的精密单点定位精度要低于GPS50％，但已经能应用在定位精度要求几个cm或更低精度的领域。

关键词：北斗导航系统 GPS 精密单点定位 PANDA 地壳形变

土层与基岩场地地震动长周期成分的一致性分析

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世界地震工程 2017年第1期33卷 284-291页

作者：刘培玄周正华赵纪生刘红帅地壳运动监测工程研究中心北京100036 南京工业大学江苏南京210009

以3条人造合成地震动和3条强震动记录为地震动输入,建立了四类场地的6个土层地震反应分析模型,采用一维等效线性化波动方法,研究确定了覆盖土层厚度对地震动频带影响范围;并以日本kik-net三维台站强震动记录为基础,通过井下记录与地表... 详细信息

以3条人造合成地震动和3条强震动记录为地震动输入,建立了四类场地的6个土层地震反应分析模型,采用一维等效线性化波动方法,研究确定了覆盖土层厚度对地震动频带影响范围;并以日本kik-net三维台站强震动记录为基础,通过井下记录与地表记录反应谱的对比分析,对数值模拟结果进行了可靠性分析。结果表明:场地覆盖土层对某一频率范围内的地震动有显著放大作用,土层与基岩场地的周期大于6s的长周期成分具有较好的一致性。这一结论可为扩充研究基岩长周期地震动衰减关系的基础数据提供参考。

关键词：覆盖土层长周期反应谱一维等效线性化 kik-net

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海原断裂带中东段地貌差异及其成因探讨

地震地质 2014年第2期36卷 449-463页

作者：陈涛张会平王伟涛地壳运动监测工程研究中心北京100036 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

以定量化地形因子为切入点的构造地貌学方法已成为活动构造研究的有效手段,被广泛用于定性或半定量解析地貌对新构造运动的响应及其演化过程。针对海原断裂带中东段现今地貌差异,以SRTM 90m分辨率DEM为基础,利用ArcGIS软件和Matlab程序... 详细信息

以定量化地形因子为切入点的构造地貌学方法已成为活动构造研究的有效手段,被广泛用于定性或半定量解析地貌对新构造运动的响应及其演化过程。针对海原断裂带中东段现今地貌差异,以SRTM 90m分辨率DEM为基础,利用ArcGIS软件和Matlab程序脚本,提取了海原断裂带中东段高程、坡度、地形起伏、地形侵蚀以及河流陡峭系数等地形因子。从空间分布上看,上述各项地形因子沿断裂走向均呈现"西高东低"的整体分布特征。西段海拔高、坡度陡、起伏大、侵蚀强、抬升快,中段和东段海拔低、坡度缓、起伏小、侵蚀弱、抬升慢,此外,在断裂带的东南尾端呈略微增加趋势,达到小范围内的峰值。在此基础上,通过对比分析地形因子与年降水量、基岩岩性,初步探讨了构造与降水、岩性等因素对地形地貌的控制作用,认为不同降水条件对地貌后期改造起显著作用,基岩岩性与现今地貌之间并无显著关系,该区域地貌类型主要受构造抬升差异所控制。沿断裂带走向上的现今地貌差异表明,西段处于相对快速的构造隆升和强挤压造山构造背景,中段由于受到黄河下切及河流冲积作用影响,地貌参数记录的抬升特征并不显著,而东段则反映出大型断裂带尾端挤压调整效应。

关键词：海原断裂带地形因子河流陡峭系数年均降水量基岩岩性

山东龙郓煤业10·20冲击地压事故区域应力背景与防控研究

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地质力学学报 2024年第3期30卷 473-486页

作者：孟静张鹏王继明丰成君范玉璐戚帮申孙明乾中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 自然资源部新构造与地壳稳定性科技创新团队北京100081 中国联合工程有限公司浙江杭州310051 北京市勘察设计研究院有限公司北京100081

矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作... 详细信息

矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作,初步揭示了山东西部地壳浅表层现今地应力环境,结合龙郓煤业矿区附近现今地应力场特征,探讨此次冲击地压事故产生的区域应力背景,并从地应力角度提出相应的防控建议。研究结果表明:测量深度范围内主应力大小总体上与深度成正比线性关系,最大水平主应力值为3.48~20.76 MPa,随深度增加梯度为0.0182 MPa/m;最小水平主应力值为3.44~14.95 MPa,随深度增加梯度为0.0130 MPa/m;区内最大水平主应力方位为北东43°~89°,平均方位为北东75°;地壳浅表层构造作用以水平构造作用为主,但随着深度的增加,逐渐向垂直构造作用转变;龙郓煤业10·20冲击地压事故的诱发机制主要是垂向应力大于水平主应力,现今处于拉张应力环境,尤其是巷道走向平行于最大水平主应力方向;建议龙郓煤业巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角为60°~90°,同时巷道顶板可以采用拱形顶板,确保巷道岩体稳定。

关键词：山东西部冲击地压地应力测量与监测地应力场特征岩体稳定性

UAV SfM技术在活动构造研究中的应用——以青藏高原西北部龙木错断裂为例

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地质力学学报 2024年第2期30卷 332-347页

作者：江晨轶潘家伟张丽军李海兵孙知明 Marie-Luce Chevalier 刘富财苏强中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部大陆动力学重点实验室北京100037 江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站江苏连云港222300 自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100094 河北水利电力学院水利工程系河北沧州061001 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

为探讨搭载与未搭载实时动态差分技术/动态后处理技术(RTK/PPK)模块的无人机平台通过运动恢复结构(SfM)方法处理获得的数字高程模型(DEM)数据质量差异,以及建立不同无人机平台野外数据采集和室内数据处理过程的快速流程,利用大疆经纬M 3... 详细信息

为探讨搭载与未搭载实时动态差分技术/动态后处理技术(RTK/PPK)模块的无人机平台通过运动恢复结构(SfM)方法处理获得的数字高程模型(DEM)数据质量差异,以及建立不同无人机平台野外数据采集和室内数据处理过程的快速流程,利用大疆经纬M 300 RTK无人机(搭载禅思L1激光雷达(LiDAR)和测绘相机)与大疆精灵4 Pro无人机(搭载可见光相机)分别对青藏高原西北部龙木错断裂上1处位错阶地进行了数据采集,获得了该处高分辨率、高精度DEM数据和数字正射影像图(DOM)数据。对比结果显示,M 300 RTK无人机平台L1负载系统获得的LiDAR和SfM地形数据精度接近,两者在约100 m的飞行高度获得的DEM数据在水平和垂直方向的均方差分别为0.135 m、0.111 m和0.201 m、0.180 m;无RTK模块的精灵4 Pro无人机获取的DEM数据虽然绝对精度较差(水平和垂直方向均方差分别为1.707 m和249.280 m),但其反映的相对地形与实际地形接近,经过地面控制点校正后精度可以达到分米级。研究表明,RTK SfM技术克服了使用地面控制点的局限性,为活动构造研究领域微地貌测量提供了更高精度、更高效率的解决方案。当对测区的绝对三维坐标要求不高,仅需相对的地形起伏时,未搭载RTK模块的无人机也能够在无地面控制点约束的情况下满足地貌位错测量基本需求。

关键词：无人机运动恢复结构摄影测量活动构造精度评估龙木错断裂

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双差定位法在三峡库区地震定位中的应用

大地测量与地球动力学 2006年第3期26卷 73-77页

作者：张爱民李强中国地震局地震研究所武汉430071 地壳运动监测工程研究中心北京100036

基于三峡地震台网2003年5月19日至2005年8月的地震记录资料,用双差定位法对发生于三峡库区(30.5°～31.5°N、109.5°～111.5°E)的1676次地震进行了重新定位。重新定位后的地震最大偏移量为10.93km,最小为0.08km,平均偏移量为1.87km,... 详细信息

基于三峡地震台网2003年5月19日至2005年8月的地震记录资料,用双差定位法对发生于三峡库区(30.5°～31.5°N、109.5°～111.5°E)的1676次地震进行了重新定位。重新定位后的地震最大偏移量为10.93km,最小为0.08km,平均偏移量为1.87km,平均震源深度为6.59km。

关键词：双差定位三峡水库区地震重新定位震中偏移震源参数

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连续重力观测异常模式的多分辨率识别算法

武汉大学学报（信息科学版） 2018年第6期43卷 840-846,942页

作者：刘子维张晓彤张锐江颖韦进张坤中国地震局地震研究所(中国地震局地震大地测量重点实验室) 湖北武汉430071 地壳运动监测工程研究中心北京100036

在小波多孔算法的基础上,提出了一种综合信号频率信息和幅值信息的连续重力观测数据多分辨率异常模式识别算法,利用小波分解得到高频区域的能量作为频率指标,与幅值相结合,对信号及其多孔小波分解结果进行多分辨率异常模式识别。利用模... 详细信息

在小波多孔算法的基础上,提出了一种综合信号频率信息和幅值信息的连续重力观测数据多分辨率异常模式识别算法,利用小波分解得到高频区域的能量作为频率指标,与幅值相结合,对信号及其多孔小波分解结果进行多分辨率异常模式识别。利用模拟数据和实际超导重力观测数据对算法的有效性进行了验证,结果表明,该算法能够准确地在带有噪声的信号中识别模拟数据的异常模式,可应用于连续重力观测台网数据分析处理,对于提升台网观测数据质量以及地震预测等实际应用都具有重要意义。用此方法分析拉萨和武汉的3台超导重力仪2015-04-25尼泊尔地震前一天的秒采样数据后,得到一段27min的在频率指标上有超过90%相似性的异常模式,这一结果的更深层次物理解释仍需要进一步研究。

关键词：连续重力观测时间序列多分辨率算法异常模式识别小波变化时频分析多孔算法

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中国电离层TEC同化现报系统

地球物理学报 2018年第6期61卷 2186-2197页

作者：阿尔察刘四清黄文耿李建勇师立勤龚建村陈艳红沈华蔡燕霞鲁国瑞中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 地壳运动监测工程研究中心北京100045

数据同化是在基于物理机制的背景模型上,融合时空不规则分布的观测数据的一种现报方法.同化能够有效弥补数据的时空局限和模型的精度偏差,使二者相互匹配从而获得更加合理可信的模拟效果.本研究利用电离层数据同化方法,针对中国及周边区... 详细信息

数据同化是在基于物理机制的背景模型上,融合时空不规则分布的观测数据的一种现报方法.同化能够有效弥补数据的时空局限和模型的精度偏差,使二者相互匹配从而获得更加合理可信的模拟效果.本研究利用电离层数据同化方法,针对中国及周边区域(15°N—55°N,70°E—140°E)构建了电离层总电子含量(TEC)同化现报系统.系统使用国际参考电离层(IRI)作为背景场,利用中国科学院空间环境监测网和国际GNSS服务组织(IGS)的部分地基GNSS台站数据作为观测值,并采用三维变分与Gauss-Markov卡尔曼滤波相结合的算法进行背景场和观测值的数据同化,生成覆盖中国及周边区域的电离层TEC和GPS单频接收机延迟误差的格点化准实时现报地图,并在中国科学院空间环境预报中心(http:∥***/TEC_***)网上发布,每15min进行更新.该系统是我国基于同化算法的电离层现报系统之一,已用于中国及周边区域的电离层环境实时监测,可为卫星导航、雷达成像、短波通信等科学研究和工程应用提供相对及时、准确、有效的电离层TEC和误差修正信息.

关键词：数据同化现报系统电离层TEC 三维变分法 Gauss-Markov卡尔曼滤波