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通过对位移与应变微分公式的分析,给出了球坐标系下应用最小二乘配置法由GPS数据整体解算应变场的方法.首先,对模拟数据的理论应变场与采用全部采样数据和随机抽取50%限定采样数据的应变场结果的对比分析,初步验证了最小二乘配置球面整体解应变场方法的有效性.然后,利用1999~2001和2001~2004两期中国大陆区域网GPS速度场数据给出了基于最小二乘配置球面解获得的应变率场结果,概要分析了此期间中国大陆应变率场的动态变化.最后,讨论了最小二乘配置在球面上计算应变场需要注意的问题和建议. 相似文献
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精准提取应变率场是利用GNSS(Global Navigation Satellite System)观测资料开展区域地震危险性分析工作的重要环节,而其中的关键点是构建精确的地壳运动场模型.本文提出一种顾及抗差性的多尺度地壳运动场构建方法,在多尺度球面小波方法的基础上,考虑到测站观测数据质量不优或观测环境不好等因素产生的局部非构造变形对提取地壳形变场的影响.通过在实际观测资料中加入粗差的模拟分析验证本方法具有好的抗差性.通过对观测数据高精度统一解算,获取川滇地区最新的震间GNSS速度场,抗差迭代算法从中检测出20%的降权站点和2%的除权站点,而这些测站的观测标墩均建设在土层上,且数据解算的误差较大,表明存在明显的局部非构造变形,如果在解算应变率场时与其他测站作等权处理或基于解算的形式误差确定权重,必然会在解算的应变率场产生显著粗差,进而影响到地震趋势判定或危险性分析等重要工作. 相似文献
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巴颜喀拉块体东北缘是构造变形和地震活动较强的区域, 2017年九寨沟MS7.0地震就发生在该区域内。 利用多尺度球面小波方法解算GPS应变率场, 分析巴颜喀拉块体东北缘2009年至2017年的应变率场分布特征, 该方法的优点是可以将GPS应变率场按照不同的空间尺度进行小波分解, 给出不同空间尺度的应变率场。 结果表明在2017年九寨沟地震之前, 震中附近应变积累显著, 虎牙断裂北延断裂的左旋走滑速率为3.0 mm/a, 拉张速率为3.1 mm/a, 表明该条断裂以左旋走滑为主兼有拉张特征, 与九寨沟地震的震源机制解一致。 除九寨沟震中附近外, 在岷县与漳县交界处、 理县和汶川、 青川等地区主应变率、 面应变率、 最大剪应变率也较大, 这可能与2013岷县漳县(MS6.6)、 2008年汶川(MS8.0)、 2014年理县(MS4.8)以及2014青川县(MS4.8)地震有关。 相似文献
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利用GNSS速度场求解应变率的方法存在多元化特征, 可以区分为数学方法和物理方法。 本文选取求解应变率的三种数学方法: 最小二乘配置法、 多尺度球面小波法、 Gussian加权内插法, 对1999—2019年青藏高原东南缘(97°E~106°E, 21°N~30°N)GNSS速度场以及均匀GNSS速度场进行解算, 探讨以上三种方法在该区域的适用性特征。 通过分析由两组不同数据分布密度获得的主应变率(最大/最小)、 最大剪切应变率、 面应变率结果, 发现利用多尺度球面小波法获得的应变参数在青藏高原东南缘区域有更高的空间分辨率表现。 在数据分布密度高时可以详细反映小区域内空间变形特征, 有助于详细确定断裂变形特征。 本研究结果仅代表在青藏高原东南缘研究区域结果, 对于其他区域计算方法的选取仍需考虑其构造变形背景、 测点分布密度等条件。 相似文献
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2016年1月21日青海省门源县发生了MS6.4地震, 发震断裂为冷龙岭北侧断裂, 震中位置与1986年门源6.4级地震相同。 本文收集了本次地震震中及其周边区域1999—2015年GPS观测资料, 解算了GPS速度场、 跨断裂连续观测站基线时间序列和应变率场。 结果显示, 祁连山断裂带为一条宽度约60 km的连续变形带。 在断裂带南侧地壳运动以顺时针旋转为主, 运动量值没有显著差异; 跨过断裂带到达其北部之后, 地壳运动量值明显减小, 显示出该断裂带的强烈活动特征。 冷龙岭断裂左旋走滑速率为6.17±0.41 mm/a, 挤压速率为1.83±0.38 mm/a, 断层闭锁深度为22.1±3.1 km。 利用GPS连续观测站数据解算的地震同震位移显示, 震中西南侧26.8 km处的青海门源(QHME)测站记录到了明显同震位移, 其水平运动方向为北东向, 与逆冲为主的震源机制解一致。 相似文献
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利用泰勒级数展开和弹性力学的几何方程,推导了球坐标系中由GPS位移数据解算图形单元应变和旋转张量的解析公式. 通过线性化处理,并利用误差传播定律,详细推导了图形单元应变和旋转张量的误差公式. 利用川滇地区最新的GPS测站位移速率数据,采用图形单元法解算了该区的面应变率及最大剪切应变率分布,并对其进行了初步的分析. 同时阐述了图形单元应变数学模型的局限性,讨论了图形单元法计算应变的意义以及图形单元的选择问题,进一步分析了应变计算的定权方法,还讨论了GPS观测网图形单元的地心半径差异与应变的关系问题. 相似文献
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GPS应变率场计算方法研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
基于大地测量资料获取地壳运动与应变积累定量结果一直是国内外重视的地震中长期预测的技术途径。 针对地震变形过程的准确描述问题, 国内外学者基于GPS资料, 发展了多种应变率场解算方法。 本文首先简要介绍了GPS应变率计算的基本原理, 然后系统梳理了国内外多种计算方法的优势和不足, 结果表明: 应变率计算的数学方法只考虑几何关系, 其中整体方法主要适合数据密度和分布较好条件下获取区域地壳变形分布与趋势, 局部方法主要适用于数据较为稀疏情况下描述构造块体的变形特征; 应变率计算的物理方法既考虑几何关系又考虑物理关系, 其中, 位错方法根据主要适合于研究区域存在主控断层的情况(研究区域的变形主要由少数断层控制); 数值模拟方法(如有限元法)主要适用于区域地质、 地球物理的资料比较完备的情况。 相似文献
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中缅边界地区位于缅甸弧东缘—青藏高原东南缘—巽他板块的衔接地带,地质构造复杂,区内多条活动断裂横跨中缅两国.为了研究中缅边界地区现今地壳形变特征,本文收集处理1998至2020年中国和缅甸的GPS数据,获得了中缅边界地区高空间分辨率的GPS速度场,并采用多尺度球面小波方法计算了多尺度应变率场.结果表明：（1）印度板块向缅甸块体东侧强烈挤压俯冲作用导致位于缅甸弧的GPS测站以约30 mm/a的速度沿NNE向随着印度板块向青藏高原推挤,缅甸弧地区剪切应变积累明显,主压应变率在弧外侧表现为垂直构造走向的近东西向挤压,在弧内侧与伊洛瓦底江盆地表现为平行构造的近南北向挤压.实皆断裂处于主应变率与剪应变率的高值区,存在分段活动性：北段两侧的速度呈现明显的差异,剪切应变积累显著,呈现右旋剪切运动和缩短;中段以约20 mm/a的速度向NNW向运动,具有右旋走滑兼拉张特征.（2）川滇块体围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转,GPS速度方向从构造结北侧的近东西向运动偏转到川滇菱形块体为向南或东南运动,并在滇西南地区呈弥散型分布,速率向东南逐渐减小.其中,小江断裂带总体为左旋走滑.红河断裂中段具有较低的走滑速率,... 相似文献
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2016年11月13日,新西兰凯库拉地区发生了MW7.8级地震.本文利用1 Hz高频GPS观测数据,基于GAMIT track解算模块,采用主分量分析（PCA）空间滤波方法获取了地震地表形变.同时从trackRTr模拟实时解算的动态位移中,提取P波5秒峰值位移（Pd）和地面峰值位移（PGD）,并根据震级统计回归模型计算预警震级.结果表明：测站的动态形变时间长达2 min,距震源最近的HANM和KAIK站出现二次剧烈形变,震源北部测站的形变幅度大于南部,而高频GPS静态同震形变场表现出先逆冲后走滑的震源机制特征.不同GPS台站的Pd预警震级相差较大,最大震级差为MW2.5.综合考虑预警震级发布的时效性和可靠性,采用顾及空间分布的四台站PGD联合预警方法,其预警震级在震后23 s达到初始稳定（MW7.56）,在震后110 s达到最终稳定（MW7.78）,该震级与USGS矩张量反演震级（MW7.8）基本一致. 相似文献
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利用于田震中300 km范围内的1个GPS连续站和12个GPS流动站数据,解算得到了2014年新疆于田MS7.3地震地表同震位移,并反演了发震断层滑动分布,探讨此次地震对周边断裂的影响.地表同震位移结果显示,GPS观测到的同震位移范围在平行发震断裂带的北东-南西向约210 km,垂直发震断裂带的北西-南东方向约为120 km,同震位移量大于10 mm的测站位于震中距约120 km以内;同震位移特征整体表现为北东-南西方向的左旋走滑和北西-南东方向的拉张特征,其中在北东-南西方向,I069测站位移最大,约为32.1 mm,在北西-南东方向,XJYT测站位移最大,约为28.1 mm;位错反演结果表明,最大滑动位于北纬36.05°,东经82.60°,位于深部约16.6 km,最大错动量为2.75 m,反演震级为MW7.0,同震错动呈椭圆形分布,以左旋走滑为主并具有正倾滑分量,两者最大比值约为2.5：1,同震错动延伸至地表,并向北东方向延伸,总破裂长度约50 km,地表最大错动约1.0 m;同震水平位移场模拟结果显示贡嘎错断裂、康西瓦断裂和普鲁断裂等不同位置主应变特征具有差异性,这种差异特征是否影响断裂带以及周围区域的应力构造特征,值得关注. 相似文献
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基于GPS多期复测资料, 利用最小二乘配置方法计算川滇地区应变参数, 分析该区域应变率场分布及其变化特征并探讨其分布与强震关系。 研究结果表明: ① 各时段应变率场空间分布的明显变化应属于大于GPS资料误差的真实地壳构造形变信息; ② 最大剪应变率及第一、 第二剪应变率的结果反映了走滑断裂对区域变形的显著控制; ③ 主应变率, 东西、 南北向应变率场动态结果反映的汶川地震孕震的空间尺度较大; ④ 在本区大致反映北东向与北西向剪切变形的第一剪应变率、 东西向应变率、 南北向应变率及最大剪应变率与6级以上地震对应较好。 相似文献
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The western part of the Bohemian Massif is characterized by repeated occurrences of intraplate earthquake swarms. To study surface deformations of this anomalous region, a network covering about 2000 square kilometres for repeated geodetic measurements was established in 1993 - 1994. The positions of the individual points of the network were carefully picked with respect to local tectonic structure and earthquake foci distribution. GPS and precise levelling measurements were performed 1-2 times a year. The GPS data were processed by Bernese GPS software.
No tendency to any displacement - either horizontal or vertical - of geological blocks was derived from the geodetic data for the period 1993 - 96. Only displacements of less than 5 mm/year in average could occur in the whole region in that period; larger displacements would have been revealed by our measurements. 相似文献
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Endra Gunawan Putra Maulida Irwan Meilano Masyhur Irsyam Joni Efendi 《Acta Geophysica》2016,64(6):2136-2150
Based on continuous GPS data, we analyze coseismic deformation due to the 2012 Indian Ocean earthquake. We use the available coseismic slip models of the 2012 earthquake, derived from geodetic and/or seismic waveform inversion, to calculate the coseismic displacements in the Andaman-Nicobar, Sumatra and Java. In our analysis, we employ a spherical, layered model of the Earth and we find that Java Island experienced coseismic displacements up to 8 mm, as also observed by our GPS network. Compared to coseismic offsets measured from GPS data, a coseismic slip model derived from multiple observations produced better results than a model based on a single type of observation. 相似文献
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陆地水储量的季节性变化是导致地表周期性负荷形变位移的主要因素,有效地剔除地表位移中的陆地水储量影响,是获取地壳构造垂向运动的必要过程.四川地处青藏高原东边缘,地形分区明显,境内以长江水系为主,水资源丰富,研究四川地区地表负荷形变位移,有助于分析陆地水储量的时空分布特性及地壳构造形变信息.本文利用研究区域内59个CORS站的GPS观测数据,计算了CORS站点的垂向位移,并将其与GRACE所得相应结果进行对比分析.结果显示,GPS和GRACE所得垂向位移时间序列的振幅大小整体相符,但存在明显的相位差.GPS站点振幅最大值为12.7 mm,对应HANY站,最小值为1.5 mm,对应SCMX站.GRACE所得的地表垂向位移振幅大小均为3~4 mm,且最大位移集中出现在7-9月份;而GPS站点出现最大位移的月份和地形相关,东部盆地、西北部高原和南部山地分别出现在7-8月份、10-11月份和10月份.GPS站点时间序列中的周年项与陆地水的季节性变化强相关,为了讨论陆地水储量对GPS站点位移的影响,本文利用改进的总体经验模态分解方法（MEEMD：Modified Ensemble Empirical Mode Decomposition）,从GPS垂向位移时间序列中提取出周年项及约2年的年际变化项.发现利用MEEMD获取的周年项改正原始GPS时间序列时可使其WRMS（Weight Root Mean Square）减少量减小约26%,结果优于最小二乘拟合方法提取的GPS周年项改正效果,验证了MEEMD方法在GPS坐标时间序列处理中的可行性及有效性. 相似文献
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联合高精度的GPS水平位移观测和高密度的PS-InSAR雷达视线位移测量,实现地表三维形变的精确反演.本文在准确计算卫星轨道方位角基础上,使用GPS观测位移与星载雷达LOS方向形变的投影转换模型,将雷达LOS方向形变转换为垂直方向位移,并基于地面GPS与SAR影像PS目标联合构建形变监测网,采用参数平差算法估计区域地表形变场.以地质构造活动极其活跃的台湾岛及其西南屏东高雄地区为例,联合屏东地区48个GPS监测台站与雷达PS目标,监测该地区从1995-1999年间由于板块构造挤压运动和地下水抽取导致的三维地表形变.结果表明,该地区年均水平位移量为向西30~50 mm/a,高雄沿海地区发生明显的逆时针西偏南的逐渐增大的水平位移;垂直位移为屏东平原南部呈现-10 mm/a~-15 mm/a的地面沉降,而平原北部和高雄地区呈现约+5 mm/a~+10 mm/a的地面抬升. 相似文献
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利用青藏块体东北缘地区 1993与 1999年GPS观测获得的地壳水平运动速度场结果 ,初步研究了该区的应变场与构造变形。该区应变场以近NE向的主压应变为主体 ,伴随着近NW向的张性应变。河西走廊中、东段 ,尤其是武威断块是压应变最强的区域。应变场形成的剪应变以近EW向的左旋剪切为主体 ,表明该区NWW向的块体边缘主干断裂的活动方式是左旋走滑兼挤压。剪应变高值区主要分布于青藏块体东北边界带的武威、祁连一带。甘青块体与阿拉善块体之间整体左旋扭动速率约为 6mm/a。配合非连续变形分析法 (DDA)数值模拟 ,初步分析了该区的构造应力场背景 ,认为该区相对水平运动和构造变形分布特征不仅是印度板块推挤应力场作用的结果 ,还可能与来自西侧南强北弱的向东的动力作用有关 相似文献
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《Earth and Planetary Science Letters》2006,241(1-2):336-350
We investigated the fault geometry effects and the corresponding coseismic slip distribution using various proposed earthquake fault models for the Chi-Chi earthquake of 21 September 1999. The types of fault geometries are threefold: a simple planar fault plane, a two segmented planar fault plane and a three dimensional (3D) curved fault surface rupture propagation model. We derived the estimated spatial slip distribution from an inversion analysis of GPS coseismic displacement data and show that the 3D fault model is the preferred solution. The simple and segmented fault models lead to significant artificial slip distributions associated with the pre-defined fault geometry and the spatial distribution of GPS stations. The spatial distribution of coseismic slip deduced from the 3D fault model has three observable features: (1) the overall slip is concentrated at depth of less than 12 km, which may well correspond to a shallow-dipping detachment; (2) the maximum slip of about 10 m is located 45 km to the north of the epicenter; and (3) the slip vector is dominated by the dip-slip component. In addition, the results from the inversion of GPS data are consistent with those from the inversion analysis of teleseismic broadband data. A resolution analysis, further, demonstrates that the results are highly correlated with field GPS data studies when we used synthetic test data. The inversion of spatially distributed GPS data is highly sensitive to fault geometry. We conclude that the use of the 3D fault model is not only necessary but also certainly competent enough to well explain the inferred slip style and the observed static coseismic displacements. 相似文献
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Determination of vertical displacements over the coastal area of Korea due to the ocean tide loading using GPS observations 总被引：2，自引：0，他引：2
This paper describes the GPS applicability for detecting the vertical displacements of ground stations caused by ocean tide loading effects. An experiment was carried out using 12 permanent GPS stations located in the coastal area of Korea using data in the period 1 July until 26 August 2003. The relative height differences were calculated from hourly DGPS data processing based on the carrier-phase observation. The power spectra of the M2 and N2 constituents of ocean tide loading were derived using the CLEAN algorithm. The differential vertical displacements generated by the ocean tide loading effect are typically 3–25 mm in coastal area of the Korea. We compared the results from GPS with those of the ocean tide models, NAO.99Jb regional model and GOT00.2, FES99 global models. The M2 (N2) amplitude differences of vertical displacements between GPS and GOT00.2 is 1.22 ± 3.61 mm (1.01 ± 1.48 mm), and that of the M2 (N2) amplitude difference between GPS and FES99 is 0.04 ± 4.64 mm (0.64 ± 1.75 mm), whereas the M2 (N2) amplitude difference between GPS and NAO.99Jb are 0.05 ± 1.03 mm (0.86 ± 1.18 mm). The highest vertical displacements at the PALM station are found for 24.5 ± 0.7 mm from GPS observation, and 22.9 mm from the regional model NAO.99Jb and 13.17 and 10.00 mm from the global models GOT00.2 and FES99, respectively. These values show that the vertical displacements derived from GPS are in good agreement with those of the regional model NAO.99Jb around Korea, more than with the global models. This result indicated that GPS is an effective tool to measure the vertical displacement caused by the ocean tide loading effect in the coastal area, and we need to use the NAO.99Jb ocean tide model rather than the global ocean tide models in and around the Korean peninsula for position determination with permanent GPS installations. This work demonstrates that vertical displacement caused by the M2 and N2 constituents of ocean tide loading can be measured by carrier-phase DGPS. 相似文献