基于GPS观测数据的汶川地震断层形变反演分析

通过高精度数据处理方法获取了2008年5月12日汶川地震(Mw=8.0)可靠的同震形变位移,较大形变主要在汶川、青川和北川县,其中最大同震形变不在震源处,而在北川县,水平方向达到2.3m,垂向为0.7m。并进一步采用分布滑动模型,利用弹性半空间均匀位错理论反演得到同震断层滑动分布。研究结果表明,不约束断层滑动特性的反演结果显示汶川地震断层不仅仅是右旋、逆断层,还伴随着少许左旋走滑及正断层变化。其地震矩张量为2.38X1021N.M,基于反演的断层滑动分布正演的区域同震形变场主要变形区域分别在都江堰—汶川县,北川县,青川县等一带,地表最大变形达到东方向4.5m,北方向0.8m,具有极强的右旋走势,均与野外地质调查结果相符合。

升降轨InSAR数据约束下的2007年阿里地震反演分析

2007年5月5日,西藏阿里地区发生了M w6.1级地震.本文采用Envisat卫星的升、降轨SAR数据获取地震的精确同震地表位移,然后基于弹性半空间位错模型,分别采用MPSO 非线性和最小二乘线性反演算法确定了断层几何参数和滑动分布模型.结果表明,分布式滑动分布模型能较好地解释观测到的InSAR地表形变场.地震发震断层为走向158°、倾角43°的西南倾断层,主要的滑动量集中在7-12km 的深度,最大滑动量约0.3m,位于9km 的深度.反演给出的地震矩为1.24×1018Nm,与地震学结果相一致.

大规模GNSS基准站网快速同步处理方法研究

目前我国GNSS连续运行基准站网已基本建设完毕,全国范围内建设完成约2000个GNSS连续运行基准站。随着站点规模的加大,数据计算的效率也迫切需要提高,采用传统的高精度数据处理软件已适应不了大规模GNSS网的数据解算要求。本文基于BERNESE5.2软件研究了我国"陆态网络工程"260个基准站的大规模GNSS网同步数据处理方法,通过修改源程序及利用并行计算技术,成功实现了陆态网络基准站快速、高效、高精度的数据计算能力。实例验证表明,陆态网络单天260个站的数据在无需分区的情况下,可在1 h内获得全球框架下的约束解,解算的框架点坐标精度在毫米量级,大大提高了国家数据中心的大规模GNSS网数据处理能力。

同震变形分析中不同地球结构模型差异性研究

顾及地球结构的非均匀性、分层和球体特性,定量研究了球体分层模型、球体均匀模型、半空间均匀模型分别作用于地震断层(走滑断层,逆冲断层)产生的地表同震变形的差异。计算结果显示,相对实际地球模型,利用半空间均匀位错模型计算的同震变形差异很大,大大超出现有高精度测量技术的精度。如果利用实测资料(例如GPS,VIBL,InSAR等高精度测量数据)进行反演研究,必须根据实际地壳构造情况考虑地壳分层结构的影响。

基于地壳分层的唐山地震断层震后变形分析

本文利用球体粘弹性地球模型研究唐山地震断层基于地壳分层的震后变形影响,计算四种不同类型的地球分层模型(均匀模型和三种地壳分层模型)产生的震后变形场,分析不同模型对地表变形的影响异同,定量研究了实际地壳分层模型与均匀地壳模型计算的地表变形差异.计算结果显示,相对均匀粘弹性地球模型,利用分层的地壳结构模型,计算的唐山地震断层附近区域震后28年积累的变形,两者最大差值水平方向可达20mm,垂直变形相差10mm左右.计算的结果显示地壳结构的差异对震后地表变形的影响很大,超过现有高精度测量技术的精度.如果利用该区的实测资料进行反演研究,必须根据实际地壳构造情况考虑地壳分层的影响.

华北区域分米级北斗地基增强服务系统构建及精度分析

利用国家级北斗连续运行基准站和省级区域北斗CORS站,基于国家卫星导航定位服务平台,通过改造和直接利用的方式,在华北平原构建了我国首个跨区域北斗分米级地基增强服务系统。经采用双频终端实地测试,该系统覆盖京津冀晋全部区域及内蒙古部分区域,采用GPS+北斗双模定位静态精度达到分米级,动态定位精度达到亚米级,单北斗模式定位精度略低,但仍在分米-亚米量级,极大地提高了我国北斗导航系统的高精度应用能力,拓宽了我国北斗民用导航的应用范围和领域,可满足高精度北斗实时导航、定位服务的应用需求。

基于BERN5.0软件计算的北京地区GPS可降水量研究

收集了2002～2007年6年期间的北京房山站(BJFS)连续观测数据,利用BERN高精度GPS数据处理软件计算出该站的对流层延迟,再利用该站的气象观测资料分离干延迟获得2mm精度的湿延迟,计算出BJFS站的可降水量(PWV),组成长达6年的时间序列,初步探讨北京地区的季节性降水量变化,特别是第三季度的可降水量影响,通过数据走势,预测计算不同季度的降水概率。

利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

收集了国际上发布的通过日本区域密集的地表观测数据获得的高精度同震形变位移,同时收集了靠近震中的5个海底基准点观测到的同震变形。基于以上结果采用分断层滑动模型,基于分层弹性半空间位错理论,采用二阶拉普拉斯平滑算子方法约束断层面上的滑动量,利用最速下降法求解模型的最优解,以期精化该地震断层的滑动分布,进而研究其地震活动机制。研究结果表明,日本地震断层的平均滑动为6.95m,最大滑动量为58.70m,位于东经143.17°,北纬38.25°,地震所释放的能量为4.48×1022 N.m(等效震级为Mw9.07),地震断裂主要集中于东经142°～143.8°,北纬37.2°～39.5°,海平面以下10～30km之间区域。

用多时相InSAR技术研究廊坊地区地下水体积变化

利用多时相InSAR(multi-temporal InSAR,MTI)技术,以河北廊坊市城区为试验区,利用两个Track覆盖的SAR数据获取了该地区2007～2010年间的高精度地面沉降速率场。结果表明,廊坊市中心城区存在一个非常明显的沉降漏斗,其最大地面沉降速率为76.0mm/a。在此基础上,利用自由应力下的体积应变模型进行地下水体积变化反演,显示该地区的体积变化最大达到-1.15×10-4/a,整个研究区的地下水年抽取体积达554万m3。

杂多Mw 5.9级地震断层滑动的InSAR反演及边界元分析

利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术和哨兵1号卫星升轨、降轨合成孔径雷达数据,获取了2016-10-17中国青海杂多Mw 5.9级地震的同震形变场,基于弹性半空间位错理论反演确定了杂多地震断层滑动模型,采用边界元法计算得到了区域应变场作用下震中范围内典型断层的平均滑动角,进而结合区域断裂带特征、杂多地震断层滑动模型和边界元计算结果对地震断层滑动进行了分析。结果表明,杂多地震形变沿升轨、降轨视线向的最大沉降量分别为-3.6 cm、-3.8 cm;地震断层滑动未延伸至地表,主要集中在-3.80^-16.17 km深度范围内,最大值约0.27 m,平均滑动角为-36.04°;地震矩为7.70×1017N·m,矩震级为Mw 5.9级;杂多Mw 5.9级地震断层滑动可能与区域应变场作用下北东东(north east east,NEE)向断层以左旋走滑为主兼有正断分量的破裂相关。

基于单历元方法研究汶川8．0级地震对中国大陆的同震变形影响

本文基于BERN5．0软件的动态计算功能，首先验证了GPS连续运行站观测数据单历元计算的可靠性，将其应用到汶川地震当天的观测数据，计算了全国29个连续运行站在地震前后30分钟的瞬时变化，获得了相应的同震变形，重点研究了泸州、西安、北京房山等站的变化情况，计算结果表明，在地震前后，各连续运行站监测到了明显的震间变形。

顾及地壳粘弹性结构的地震断层震后形变反演分析

顾及地壳的粘弹性结构特征,建立了基于粘弹性地球模型的地震断层震后反演模型。利用遗传算法重点对走滑断层和逆断层两种主要地震断层进行了震后形变反演研究,并与球体均匀模型反演进行了比较。研究结果表明:遗传算法能在较大范围内搜索出发震断层的位错参数,反演的结果基本可靠;基于粘弹性地球模型特征建立的地震断层震后反演模型,可较好地反演不同类型的地震断层震源位错参数;如果出现模型参数不清楚的情况,需综合考虑衡量反演结果的准则,找寻其他方法来判断,仅以VTPV最小作为反演准则并不可靠。