GNSS地壳形变异常检测理论与方法_徐克科

（２）提出了基于 统 计 假 设 检 验 和 稳 健 估 计 的 全 球 板 块运动模 型 构 建 方 法。 利 用ＩＴＲＦ２００８ＶＥＬ 求 取 的 全 球 板块欧拉参数与先前模型具有较好的一致性。建立了相 对欧亚板块背 景 场 的 中 国 大 陆 速 度 场 ，分 析 了 中 国 大 陆 现今地壳运动特征。
ＸＵ Ｋｅｋｅ１，２
１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｌａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｇｅｏ－Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００９２，Ｃｈｉｎａ
（１）重建了 ＧＮＳＳ测站速度估计模型：法方程重 构 模 型、基线向量最小二乘模型、卡 尔 曼 滤 波 模 型 和 坐 标 时 序 模型。前３种 模 型 将 坐 标、速 度、年、半 年 周 期 项 作 为 参 数，在进行 网 平 差 的 同 时 一 并 求 解 速 度 值 。 坐 标 时 序 模 型引入白噪声 和 幂 律 噪 声 组 合 ，分 析 了 区 域 周 期 项 振 幅 与相位空 间 分 布 的 一 致 性 。 基 于 ４ 种 模 型，估 计 了 川 滇 陆态网 ＧＮＳＳ测站速度。结果差异在１ｍｍ／ａ内，精 度 在 亚毫米级。从而验证了这些速度估计模型的一致性。
（３）构建了 ＧＮＳＳ多尺度速度场和应变场估计 模 型。 利用负位错模拟数据作了 大 量 试 验，结 果 表 明，不 同 尺 度 的应变场具有检测不同空间范围的地壳形变的能力。利 用２００９—２０１１年 陆 态 网 数 据 估 计 并 分 析 了 中 国 大 陆 ３— ８尺度的应变场及形变特征。
（４）联合卡尔曼滤波和主成分时空分析，集 时 空 滤 波 与形变检测于一体，构建 了 瞬 态 无 震 蠕 滑 时 空 检 测 模 型 ， 进一 步 提 高 了 数 据 时 空 信 噪 比。利 用 滇 西 南 陆 态 网
第 ４５ 卷 第 ６ 期
２０ １６ 年 ６ 月
测 绘 学 报 Ａｃｔａ Ｇｅｏｄａｅｔｉｃａ ｅｔ Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ
Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ，２０１６
引 文 格 式 ：ＸＵ Ｋｅｋｅ．Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ａｂｎｏｒｍａｌ Ｃｒｕｓｔａｌ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ＧＮＳＳ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｇｅｏｄａｅｔｉｃａ ｅｔ Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，４５（６）：７５６．（徐 克 科．ＧＮＳＳ 地 壳 形 变 异 常 检 测 理 论 与 方 法 ［Ｊ］．测 绘 学 报，２０１６，４５（６）：７５６．）ＤＯＩ：１０．１１９４７／ｊ．ＡＧＣＳ．
ＧＮＳＳ数据，检测其时 空 分 布 特 征 与 ２０１１ 年 缅 甸 Ｍｗ７．２ 级地震相对应。得出了滇西南区域的断层活动可能会受 到缅甸地震带的影响。
（５）提出了基于 ＧＮＳＳ 基 线 面 应 变 和 ＧＮＳＳ 网 形 的 震前 形 变 异 常 检 测 方 法。 得 出 ２０１３ 年 芦 山 Ｍｓ７．０ 地 震 和日本近年来的４次地震在震前数月的时间内均有不同 程度的异常 偏 离。 尤 其 ＧＮＳＳ 基 线 夹 角、基 线 方 位 角 和 第一剪应变的异常变化更为突出。推断震前可能产生了 强烈的左旋剪 切 构 造 应 力 变 化 ，加 速 了 芦 山 地 震 的 孕 育 发生。
（６）以地壳形变检测与断层滑移反演为一 体，构 建 了 ＧＮＳＳ主成分和卡 尔 曼 滤 波 时 空 反 演 模 型。 通 过 模 拟 试 验，得出了正确 反 演 断 层 滑 移 时 空 分 布 所 需 要 的 最 低 信 噪 比 和 最 优 的 台 站 分 布 密 度 。 以 ２００５ 年 苏 门 答 腊 Ｍｗ８．７ 地震震后余滑和２００６年 墨 西 哥 慢 滑 移 为 例，反 演 了 断 层 蠕滑时空分布。 中 图 分 类 号 ：Ｐ２２８ 文 献 标 识 码 ：Ｄ 文 章 编 号 ：１００１－１５９５（２０１６）０６－０７５６－０１ 基 金 项 目 ：国 家９７３ 项 目 （２０１３ＣＢ７３３３０４）；国 家 自 然 科 学 基 金 （４１４０４０２３）
２０１６．２０１６０１５２
ＧＮＳＳ地壳形变异常检测理论与方法
徐 克 科１，２
１．河南理工大学测绘与国土 信 息 工 程 学 院，河 南 焦 作 ４５４０００；２．同 济 大 学 测 绘 与 地 理 信 息 学 院，上 海 ２０００９２
Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ａｂｎｏｒｍａｌ Ｃｒｕｓｔａｌ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ＧＮＳＳ
收 稿 日 期 ：２０１６－０４－０５ 作 者 简 介 ：徐克科（１９７９— ），男，副 教 授，２０１５ 年 ７ 月 毕 业 于 同济大学 ，获工学博士学位 （指 导 教 师 ：伍 吉 仓 教 授 ），研 究 方 向为 ＧＮＳＳ数据处理与地壳形变分析。 Ａｕｔｈｏｒ：ＸＵ Ｋｅｋｅ（１９７９— ），ｍａｌｅ，ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｈｉｓ ｄｏｃｔｏｒａｌ ｄｅｇｒｅｅ ｆｒｏｍ Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｎ Ｊｕｌｙ ２０１５ （ＰｈＤ ａｄｖｉｓｏｒ： Ｐｒｏｆ．ＷＵ Ｊｉｃａｎｇ），ｍａｊｏｒｓ ｉｎ ＧＮＳＳ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｒｕｓｔａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ Ｅ－ｍａｉｌ：１２ｘｋｋ＠ｔｏｎｇｊｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
地震的孕育过 程 是 一 个 长 期 缓 ห้องสมุดไป่ตู้ 的 过 程，地 震 发 生
时断层破裂所 释 放 的 能 量 只 是 一 部 分 ，其 中 有 很 大 一 部 分能量在 地 震 前 后 以 无 震 蠕 滑 的 形 式 释 放 。 因 此，检 测 这些形变异常信息对于地震危险性评估至关重要。随着 ＧＮＳＳ监测网络数据 的 持 续 积 累，时 空 分 辨 率 越 来 越 高， 就有可能 从 中 挖 掘 出 更 有 价 值 的 形 变 信 息。 本 文 利 用 ＧＮＳＳ时空数据，从高 精 度 数 据 处 理、全 球 板 块 运 动 模 型 构建、多尺度速度场与应变 场 估 计、地 壳 微 动 态 形 变 异 常 检 测 和 断 层 滑 移 时 空 反 演 等 方 面，研 究 了 ＧＮＳＳ 地 壳 形 变异常检测理论与方法。主要研究内容与结果如下：