高噪声背景下GNSS垂向分量应用探讨

地震 ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (1): 105-116.

高噪声背景下GNSS垂向分量应用探讨

苏建锋, 薄万举

中国地震局第一监测中心, 天津 300180

收稿日期:2015-04-20 发布日期:2020-07-03
作者简介:苏建锋(1981-), 男, 陕西扶风人, 工程师, 主要从事形变资料处理和分析等。
基金资助:
科技部基础工作专项(2015FY210400)和地震科技星火计划项目(XH12071)项目联合资助

Application of GNSS Vertical Component with High Background Noise to Earthquake Prediction Research

SU Jian-feng, BO Wan-ju

First Crust Deformation Monitoring Center, CEA, Tianjin 300180, China

Received:2015-04-20 Published:2020-07-03

摘要/Abstract

摘要： 通过对部分GNSS连续站和全国多期GNSS区域站垂向复测资料的分析, 对如何提取和利用GNSS垂向分量在高噪声背景下的有用信息进行了分析研究; 结合地壳运动和地震孕育发生的机理, 进一步讨论了GNSS垂向分量应用于地壳运动与强震预测的可能性。结果显示, GNSS垂向分量升降分布格局往往与大地构造格局和大地震孕育发生的区域密切相关, 在机理上存在内在的联系。这些异常升降变化在精细的数据处理中通过某些要素的改正有可能被减弱或消除, 但这种要素的异常也很可能与大地震的孕育过程相关。这一认识对地形变研究和大地震预测具有参考价值。

关键词: GNSS, 垂向分量, 地壳运动, 强震活动

Abstract: Based on analysis of vertical component data from some auto-recorded GNSS stations and nationwide GNSS regional stations, we studied how to extract and use the information of vertical GNSS component under high noise background. Combined with the mechanisms of crust movement and that of earthquake generation, the possibility of strong earthquake prediction and crust movement study are further discussed with the use of GNSS vertical components. It is shown that the distribution of ascending stations and descending stations are closely related with geotectonic structures and great earthquake generation areas. Using fine data processing such as corrections based on some factors can weaken or eliminate abnormal ascending and descending. But abnormal variations of these factors are also in all probability related with great earthquake generation. These recognitions above have referential values for crust deformation research and great earthquake prediction.

Key words: GNSS vertical component, Crust movement, Strong earthquake prediction

中图分类号:

P315.7

苏建锋, 薄万举. 高噪声背景下GNSS垂向分量应用探讨[J]. 地震, 2016, 36(1): 105-116.

SU Jian-feng, BO Wan-ju. Application of GNSS Vertical Component with High Background Noise to Earthquake Prediction Research[J]. EARTHQUAKE, 2016, 36(1): 105-116.

参考文献

[1] Chen C Y, Chen F C, Zheng Z J, et al. Preseismic deformation associated with the 2014 M_S7.3 Yutian earthquake derived from GPS data. Geodesy and Geodynamics[J]. 2014, 5(2): 48-53. doi:10.3724/SP.J.1246.2014.02048.
[2] Dong Y H, Luo S M, Han Y P, et al. Co-and post-seismic vertical displacements of Wenchuan M_S8.0 earthquake near Beichuan[J]. Geodesy and Geodynamics. 2011, 2(2): 29-32.
[3] Yang G H, Wu Y Q, Yang B, et al. Several problems about strain calculation and analysis and correction of related deviation[J]. Geodesy and Geodynamics, 2011, 2(1): 29-35.
[4] Bo W J, Yang G H, Zhan W, et al.Preparatory mechanism of M_S8.0 Wenchuan earthquake evidenced by crust-deformation data[J]. Geodesy and Geodynamics, 2011, 2(2): 23-28.
[5] 张风霜, 薄万举. GPS结果应用于地面沉降研究初探[J]. 测绘科学, 2012, 7(4): 37-39.
[6] 黄立人, 郭良迁. 华北北部GPS观测(1995—1996)及其结果解释[J]. 地震地质, 1998, 10(4): 423-430.
[7] 黄立人, 匡绍君. 论地面垂直变形监测中应用GPS技术的可能性[J]. 地壳形变与地震, 2000, 20(1) :30-37.
[8] 黄立人, 胡新康, 郭良迁. 京津地区电离层改正的时空变化[J].大地测量与地球动力学, 2003, 23(3): 31-34.
[9] 黄立人, 匡绍君, 杨贵业. GPS观测得到的天津地区的现今变形[J]. 大地测量与地球动力学, 2002, 22(4): 17-20.
[10] 黄立人, 杨国华. 中国沿海海面变化的均衡基准[J]. 地震地质, 1991, 13(1): 1-14.
[11] 杨国华, 马青. 通量均衡意义下中国大陆现今地壳垂直运动及梯度分布与构造活动的关系. 地壳形变与地震, 1992, 12(4): 49-54.
[12] 薄万举. GPS展示的中国大陆主要相对变形特征及强震活动研究[J]. 地球物理学进展, 2013, 28(2): 599-606.
[13] 胡新康, 王倩, 马青, 等. 区域无整体旋转基准的研究与应用[J]. 大地测量与地球动力学, 2007, 27(2): 52-60.
[14] 王庆良, 等. 川西地区现今垂直地壳运动研究[A]. 薄万举等编著. 流动形变监测系统[C]. 北京: 地震出版社: 2008, 67-81.
[15] 薄万举, 杨国华, 张风霜. 汶川M_S8.0地震孕震机理的形变证据与模型推演[J]. 地震, 2009, 29(1): 85-91.
[16] 高孟潭, 金学申, 安卫平, 等. 1303年洪洞8级地震GIS系统与震害分布特征分析[J]. 地震学报, 2004, 26(4): 363-368.
[17] 袁正明, 孙国学, 王志嶽. 居安不忘危防患于未然[J]. 山西地震, 1995, (3、 4): 5-9.
[18] 薄万举, 章思亚, 刘宗坚, 等. 大地形变资料用于地震预测的回顾与思考[J]. 地震, 2007, 27(4): 68-76.
[19] 杨国华, 王敏, 韩月萍, 等. 山西地震带近期水平运动状态及活动性[J]. 地壳形变与地震, 1999, 19(4): 50-55.
[20] 刘峡, 马谨, 傅容珊, 等. 华北地区现今地壳运动动力学初步研究[J]. 地球物理学报, 2010, 53(6): 1418-1427.
[21] 江在森, 马宗晋, 张希, 等. GPS初步结果揭示的中国大陆水平应变场与构造变形[J]. 地球物理学报, 2003, 46(3): 352-358.
[22] 江在森, 杨国华, 王敏, 等. 中国大陆地壳运动与强震关系研究[J]. 大地测量与地球动力学, 2006, 26(3): 1-8.
[23] 李延兴, 李智, 张静华, 等. 中国大陆及周边地区的水平应变场[J]. 地球物理学报, 2004, 47(2): 222-231.
[24] Huang J L, Zhao D P. High-resolution mantle tomography of China and surrounding regions[J]. Journal of Geophysical Research, 2006, 111(B9): B09305. doi:0.1029/2005JB004066.
[25] 赵洪声. 初探干旱与地震发生的关系[J]. 地球物理学报, 1974, (4).
[26] 徐国钧, 谭天明, 兰红林, 等. 云南破坏性地震与气象要素的关系[J]. 地震研究, 1993, (2).
[27] 方涵先, 翁利斌, 王威, 等. 电离层在地震短临预报中的应用[J]. 科学技术与工程, 2010, (27).
[28] 夏峰, 张锐, 冯胜涛, 等. GNSS不同类型试验观测墩对不同类型噪声幅值影响分析[J]. 华北地震科学, 2014, 33(2): 39-44.