导读:本文包含了中国大陆地壳形变场论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:中国大陆,非构造负荷形变,GPS时间序列,GRACE时变重力场
中国大陆地壳形变场论文文献综述
盛传贞[1]（2014）在《中国大陆非构造负荷地壳形变的区域性特征与改正模型》一文中研究指出自20世纪90年代初以来,GPS空间大地测量学的迅速发展和全面应用,为全球范围各种规模尺度的地壳运动和构造形变观测提供了革命性的手段,使高精度、大范围、全天候、低成本的大地测量变成了现实。为及时把握GPS空间对地观测技术为防震减灾应用带来的机遇,我国先后于1997~2000年和2007~2012年实施了国家重大科学工程"中国地壳运动观测网络"和"中国大陆构造环境监测网络",在中国大陆及周边建立了由260个连续GPS观测站和2 056个非连续GPS观测站构成的高精度、高密度观测网络,为精细而定量地研究(本文来源于《国际地震动态》期刊2014年11期）
盛传贞[2]（2013）在《中国大陆非构造负荷地壳形变的区域性特征与改正模型》一文中研究指出自上世纪90年代初以来，GPS空间大地测量学的迅速发展和全面应用，为全球范围各种规模尺度的地壳运动和构造形变观测提供了革命性的手段，使高精度、大范围、全天候、低成本的大地测量变成了现实。为及时把握GPS空间对地观测技术为防震减灾应用带来的机遇，我国先后于1997－2000年和2007－2012年实施了国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”和“中国大陆构造环境监测网络”，在中国大陆及周边建立了由260个连续GPS观测站和2056个非连续GPS观测站构成的高精度、高密度观测网络，为精细而定量地研究中国大陆不同构造区域的现今地壳运动方式和构造形变演化态势提供了至关重要的基础平台。近年来，随着GPS星座系统、观测设备、处理软件和全球服务的进一步完善和发展，在正常观测环境和规范测量方式下，基于约24小时的连续静态观测和标准化的GPS数据处理策略，已经实现以“数毫米”量级的精度（水平向优于3mm、垂直向优于6mm）获得站点在全球参考框架下的单日平均坐标。因此，通过对“中国地壳运动观测网络”等工程的各GPS站点进行长年累月的连续观测或间歇性的非连续观测，可获得其高精度坐标位置随时间变化的序列过程。据此，我们不仅能够估计各站点的平均运动速度，而且能够解析其运动变化过程，并直接获取到一系列量值较为显着的非线性变化现象，如同震位移、震后驰豫形变、活动断裂的慢地震滑移等等。但是，当我们关注和地震危险性相关的构造运动或地壳形变时，GPS站点坐标变化时间序列中所包含的一些系统性误差，尤其是一些非构造形变的干扰将不容忽视，因为许多非构造干扰（如时变的大气潮汐、区域海洋潮汐、陆地水负荷等等）所产生的地壳形变或站点位移，往往与构造形变处于同一量级。因此，如何从GPS的坐标变化时间序列中有效地分离和剔除各种非构造形变的影响，使其更好地服务于地震危险性监测与分析，一直是GPS大地测量领域兼具重要科学意义和迫切实际需求的研究课题。本论文以非构造负荷形变对中国大陆GPS坐标时间序列的影响为主题，以中国大陆及周边高精度连续GPS观测资料为基础，对不同区域时变大气潮汐、区域海洋潮汐和陆地水负荷所引起的非构造形变特征开展定量研究，并将改正模型应用于中国大陆连续GPS观测站和非连续GPS观测站的坐标变化时间序列中，获得了更加接近真实构造形变的结果，使其更加有效地反映构造形变。具体的研究和探讨主要有以下几个方面：（I）归纳总结国内外高精度GPS数据处理优化方法和先进策略，采用美国JPL的GPS前处理软件GIPSY和后处理平差软件QOCA，对中国大陆各区域典型连续GPS观测站数据进行了严密处理，获得了高精度坐标变化时间序列，为进一步分离和研究不同区域非构造形变特征提供了基础数据GPS坐标变化时间序列中既包含着一系列随机误差、模型偏差、参数误差，也包含地表负荷（如大气潮汐、区域海洋潮汐及陆地水负荷）引起的非构造形变信息。为了从高精度GPS时间序列中有效获取中国大陆不同区域的非构造负荷形变，我们选取了具有区域代表性的连续GPS观测站，并在严密的数据处理中采用了GIPSY软件的精密单点定位（PPP）策略和基于固定点法则的整网模糊度解算方法（Ambizap），同时，选用了国际上最新的先验对流层延迟模型ECMWF（European Centre for Medium-RangeWeather Forecasts）和对流层投影函数VMF1(Vienna Mapping Function1)、并纳入高阶电离层影响改正，对GPS数据处理的关键模型进行了优化。最后，通过联合平差与地壳形变分析软件QOCA，扣除了GPS时间序列中的构造形变（构造运动速率、地震影响等）及站点异常影响，突出了中国大陆各区域非构造形变。（II）分析研究了中国大陆及周边大气潮汐负荷的非构造形变影响,并针对目前国际上通用大气压数据中包含有许多虚假“潮汐分量”信号的实际情况,设计编制了一套20阶的Butterworth低通滤波器,有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响,并较好地应用于中国大陆各区域的GPS时间序列中大气受到日月引力潮作用和局部热力作用产生大气潮汐和质量的重新分布，由此可引起地壳的非构造负荷形变。基于GPS的高精度观测，可探测和分辨大气负荷形变的存在。大气负荷包含潮汐负荷和非潮汐负荷，总体的大气负荷形变在地球表面的最大量值可达厘米，主要出现在高纬度区域。我们的研究表明，对于中国大陆区域，大气潮汐现象所引起的垂向形变通常为亚毫米级，而北向和东向分量仅为垂向分量的1/10左右；其中，半日潮汐(S1)负荷形变振幅具有明显的纬度相关性，即同一纬度负荷形变的振幅基本一致，但相位随经度变化而不同。大气非潮汐负荷形变的计算主要利用实测大气压力资料，并通过格林函数积分获得。然而，考虑到目前国际上的大气压变化数据主要来源于ECMWF和NCEP等气象中心提供的重分析产品，由于模型缺陷、数据噪声和采样率等引起的混频效应，使这些大气压数据中包含有许多虚假的“潮汐分量”信号。理论计算表明，这种虚假的“潮汐分量”会对GPS时间序列产生垂向0.5-1mm、水平向0.1-0.2mm的偏差，使GPS时间序列产生周期为5-6天、半年和整年的多种波动，在GPS时间序列中不容忽视。为此，本文设计了一套阻带频率为1周/每天、阻带衰减为35dB的20阶的Butterworth低通滤波器，有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响，并获取了更加可靠的大气非潮汐分量。（III）通过对比多种全球海洋潮汐模型在中国海域的差异性，提出采用高分辨率区域海洋潮汐模型进行潮汐负荷形变的改正，可有效避免GPS时间序列中长周期的非构造形变虚假信号。并通过对目前卫星测高资料的分析，说明当下海洋非潮汐改正的实用效果尚不可靠，需进一步提高海洋非潮汐模型精度中国大陆东濒太平洋、南临印度洋，海岸线蜿蜒悠长，海水的潮汐变化和非潮汐变化均会引起沿海及内陆一定范围的非构造形变。由于几种全球海洋潮汐模型在中国海域的分辨率不同，我们发现纳入高分辨率的区域海洋潮汐模型，可对沿海GPS站垂向M2潮汐波产生平均量值达1.1mm的改善，最大的改正值可达5mm；若不考虑高分辨率的区域海洋潮汐模型，则会在GPS时间序列中产生“虚假”的长周期信号；而对于海洋非潮汐负荷形变，我们基于目前高精度卫星测高资料对沿海区域GPS观测站时间序列进行海洋非潮汐负荷形变改正后，仅少数站点的时间序列有所改善，究其原因在于目前的卫星测高资料仍不能完全满足高精度海洋非潮汐负荷形变计算和改正的要求。考虑到海洋非潮汐形变的最大振幅小于1mm，因此，我们建议在GPS数据处理和时间序列分析中，可暂不考虑海洋非潮汐负荷形变的影响。（IV）结合GRACE时变重力场和全球陆地水资料NCEP的各自优势，尝试研究了一种数据同化方法，获得了中国大陆兼顾时－空分辨率的陆地水负荷时变资料，并据此计算了不同区域的陆地水迁徙负荷形变。在此基础上，分析评估了该方法对GPS时间序列的改正的效果陆地水负荷所产生的地壳形变，在所有非构造形变中量值最为显着。中国大陆不同区域的陆地水负荷形变差异，可达厘米量级。GRACE时变重力场和全球陆地水资料（NCEP）为目前计算陆地水负荷形变最重要的基础资料，两者均能反映陆地水的短期变化。其中，GRACE时变重力场不仅反映土壤湿度影响，而且还反映地表水和地下水影响，因而具有较高的精度，但存在时间分辨率较低的问题。全球陆地水资料（NCEP）提供0-2m深度范围的土壤湿度和积雪负荷，具有较高的时间分辨率，但不包含地表和地下水资料。针对两种资料各自的长短优劣，我们尝试研究了一种数据同化方法：以GRACE资料为主，以NCEP作为陆地水短时变化的有效补充，使陆地水负荷资料兼具GRACE在长时间尺度上的高精度和NCEP在短时间尺度上高分辨。基于同化结果，我们就中国大陆不同区域进行了验证分析，并利用小波分析方法讨论了陆地水迁徙负荷形变与GPS时间序列在低频分量的相关性及改善程度。结果表明，当陆地水迁徙负荷形变量大于GPS观测噪声时，改正效果明显。而对于信噪比较小的区域，改正效果较差甚至负面。（V）以连续GPS观测资料和GRACE同化资料为基础，采用支持向量回归方法(SVR)联合反演区域非构造负荷形变模型，并针对中国大陆地表水变化显着性差异较大的两个典型区域，验证分析了该方法对连续GPS和流动GPS观测站时间序列的改善效果高精度GPS可直接探测到地表的非构造负荷形变，但往往包含有站点局域干扰和环境模型误差等方面的影响；而基于地球物理模型亦可获得各种地表负荷所引起的“理论形变”，但地球物理模型参数的精度缺陷和输入资料的时空分辨率可能导致理论计算结果的偏差。为此，我们尝试以连续GPS观测资料作为基本观测量，以GRACE同化资料为约束，采用SRV (Support Vector Regressing)方法联合反演区域非构造负荷形变。在滇西地区和陇中黄土高原区域实际应用和效果验证表明：联合反演方法兼顾了GPS和GRACE资料的特点，并纳入了物理意义明确的模型约束，可避免对连续GPS的单一依赖，且联合反演结果能明显改善非连续GPS观测的时间序列。(本文来源于《中国地震局地质研究所》期刊2013-08-01）
黄勇[3]（2012）在《利用高频GPS数据研究中国大陆短周期地壳形变特征》一文中研究指出二十世纪70年代以来，以GPS、VLBI、SLR为代表的空间大地测量技术，能以大空间、短时间尺度，高精度地监测全球板块运动和区域地壳形变，GPS等空间大地测量技术的发展，为传统大地测量学带来了深刻变革。随着高频(1Hz)和超高频(20Hz-50Hz)GPS接收机的相继出现，GPS的观测精度和对形变谱的敏感性朝着测量地壳动态瞬时变化的方向不断发展，目前已出现大地测量学与地震学观测谱范围逐渐合并的趋势。连续观测的高频GPS接收机，结合高速通讯传输和高效率的GPS数据处理软件，使得高频GPS接收机已逐渐成为实时监测地壳运动的GPS地震仪，对记录速度和加速度的地震仪起到了重要补充作用，缩小了地震学和大地测量学研究的频带界限。由于高频GPS不仅可以观测到周期大于1秒的位移量，还可以监测到超长周期的地壳运动，且没有饱和现象和限幅约束，因此高频GPS不但可以用来观测大动态的静态位移，而且可以用来观测大地震震时的动态位移。高频GPS的出现为研究地震前后地壳形变的短周期变化过程提供了一种新的重要工具。本文简要介绍了高频GPS定位的基本理论和基本方法，分析了高频GPS定位中的主要误差源，针对定位结果中存在的多路径误差和空间共模误差，采用改进的恒星日滤波法和空间滤波法予以消除，以提高定位时序精度。2008年5月12日，四川省汶川县境内发生Mw7.9地震，本文根据四川连续GPS观测站提供的1Hz GPS数据，以上海站（SHAO）作为参考站，采用GAMIT/GLOBK的TRACK运动学分析模块进行长距离动态数据处理，获取并分析了汶川地震引起的动态地壳形变。分析结果表明，汶川地震发生前，各1HzGPS站点并没有明显的异常变形出现。地震发生时，距断层最近的郫县站（PIXI）动态变形最为显着，东西向最大振幅达到1.083m，南北向最大振幅达到0.654m。从水平运动轨迹图上可以看出，郫县（PIXI），绵阳（MYAN），中江（ZHJI），成都（CHDU）站具有N45°W方向的运动趋势。2011年3月11日，日本本州岛东部海域发生Mw9.0地震，本文采用GAMIT/GLOBK的TRACK运动学分析模块对中国大陆构造环境监测网络和IGS提供的8个1Hz GPS数据进行处理，获取并分析了日本地震引起的动态地壳形变。从1Hz GPS动态位移时序中可以看出，地震发生时各1Hz GPS站点均朝东南方向运动，位于日本境内的MIZU和USUD站动态变形最为显着，其中MIZU站东西方向振幅达到3.11m，南北方向达到1.87m；USUD站东西方向振幅为0.677m，南北向振幅为0.297m。为验证1Hz GPS在监测震时动态地壳形变方面的有效性，本文选取吉林延吉GPS站（JLYJ）邻近的延边地震台站（JLYB）作为参考，通过与地震仪记录积分结果进行比较，发现两者具有较好的一致性。(本文来源于《中国地震局地震研究所》期刊2012-06-01）
王敏[4]（2010）在《GPS观测结果的精化分析与中国大陆现今地壳形变场研究》一文中研究指出20世纪60年代以来板块构造理论解释海洋地壳构造与形变取得极大成功并被全球地球科学家所接受。但是人们也意识到,大陆内部构造形变并不能完全被板块构造理论所解释,因此板内构造与形变的研究一直是地球科学探索的热点之一。在过去20多年的大陆动力学研究过程中,人们(本文来源于《国际地震动态》期刊2010年03期）
王敏[5]（2009）在《GPS观测结果的精化分析与中国大陆现今地壳形变场研究》一文中研究指出20世纪60年代以来板块构造理论解释海洋地壳构造与形变取得极大成功并被全球地球科学家所接受。但是人们也意识到,大陆内部构造形变并不能完全被板块构造理论所解释,因此板内构造与形变的研究一直是地球科学探索的热点之一。在过去20多年的大陆动力学研究过程中,人们提出了多种理论和假设。针对中国大陆内部的形变模式,这些理论和假设基本上可以归结为“大陆逃逸”和“地壳增厚”两大理论。两大理论的长期并存与争议,重要的原因之一是缺乏现今地壳运动资料的实际验证。随着GPS观测手段的出现,这种状况得到了很大的改观。本文在精化分析GPS观测资料的基础上,对中国大陆现今地壳形变场进行研究。以中国地壳运动观测网络的GPS观测资料为主,辅以区域性的加密观测资料及中国周边地区的观测资料,借助GAMIT软件对数据进行处理。数据处理采用卫星轨道的松弛模式,在处理中国大陆区域数据的同时,还处理了同期全球IGS站的数据,确保模型和方法的统一,并避免不同时期IGS精密星历的偏差。在模型方面,采用了目前国际上最新的研究成果,例如天线的绝对相位中心模型、全球气象模型和映射函数、长基线的载波相位模糊度解算技术,等等,确保后续研究的可靠性和严密性。GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变两类信息,认知非构造形变对GPS定位结果的影响,探寻消除和修正非构造形变的方法是非常必要的。本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型,定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮汐四项负荷效应造成的地壳非构造形变,并以此研究和修正这些非构造形变对中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列的影响。研究发现此四项负荷效应,特别是大气、积雪和土壤水,对于测站垂向位置的影响显着；通过地球物理模型改正可以使测站垂向位置的RMS降低～1 mm,占其总量的～11%；对于垂向时间序列的周年项部分,这一改正可降低其振幅的～37%。研究还表明,经过地球物理模型改正和周年、半周年谐波拟合改正的时间序列,比仅经过周年、半周年谐波拟合改正的时间序列更为平滑,表明地球物理模型改正对于消除非构造形变的作用不是周年、半周年谐波拟合改正所能替代的。在精化分析GPS数据、分析各类因素所导致的地壳非构造形变对GPS定位结果影响的基础上,采用多年来在工作实践中逐步探索和发展起来的一套高精度GPS数据处理模式,借助QOCA软件,在地震地表破裂模型约束下参数估计地震的同震和震后形变,并同时导出中国大陆地壳运动速度场。GPS点的垂直运动速率结果显示,除东北和华南外,中国大陆大部分区域都存在上升趋势,特别是华北地区和青藏高原的上升速率最大达到了5 mm/a。以刚性块体运动模型为基础,发展可形变块体模型。在综合地质、地震和大地测量多方面研究成果的基础上初步将中国大陆及周边地区划分为27个块体,然后通过F检验判定块体的性质(刚性或可均匀形变)和刚性块体的相对独立性,最终得到22个独立的活动块体。研究结果表明中国大陆形变场可分为叁类地区：第一类地区是中国大陆东部(南北带以东)及准噶尔和塔里木盆地块体。这些区域内部结构完整,不发生内部形变,相邻GPS点不发生相对位移,地震活动性较弱,块体的空间尺度很大,均在上千公里以上。第二类地区处于青藏高原的边缘带,如阿拉善、西宁及西南龙门山块体。这类地区的地壳形变表现出块体运动特征,形变主要集中在块体边界,但内部仍然具有一定的构造活动性,块体的空问尺度也有限。第叁类地区包括青藏高原内部、天山造山带和川滇地区。各类形变在全区域内广泛分布,包括挤压、剪切和拉张,形变很难用具有相当规模的块体运动来描述。通过分析各类地区岩石圈结构以及形变模式推断：中国大陆地壳形变模式主要由地壳结构所控制。中国大陆东部及准噶尔和塔里木盆地地区地壳介质具有相当强度,形变表现为刚性块体的相对运动。印度板块的北向挤压造成青藏高原和天山的隆起并产生巨厚地壳,壳内温度上升,下地壳低速高导层发育,介质呈较强粘塑性,地壳脆性层在下地壳塑性流变场作用下产生各种类型的、多层次的形变,形变广泛分布而不仅局限于少量块体边界。青藏高原边缘的地壳结构为第一、叁类地区之间的过渡区,其形变特征也介于第一、叁类地区之间,为强度较低的较小活动块体在边界作用力下的运动与形变。综合GPS观测得到的水平与垂直形变场结果及上述岩石圈结构模型,对青藏高原内部及周边地区的形变模式及其机制给出了新的解释。(1)印度板块的北北东向推挤造成跨喜马拉雅山脉的水平汇聚和垂向隆升,水平汇聚速率为12-15mm/a,隆升速率超过5 mm/a。(2)喜马拉雅以北、班公-怒江缝合线以南地区形变表现为近南北向压缩和近东西向拉张,并且压缩量与拉张量大致均衡,为15-20×10-9 strain/a;下地壳内印度板块斜向推进造成～2 mm/a的地表隆升。(3)班公-怒江以北的羌塘地区表现为强烈的南北向挤压(应变率～25×10-9strain/a)和东西向拉张(应变率～20×10-9strain/a),韧性的下地壳与上地幔受到下插印度板块前缘的北向推挤而增厚,推动地表～5 mm/a的快速隆升。(4)高原北部的柴达木块体南北向主压应变率达～25×10-9strain/a,大于东西向的主张应变率～4×10-9strain/a;该地区岩石圈内解耦并不充分,南北向汇聚造成全岩石圈整体增厚,从而推动地表隆升1-3 mm/a。中国大陆处于欧亚、印度、太平洋和菲律宾板块的交汇地区,印度板块向欧亚板块的碰撞与推挤是中国大陆西部地壳运动与形变的主要驱动力已被地学界所公认。但中国大陆东部地区地壳运动场的驱动力如何却尚存争议。本文的块体模型结果显示中国大陆东部块体整体呈现向东偏南运动,运动量从北往南逐渐增大,同时华北和东北块体还存在0.7-1.7×10-9radian/a的逆时针旋转,揭示从北往南欧亚板块东缘动力学边界条件的变化。在此基础上进一步结合前人地质、地震与力学模型方面的研究成果,得出中国大陆东部地区形变场动力源主要在于太平洋和菲律宾板块东向退行造成的东西向拉张、且由北向南逐步增大的结论。2008年5月12日发生在四川汶川的大地震造成映秀-北川断裂和灌县-江油断裂同时破裂,分别形成了240多公里和70多公里的地表破裂带。分析地震前、后GPS观测数据获得地震同震形变场,并以该同震形变场为约束,反演地震破裂的空间分布。反演结果显示映秀-北川主破裂带倾向北西,沿破裂带的走向从南到北倾角逐渐变大,破裂断层的平均宽度在12-15 km左右。破裂断层的错动在南段以逆冲为主,在北段走滑分量逐步加大,右旋走滑成为断层破裂的主要特征。破裂断层的最大错动量分别达到了7.9 m和7.5 m,恰好对应这次地震中地表破坏最为严重的映秀和北川地区。本次地震释放的地震矩为0.678×1021N.m,对应矩震级Mw=7.9。(本文来源于《中国地震局地质研究所》期刊2009-06-01）
孟国杰,申旭辉,伍吉仓,张秋文[6]（2005）在《ITRF2000无净旋转对中国大陆地壳形变的影响》一文中研究指出通过计算全球14个1级板块的总角动量以及ITRF2000速度场相对NNR NUVEL1A的旋转分量,研 究了ITRF2000的无净旋转(也称无整体旋转)符合特性。结果表明,虽然ITRF2000的速度场通过50个核心站归 算到NNR NUVEL1A上,然而在研究中国大陆区域地壳形变时,它们之间的差异仍是不可忽视的,其差异性表现 为:ITRF2000的速度场相对于NNR NUVEL1A模型的速度场表现为顺时针旋转,前者速度模量大于后者;两个 速度场的差异量表现为东部大于西部,E W向差异量最大值达到5mm/a以上,N S向差异量接近4mm/a。提出 了2种消除这两个速度场之间系统差异的方法。(本文来源于《大地测量与地球动力学》期刊2005年01期）
孟国杰,申旭辉,伍吉仓[7]（2004）在《ITRF2000框架净旋转对中国大陆地壳形变结果的影响》一文中研究指出IERS于2001年发布的国际地球参考框架ITRF2000,包括各测站的坐标、速度及相应的方差和协方差信息。尽管ITRF2000框架的指向随时间的变化归算到NNR-NUVEL1A框架上,但是这两个速度场之间差异仍然是不可忽视的。在研究中国大陆地壳运动相对于欧亚板块的运动时,如果选用NNR-NUVEL1A模型给出的欧亚板块的运动作为其板块刚性特征的长期运动结果,从ITRF2000的速度场中扣除其运动后的结果作为区域地壳运动,将会对真实的地壳形变结果产生不可忽视的系统偏差。因此ITRF2000与NNR-NUVEL1A的速度场之间的差异及其对中国大陆地壳运动研究所产生的影响是一个值得研究的问题。(本文来源于《中国地球物理学会第二十届年会论文集》期刊2004-10-01）
薄万举[8]（2003）在《中国大陆地壳形变及孕震机制研究》一文中研究指出以GPS、大面积水准、流动重力测量、跨断层流动形变测量等方面的监测和研究成果为主,围绕青藏块体和中国大陆地壳的运动学特征、动力学特征、震源机制以及孕震机制进行了探讨和研究。多方面的研究结果显示,印度板块对中国大陆的碰撞和挤压,是青藏块体隆升及其周边地区地震孕育和发生的主要动力来源,并通过多方面研究结果的综合分析,提出了"坝体决口孕震模式"的假说。(本文来源于《山西地震》期刊2003年03期）
符养[9]（2002）在《中国大陆现今地壳形变与GPS坐标时间序列分析》一文中研究指出上一世纪90年代初IGS（International GPS Service for Geodynamics）的建 立标志着GPS（Global Positioning System）应用于地球物理研究工作的开始。 世界各国地学研究机构在不同的国家建立了GPS连续观测站，到2001年为止 全球共有1800多个GPS连续观测站在工作。我国于1999年初由国家“九五” 重大科学工程“中国现代地壳运动观测网络”在全国建立了25个GPS连续运 行基准站和1000多个定期与不定期观测的基本和区域站。这些观测数据为地学 研究提供了基础资料。 本论文的前半部分讨论了中国大陆板块及现今地壳形变问题，论文首先解 决目前ITRF参考架存在的问题，即参考架定向的实现与地球参考架定向定义不 符。实际推导了实现ITRF参考架定向的条件方程；ITRF全球板块运动模型是 实现参考架定向过程的副产品，它与地质模型（NNR-NUVEL1A）有较好的一 致性，但在局部有一些差别，这种差别实际上是现今地壳形变与几百万年平均 地壳形变的差异，ITRF板块模型适合于研究现今几年到几十年尺度的地壳形 变；文章对最新观测的GPS资料进行处理，获取了中国地区目前密度最大（1000 多个台站），精度最高（小于2mm/a）的实测速度值，给出了以中国板块为背景 的形变态势。 论文的后半部分对全球均匀分布的GPS连续观测站时间序列进行谱分析和 小波多分辨分析，分离时间序列的平稳和非平稳信号，用AR 模型建立了平稳 高程信号的离散模型。比较表明GPS高程时间序列相关长度约为31到2天变 化，纠正了随机漫步过程从零时刻积分的不足。通过分析，发现地球存在以半 年和周年为周期的整体性扩张与收缩振荡运动，同时南北半球的变化规律存在 差异。分析还表明全球范围高程变化具有明显的季节性变化项，半周年项的最 大值出现在3-4月份和10-11月份；周年项的最大值出现在9-11月份。论文对 GPS时间序列存在的季节性变化进行了初步的地球物理定性分析，提出了今后 的研究方向。 论文的前半部分内容曾发表在《Journal of Geodesy》2002年Vol.76:216-225 和《地球物理学报》(2002), Vol45(3):330-337上，第二章内容和第四章、第五章 内容分别被《中国科学》期刊录用，将刊。(本文来源于《中国科学院研究生院（上海天文台）》期刊2002-10-01）
符养,朱文耀,王小亚,段五杏,吴显兵[10]（2002）在《现今中国大陆相对于ITRF97板块运动模型的地壳形变》一文中研究指出在建立全球ITRF97板块运动模型的基础上,利用我国45个GPS站的数据,建立我国大尺度地壳运动方向图和块体运动模型。通过与NNK NUVEL1A地质模型比较发现,实测的AFRC-EUKA相对运动模型参数与地质模型相差较大。从总体来说,全球板块运动的实测模型与地质模型基本相符。(本文来源于《地理空间信息技术与应用——中国科协2002年学术年会测绘论文集》期刊2002-06-30）
中国大陆地壳形变场论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自上世纪90年代初以来，GPS空间大地测量学的迅速发展和全面应用，为全球范围各种规模尺度的地壳运动和构造形变观测提供了革命性的手段，使高精度、大范围、全天候、低成本的大地测量变成了现实。为及时把握GPS空间对地观测技术为防震减灾应用带来的机遇，我国先后于1997－2000年和2007－2012年实施了国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”和“中国大陆构造环境监测网络”，在中国大陆及周边建立了由260个连续GPS观测站和2056个非连续GPS观测站构成的高精度、高密度观测网络，为精细而定量地研究中国大陆不同构造区域的现今地壳运动方式和构造形变演化态势提供了至关重要的基础平台。近年来，随着GPS星座系统、观测设备、处理软件和全球服务的进一步完善和发展，在正常观测环境和规范测量方式下，基于约24小时的连续静态观测和标准化的GPS数据处理策略，已经实现以“数毫米”量级的精度（水平向优于3mm、垂直向优于6mm）获得站点在全球参考框架下的单日平均坐标。因此，通过对“中国地壳运动观测网络”等工程的各GPS站点进行长年累月的连续观测或间歇性的非连续观测，可获得其高精度坐标位置随时间变化的序列过程。据此，我们不仅能够估计各站点的平均运动速度，而且能够解析其运动变化过程，并直接获取到一系列量值较为显着的非线性变化现象，如同震位移、震后驰豫形变、活动断裂的慢地震滑移等等。但是，当我们关注和地震危险性相关的构造运动或地壳形变时，GPS站点坐标变化时间序列中所包含的一些系统性误差，尤其是一些非构造形变的干扰将不容忽视，因为许多非构造干扰（如时变的大气潮汐、区域海洋潮汐、陆地水负荷等等）所产生的地壳形变或站点位移，往往与构造形变处于同一量级。因此，如何从GPS的坐标变化时间序列中有效地分离和剔除各种非构造形变的影响，使其更好地服务于地震危险性监测与分析，一直是GPS大地测量领域兼具重要科学意义和迫切实际需求的研究课题。本论文以非构造负荷形变对中国大陆GPS坐标时间序列的影响为主题，以中国大陆及周边高精度连续GPS观测资料为基础，对不同区域时变大气潮汐、区域海洋潮汐和陆地水负荷所引起的非构造形变特征开展定量研究，并将改正模型应用于中国大陆连续GPS观测站和非连续GPS观测站的坐标变化时间序列中，获得了更加接近真实构造形变的结果，使其更加有效地反映构造形变。具体的研究和探讨主要有以下几个方面：（I）归纳总结国内外高精度GPS数据处理优化方法和先进策略，采用美国JPL的GPS前处理软件GIPSY和后处理平差软件QOCA，对中国大陆各区域典型连续GPS观测站数据进行了严密处理，获得了高精度坐标变化时间序列，为进一步分离和研究不同区域非构造形变特征提供了基础数据GPS坐标变化时间序列中既包含着一系列随机误差、模型偏差、参数误差，也包含地表负荷（如大气潮汐、区域海洋潮汐及陆地水负荷）引起的非构造形变信息。为了从高精度GPS时间序列中有效获取中国大陆不同区域的非构造负荷形变，我们选取了具有区域代表性的连续GPS观测站，并在严密的数据处理中采用了GIPSY软件的精密单点定位（PPP）策略和基于固定点法则的整网模糊度解算方法（Ambizap），同时，选用了国际上最新的先验对流层延迟模型ECMWF（European Centre for Medium-RangeWeather Forecasts）和对流层投影函数VMF1(Vienna Mapping Function1)、并纳入高阶电离层影响改正，对GPS数据处理的关键模型进行了优化。最后，通过联合平差与地壳形变分析软件QOCA，扣除了GPS时间序列中的构造形变（构造运动速率、地震影响等）及站点异常影响，突出了中国大陆各区域非构造形变。（II）分析研究了中国大陆及周边大气潮汐负荷的非构造形变影响,并针对目前国际上通用大气压数据中包含有许多虚假“潮汐分量”信号的实际情况,设计编制了一套20阶的Butterworth低通滤波器,有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响,并较好地应用于中国大陆各区域的GPS时间序列中大气受到日月引力潮作用和局部热力作用产生大气潮汐和质量的重新分布，由此可引起地壳的非构造负荷形变。基于GPS的高精度观测，可探测和分辨大气负荷形变的存在。大气负荷包含潮汐负荷和非潮汐负荷，总体的大气负荷形变在地球表面的最大量值可达厘米，主要出现在高纬度区域。我们的研究表明，对于中国大陆区域，大气潮汐现象所引起的垂向形变通常为亚毫米级，而北向和东向分量仅为垂向分量的1/10左右；其中，半日潮汐(S1)负荷形变振幅具有明显的纬度相关性，即同一纬度负荷形变的振幅基本一致，但相位随经度变化而不同。大气非潮汐负荷形变的计算主要利用实测大气压力资料，并通过格林函数积分获得。然而，考虑到目前国际上的大气压变化数据主要来源于ECMWF和NCEP等气象中心提供的重分析产品，由于模型缺陷、数据噪声和采样率等引起的混频效应，使这些大气压数据中包含有许多虚假的“潮汐分量”信号。理论计算表明，这种虚假的“潮汐分量”会对GPS时间序列产生垂向0.5-1mm、水平向0.1-0.2mm的偏差，使GPS时间序列产生周期为5-6天、半年和整年的多种波动，在GPS时间序列中不容忽视。为此，本文设计了一套阻带频率为1周/每天、阻带衰减为35dB的20阶的Butterworth低通滤波器，有效地剔除了这种虚假“潮汐分量”的影响，并获取了更加可靠的大气非潮汐分量。（III）通过对比多种全球海洋潮汐模型在中国海域的差异性，提出采用高分辨率区域海洋潮汐模型进行潮汐负荷形变的改正，可有效避免GPS时间序列中长周期的非构造形变虚假信号。并通过对目前卫星测高资料的分析，说明当下海洋非潮汐改正的实用效果尚不可靠，需进一步提高海洋非潮汐模型精度中国大陆东濒太平洋、南临印度洋，海岸线蜿蜒悠长，海水的潮汐变化和非潮汐变化均会引起沿海及内陆一定范围的非构造形变。由于几种全球海洋潮汐模型在中国海域的分辨率不同，我们发现纳入高分辨率的区域海洋潮汐模型，可对沿海GPS站垂向M2潮汐波产生平均量值达1.1mm的改善，最大的改正值可达5mm；若不考虑高分辨率的区域海洋潮汐模型，则会在GPS时间序列中产生“虚假”的长周期信号；而对于海洋非潮汐负荷形变，我们基于目前高精度卫星测高资料对沿海区域GPS观测站时间序列进行海洋非潮汐负荷形变改正后，仅少数站点的时间序列有所改善，究其原因在于目前的卫星测高资料仍不能完全满足高精度海洋非潮汐负荷形变计算和改正的要求。考虑到海洋非潮汐形变的最大振幅小于1mm，因此，我们建议在GPS数据处理和时间序列分析中，可暂不考虑海洋非潮汐负荷形变的影响。（IV）结合GRACE时变重力场和全球陆地水资料NCEP的各自优势，尝试研究了一种数据同化方法，获得了中国大陆兼顾时－空分辨率的陆地水负荷时变资料，并据此计算了不同区域的陆地水迁徙负荷形变。在此基础上，分析评估了该方法对GPS时间序列的改正的效果陆地水负荷所产生的地壳形变，在所有非构造形变中量值最为显着。中国大陆不同区域的陆地水负荷形变差异，可达厘米量级。GRACE时变重力场和全球陆地水资料（NCEP）为目前计算陆地水负荷形变最重要的基础资料，两者均能反映陆地水的短期变化。其中，GRACE时变重力场不仅反映土壤湿度影响，而且还反映地表水和地下水影响，因而具有较高的精度，但存在时间分辨率较低的问题。全球陆地水资料（NCEP）提供0-2m深度范围的土壤湿度和积雪负荷，具有较高的时间分辨率，但不包含地表和地下水资料。针对两种资料各自的长短优劣，我们尝试研究了一种数据同化方法：以GRACE资料为主，以NCEP作为陆地水短时变化的有效补充，使陆地水负荷资料兼具GRACE在长时间尺度上的高精度和NCEP在短时间尺度上高分辨。基于同化结果，我们就中国大陆不同区域进行了验证分析，并利用小波分析方法讨论了陆地水迁徙负荷形变与GPS时间序列在低频分量的相关性及改善程度。结果表明，当陆地水迁徙负荷形变量大于GPS观测噪声时，改正效果明显。而对于信噪比较小的区域，改正效果较差甚至负面。（V）以连续GPS观测资料和GRACE同化资料为基础，采用支持向量回归方法(SVR)联合反演区域非构造负荷形变模型，并针对中国大陆地表水变化显着性差异较大的两个典型区域，验证分析了该方法对连续GPS和流动GPS观测站时间序列的改善效果高精度GPS可直接探测到地表的非构造负荷形变，但往往包含有站点局域干扰和环境模型误差等方面的影响；而基于地球物理模型亦可获得各种地表负荷所引起的“理论形变”，但地球物理模型参数的精度缺陷和输入资料的时空分辨率可能导致理论计算结果的偏差。为此，我们尝试以连续GPS观测资料作为基本观测量，以GRACE同化资料为约束，采用SRV (Support Vector Regressing)方法联合反演区域非构造负荷形变。在滇西地区和陇中黄土高原区域实际应用和效果验证表明：联合反演方法兼顾了GPS和GRACE资料的特点，并纳入了物理意义明确的模型约束，可避免对连续GPS的单一依赖，且联合反演结果能明显改善非连续GPS观测的时间序列。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
中国大陆地壳形变场论文参考文献
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标签：中国大陆; 非构造负荷形变; GPS时间序列; GRACE时变重力场;