抗差估计在自由落体式绝对重力仪中的应用

针对自由落体式绝对重力仪中的异常数据,提出抗差参数估计的数据处理方法。对比分析传统最小二乘拟合与抗差最小二乘拟合计算的重力值,结果表明,抗差参数估计通过合理调整权重因子抑制了异常数据的影响,提高了重力测量精度。     

用卫星测高和船测重力资料联合反演海洋重力异常

基于多颗卫星最新测高资料联合解算的全球平均海平面和中国近海船测重力异常数据,采用3种方法 (Stokes公式逆运算法、垂线偏差法、最小二乘配置法)分别计算了中国近海及其邻域(0°～40°N,105°～145°E)2′× 2′重力异常,重点对3种方法的优缺点及其计算结果进行了比较和分析。结果表明,在海底地形起伏较为强烈的南 海盆地,与船测重力异常比较,最小二乘配置法(LSC)计算精度较高,达到11.2×10-5ms-2。     

基于多视线向D-InSAR技术的三维地表形变抗差解算方法

针对粗差对多源InSAR数据三维地表形变解算的影响,提出一种基于多视线向D-InSAR技术的三维地表形变抗差解算方法。该方法利用多视线向D-InSAR地表形变监测数据,在最小二乘原则的基础上实现InSAR三维地表形变解算,获取平差观测量的残差,建立最小二乘残差与观测量单位权方差的函数关系,并通过计算出的单位权方差对InSAR地表形变观测量进行定权;基于等价权原理,选用IGGⅢ权函数实现三维地表形变的抗差解算。最后,以2009年意大利拉奎拉地区地震为例,对该解算方法的可行性和精度进行验证。结果表明,该方法可以获取可靠的解算结果。     

整体最小二乘和最小二乘拟合空间直线的比较

给出整体最小二乘法拟合空间直线的一种迭代算法。将空间直线垂直投影到坐标平面,分别采用整体最小二乘法和最小二乘法拟合直线。对坐标点等精度观测、非等精度观测和坐标分量非等精度观测3种场景进行模拟计算,比较两种方法估计的参数和验后单位权方差,并对三维激光扫描仪实测数据拟合结果进行分析。     

趋势面分析中曲面拟合的优化

曲面拟合在数学地质中应用广泛。本文讨论用多项式函数对离散点观测值进行曲面拟合的优化过程。采用Gram—Schmidt正交化方法计算实矩阵的Moore-penrose型广义逆矩阵;并给出方程组的最短最小二乘解。优化后的曲面拟合方法降低了中间计算结果中坐标值的方次,因而计算出高阶趋势面系数时精度较高,也可以得到较高的多项式趋势面方程。     

稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计

对于总体最小二乘而言,经常需要处理不同精度或者不同类型的观测数据,根据先验方差来定权往往不准确,同时观测数据中可能含有粗差。针对这两个问题,提出稳健总体最小二乘Helmert方差分量估计,将稳健估计和Helmert方差分量估计同时应用于总体最小二乘中。最后通过两个实验的计算结果表明,该方法是可行的、有效的。     

汶川地震断层滑动模型反演及地震区域构造的大地测量约束

以汶川地震前后GPS观测得到的同震形变场为约束,利用带约束的最小二乘反演方法,分别反演考虑与不考虑滑脱层的最优同震断层滑动模型,并在此基础上正演了同震重力变化。结果表明,含滑脱层的断层滑动模型模拟的GPS台站的同震水平形变和重力台站的同震重力变化都更接近实际的观测结果,证实龙门山的中央断裂带南段存在大规模的近水平的滑脱层参与了汶川地震的同震滑动。     

滇西试验场重力异常特征与强震潜在源区研究

本文用细化了的重力和地形综合数学模型、双层锯齿形计算模板、给定区域方差—协方差函数的最小二乘配置小区域内插和精度限定等精算重力异常场值的方法,以不低于±2.4×10~(-5)ms~(-2)和±2.9×10~(-5)ms~(-2)的精度,分别获得了滇西试验场区(99°E～102°E,24°N～27°N)最新完全布格重力异常和均衡重力异常展布图。依该区地震分布与重力场变异特征的对比研究,将下关—洱源—剑川一线划为7～7.5级地震潜在源区,永胜—大姚北划为6.5—7级地震潜在源区。     

病态加权总体最小二乘模型的正则化抗差解法

针对EIV模型系数阵病态且系数阵和观测值精度不同的情形,基于拉格朗日乘数法导出病态加权总体最小二乘模型的正则化解法,并证明已有的等权病态总体最小二乘模型的正则化解法是其特例。在此基础上,进一步提出基于中位数法的病态加权总体最小二乘模型的正则化抗差解法,并用第一类Fredholm积分方程和病态测边网两个算例验证算法的有效性。结果表明,受系数阵病态性以及粗差的影响,最小二乘解和总体最小二乘解精度较差,严重偏离真值;正则化解法在顾及系数阵和观测值误差的同时可有效削弱模型的病态性,其精度较最小二乘解和总体最小二乘解有所提升;而正则化抗差解法在正则化解的基础上,利用等价权函数重构权阵,能有效抵御粗差的影响,其精度最高。     

强震前重力场等位面二次偏微商异常变化分析

采用相关分析方法对北京平谷台 1971～ 1977年获得的重力位 2次偏微商曲率值 K进行处理 ,消除降雨等噪声对观测值的影响 ,得到较真实的重力等位面弯曲变化值 KS。分析研究的结果表明 ,1975年 2月 4日海城 7.3级地震、1976年 7月 2 8日唐山 7.8级地震、1976年 11月 15日宁河 6 .9级地震、1977年 5月 12日宁河 6 .5级地震前 ,曲率值 KS均有明显的震前异常出现。在此基础上进行定量分析处理 ,求得各次地震前 KS值的真正异常变化量△ KS,并运用近似积分法求得异常面积与地震震级之间的关系 ,初步建立了预报方程 ,从而为单台重力异常预报不同距离发生的地震震级提供一种借鉴方法     

宁夏几次中强地震与重力变化特征

对宁夏地震重力测网１９８７年以来的野外观测数据进行了统一平差处理和精度评定。给出了判断重力非潮汐异常的标准，并对各期重力平差资料进行了判别。结果表明：宁夏境内中强地震前１年内可观测到重力异常变化，异常特征是正异常，且地震发生在重力变化等值线密集带的一侧或高重力变化腹地     

1989年大同—阳高6.1级地震和1991年代县—原平5.1级地震前后重力异常变化

本文着重分析讨论了1989年10月和1991年1月两次中强地震前后重力异常变化及其与地震的对应关系。对1991年1月29日(代县至原平一带)5.1级地震的探讨性分析预报,说明流动重力测量在中长期地震预报中可以发挥重要作用。     

基于熵权-IOWGA算子的变权组合预测新方法

针对熵权法组合权重分配固定不变的问题,提出一种基于IOWGA算子的权重分配方法,建立基于熵权-IOWGA算子的变权组合模型。该方法以各单一模型的预测精度作为诱导值,按每一期诱导值的大小对单一模型进行有序赋权,并将其应用到变形数据分析中。实验表明,该方法赋权过程合理,模型预测精度更高,更加适用于变形分析预测过程。     

A new method to determine the start depth in gravity anomaly inversion

The start depth in gravity anomaly inversion is discussed in this paper, and a new method called “test comparing method” is presented to determine the start depth when both boring data and seismic data are not available. Anticline and syncline density interface models are designed to test the method; the calculated result agreed well with the designed value, which proved that the new method can be used to determine the start depth in the gravity anomaly inversion when boring data and seismic data are not available. Contribution No. 3370 from the Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences. Project 49625609 supported by NSFC, and Young Scientist Lab. of Submarine Hydrothermal Activity Research.     

基于重力数据反演南海及邻区莫霍面深度分布特征

采用重力异常数据，在频率域内通过Parker-Oldenburg反演算法计算南海及邻区的莫霍面深度。通过EGM2008重力场模型联合GOCE重力场模型，计算研究区的自由空气重力异常；通过重力场分离，得到莫霍面起伏引起的重力异常，用于反演莫霍面深度。计算结果与地震剖面计算的莫霍面深度结果平均偏差1.59 km，标准偏差1.9 km。结果表明，南海及邻区的莫霍面深度分布具有明显的区域化构造特征。     

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十三陵地震台gPhone重力仪的仪器性能与水文响应分析

对安置于十三陵地震台的两台gPhone重力仪(109、118号)在2013-04~08的连续观测数据进行潮汐分析和提取重力残差处理。结果表明,gPhone重力仪监测到降水导致μGal量级的重力变化;gPhone重力仪获取的二阶重力残差变化与距离十三陵地震台15km的沙河地震台静水位变化之间存在4d左右延迟的正相关对应关系,显示了地下水位观测对重力观测解释的必要性。因此,有必要对我国的连续重力观测网补充地下水位观测,提高连续重力观测的数据处理精度。     

顾及实时位置预测信息的动态精密单点定位算法

传统模式下动态精密单点定位(precise point positioning, PPP)技术可利用动态序贯最小二乘算法进行历元递推求解，坐标参数因其时变特性，历元间不进行继承，使得动态PPP算法损失了先验位置信息的约束条件。针对该问题，提出一种顾及实时位置预测信息的动态精密单点定位算法，通过预测残差信息确定各坐标分量的自适应因子，并分析该方法的定位精度以及与采样间隔的相关性；最后利用位移平台开展形变模拟实验。数值算例结果显示，该方法能有效改善高频动态数据处理的精度，对无基准站支持下的缓变型形变监测具有一定的应用价值。     

Application of several potential field separation methods of gravity data in Vientiane of Laos area

Gravity data observed in geophysical surveys are the sum of potential field produced by all underground inhomogeneous geological sources with different scales, different patterns and different depths.The aim of gravity exploration is mainly to extract the meaningful local anomaly from the regional gravity anomaly which is helpful to detect the deep structure and delineate the favorable area for mineral prospecting.In this paper, several anomaly separation methods are theoretically discussed, including trend analysis method, finite element method, interpolating cut method and analytic continuation method.And, these methods are applied to achieve the delineation of potash-mine deposit in Vientiane.Through experiments, analysis and comparison, the separating result of upward continuation is shown to be satisfactory, for that can separate the ore body anomaly from the background field more effectively.Further, with the combination of the geological information and gravity anomaly, it infers four rich potash zones in the study area of Vientiane which is significant for future geological work.     

沈阳连续重力非潮汐变化异常分析

沈阳台定点重力非潮汐变化数据稳定,但自2017-06以来数据曲线连续5个月明显上升,且速率较大,幅度约为5μGal/月,打破了自2015年断电后重归的稳定状态。通过对仪器观测系统、区域地质特征、GPS资料及周边环境等分析发现,GPS垂直分量于同年5月开始下降,GPS垂向变化引起的重力量值-1.714μGal/mm远小于重力变化;抽水的干扰仅产生0.2181μGal的变化,远小于5μGal/月的量值变化。对GPS垂向引起的重力变化进行定量计算分析,并对水井抽水进行正演模型计算,排除抽水和垂向重力变化的影响,重力非潮汐变化量值约为14.7819μGal。研究发现,外界影响变化不足以引起重力的非潮汐异常。综合分析认为,该重力非潮汐变化异常为地震前兆异常,为后续地震预报提供了可靠依据。