基于低成本单频u-blox接收机的GPS/BDS定向性能分析

针对高精度GNSS定向应用场景，通过实验对比对低成本单频u-blox接收机的数据质量和解算精度。结果表明，u-blox接收机GPS、BDS观测值的信噪比略低于测量型接收机；伪距精度分别为0.91 m、0.56 m，相位精度分别为1.35 cm、1.20 cm。在静态观测环境下，u-blox的定向精度可以达到航向0.2°/m和俯仰0.4°/m；动态环境下解算结果稍差，但也可以达到航向0.3°/m和俯仰0.6°/m，略低于高成本测量型接收机单频数据的实时动态定向精度。     

腾冲火山及周边地区双差层析成像

利用云南腾冲火山地区15个固定台站记录到的7923次地震的P波到时资料，采用双差层析成像方法，反演得到腾冲火山及周边地区地壳及上地幔顶部三维P波速度结构和地震重定位结果.研究发现，腾冲火山区域地壳内存在明显的地震波低速区，P波速度低于整个区域地壳速度平均值超过15%，上地幔顶部存在规模较大的低速异常区.推测腾冲火山地区存在较大规模的地幔热物质上涌以及向地壳的侵入，热物质在地壳内以岩浆囊形式存储，并且壳内岩浆囊之间可能存在岩浆通道.通过联合反演获得的地震重定位结果显示，丛集地震位置更加集中，其展布特征与断裂构造具有显著的对应关系，表明研究区域断裂构造比较活跃.获得的高分辨率三维P波层析成像结果，为进一步认识火山地区岩浆存储特征以及地震分布与区域构造之间的关系提供了新的地震学依据.     

基于改进的向后-向前选择法粗差定位与估值算法

对传统的向后-向前选择法粗差定位方法进行改进，即在原有基础上加入对平差模型的整体检验，计算统计量的相关系数，通过对偏相关系数的检验来定位统计量相关的粗差观测值。通过模拟粗差算例证明，该算法能够准确定位多维粗差，有效改善粗差定位转移的现象，且粗差估值结果比较可靠。     

基于条件平差的卫星双向时间传递链路性能优化方法

卫星双向时间传递(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)是目前精度最高的时间传递方法之一,同时也是参与国际原子时计算的守时实验室之间比较原子时尺度的一种主要方法.提高TWSTFT链路的短期稳定度,降低周日效应对链路时间传递结果的影响,对优化TAI (International Atomic Time)的性能具有现实意义.提出了一种基于条件平差的TWSTFT链路性能优化方法,先依据TWSTFT链路测量噪声水平与谱分析结果建立TWSTFT链路性能优化网络(简称优化网络),再根据优化网络中各链路测量噪声分析结果设置权系数阵,建立条件平差模型.选取亚太地区的中国计量科学研究院(National Institute of Metrology, NIM)-中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)卫星双向时间传递链路作为待优化链路,以NTSC、NIM以及德国联邦物理技术研究所(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)之间的TWSTFT链路组成优化网络,对优化网络的组网方法和条件平差模型进行实验验证.结果表明,平差后待优化链路短期稳定度得到了改善,同时其受周日效应的影响降低了约24.6%.使用该方法,能够有效提高待优化链路的时间传递性能.     

不同厚度饱和砂土中群桩结构动力响应试验研究

液化土中桩基础动力响应规律一直是工程抗震领域关注的热点问题。本文基于非液化砂土和不同厚度饱和砂土中的2×2群桩结构模型振动台试验,通过输入一定峰值加速度和频率的正弦波,对群桩在非液化土层和两种不同厚度饱和砂土层中的横向动力响应特性进行振动台试验研究。研究结果表明:在正弦波输入情况下,非液化砂土中群桩承台加速度和位移时程与台面输入时程相比,波形变化规律与峰值大小均相差不大;而对两种不同厚度饱和砂土中承台加速度和位移峰值放大较多,在相对较薄的饱和砂土中群桩承台加速度峰值较台面输入放大了1.83倍,较台面输出位移峰值放大了1.58倍;在相对较厚的饱和砂土中承台加速度和位移峰值则分别放大了2.18倍和1.91倍,说明在相同输入条件下,较厚的饱和砂土在发生液化后群桩承台的动力响应更加显著。     

太原盆地及周边地区双差层析成像

山西断陷带位于鄂尔多斯与华北地块交汇处，是我国著名的历史强震活动带之一，尤其是断陷盆地中部区域，6级以上地震频发.本研究旨在揭示忻定盆地中南部、太原盆地及临汾盆地中北部交汇处的深部结构特征，分析盆地的形成和演化，探讨该区域孕震环境.利用山西地震台网观测数据以及固定地震台站融合流动台站得到的地震数据，共7455个地震事件，采用双差层析成像方法，反演得到了太原盆地及周边地区的三维P波速度结构及精定位结果.层析成像结果显示，忻定盆地、太原盆地的中上地壳为明显的低速异常，被高速的石岭关隆起隔开，深部结构特征相对简单.太原盆地、临汾盆地及灵石隆起之间的深部结构特征较为复杂，反映了两个盆地演化过程的复杂性.穿过忻定盆地的速度剖面显示，在中地壳存在明显的低速异常体，且大部分地震都发生在该低速体上方；穿过太原盆地北部的剖面显示，该区域在20~25 km深度范围内有较密集的地震分布，并勾画出交城断裂呈犁形的断层特征；穿过太原盆地中部的剖面显示，太原盆地自西向东沉积层逐渐减薄；穿过临汾盆地的剖面揭示，汾东断裂在浅部倾角较陡，随深度增加倾角逐渐变小，倾向向东.     

稳健的回光反射平面靶心定位算法

针对因回光反射平面标靶点云数据缺失或冗余而难以准确计算靶心坐标的问题,本文提出一种基于距离标靶重心最远点的边缘点提取和靶心定位算法。首先,进行点云数据预处理,先人工大概选取出标靶点云所在位置,并根据回光反射强度信息提取出标靶点云,对标靶点云进行粗差剔除、投影以及坐标旋转等工作;然后,进行边缘点提取,应用所提的边缘点提取算法对投影到二维平面的标靶点云进行边缘点提取;最后,进行靶心定位,先应用抗差最小二乘对边缘点进行拟合计算圆心坐标,然后将其旋转回三维空间作为靶心坐标计算值。实验结果表明,本文提出的边缘点提取算法能高效、准确地提取出标靶边缘点,比文献[12]中的边缘点提取算法节约了大量时间,并且应用所提取出的边缘点能稳健地计算出靶心坐标,与基准值的偏差在亚毫米以内,优于文献[11]、[12]算法靶心计算精度,有效地解决了残缺或冗余的回光反射平面标靶点云靶心定位问题。     

2017年四川九寨沟MS7.0强震的余震重定位及主震震源机制反演

本文采用双差定位法对2017年8月8日至10月31日期间四川九寨沟M_S7.0主震及5200个余震序列进行相对定位，得到4036个重定位地震事件.采用中国区域地震台网观测到的宽频带垂直分向波形数据和W震相反演方法，得到了主震震源机制解.重定位结果显示，余震序列分别沿NNW和SSE两个方向扩展，展布长度约58 km，且这些余震主要集中在22 km深度之上.余震分布的另一个重要特点是具有分区特性，即在主震NNW方向约5 km处存在明显的西北和东南两区余震活动分界线；西北区的余震由深至浅具有较好连续性，而东南区却在约10 km深度处存在不连续性.余震分布的这种分区特征，说明九寨沟地震震源区的地壳结构存在强烈的不均匀性.余震分布与主震破裂特征的一致性，证实了我们定位结果的可靠性.主震的震源机制解展示出节面Ⅰ的走向/倾角/滑动角分别为246°/83.7°/-177°，而节面Ⅱ的走向/倾角/滑动角为155.7°/87.1°/-6.3°，最佳质心深度为15.5 km，矩震级M_W为6.5.根据余震分布较为垂直和主震震源机制解两节面的倾角均在80°以上，并结合野外地质调查结果，推测此次九寨沟地震为与节面Ⅱ参数相近的一次高角度的左旋走滑型事件.     

基于F-范数的不确定性平差模型的解算方法

为提高基于F-范数的不确定性平差模型的解算效率，给出直接迭代算法进行参数估计。该算法无需SVD，解算过程简单且易于编程计算，同时给出迭代不收敛时的SVD-解方程算法。二元线性拟合及沉降观测AR模型的算例结果表明，这2种算法正确可行，与SVD-迭代算法具有等价性。当迭代收敛时，宜使用直接迭代算法，收敛速度更快，解算效率更高；当迭代不收敛时，可釆用SVD-解方程算法。     

TEXBAT场景的GPS接收机授时欺骗影响分析

针对目前有关GPS欺骗干扰技术的研究较少涉及GPS时间欺骗干扰,且因实验条件限制,难以构建与重放实际欺骗场景,因此不同场景GPS时间欺骗对目标接收机影响仍不明确的问题,基于TEXBAT(Texas Spoofing Test Battery)提供的3组不同场景GPS时间欺骗数据集,建立了GPS时间欺骗模型,分析了欺骗过程中存在的两种相位对齐模式对欺骗行为的影响;利用自编软件对采集的欺骗场景的原始高保真数字实时数据进行数据处理,分别得到目标接收机受欺骗与未受欺骗时的接收机钟差及钟差变化率、多普勒频率与载噪比、载波相位与接收机天线位置随时间的变化情况;深入分析了不同场景GPS时间欺骗对目标接收机的影响。实验结果表明,不同场景GPS时间欺骗将从不同角度有效影响GPS定时结果,所得结论将为GPS时间欺骗与抗欺骗技术提供重要参考。