GPS時(shí)間序列變化特征研究.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)GPS時(shí)間序列一般性變化規(guī)律、位移分量形態(tài)相似性、基線變化特征等的分析，提取了GPS不同時(shí)間序列中與大震有關(guān)的地殼運(yùn)動(dòng)微動(dòng)態(tài)信息，探索了GPS技術(shù)在用于地震形變測(cè)量方面的特征性變化。 用周期分析、擬合、濾波等數(shù)學(xué)分析方法消除GPS時(shí)間序列中的趨勢(shì)變化、周期變化后，GPS位移時(shí)間序列的不同站點(diǎn)同一分量之間顯示出有較同步的突跳、波動(dòng)變化，呈現(xiàn)很大程度的相關(guān)性，相關(guān)程度與站點(diǎn)距離分布總體璺線性關(guān)系。分析認(rèn)為這種同步變化主要是

2、大區(qū)域塊體整體運(yùn)動(dòng)的反映。用歐拉矢量變換法去除塊體整體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)成分后，各GPS位移水平分量的相關(guān)程度都分別有所降低。 經(jīng)歐拉矢量轉(zhuǎn)換結(jié)會(huì)其它數(shù)學(xué)方法處理后，國(guó)內(nèi)大多數(shù)GPS站E分量時(shí)間序列在2004年12月26同印尼Ms8.7級(jí)地震前呈現(xiàn)幅度較大、較同步、方向一致的異常變化。認(rèn)為歐拉矢量變換法能較有效地達(dá)到突出測(cè)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)差異、提取異常變化的目的。 對(duì)印尼Ms8.7級(jí)地震遠(yuǎn)場(chǎng)同震位移的研究表明，在距離震中遠(yuǎn)至3

3、000km的GPS測(cè)點(diǎn)仍有可分辨的同震位移，同震變形基本指向震中方向，位移矢量表現(xiàn)出向震中匯聚的特點(diǎn)。結(jié)合震前GPS站點(diǎn)位移序列變化情況，異常的發(fā)展整體上反映了測(cè)點(diǎn)受力情況與震源受力分布性質(zhì)一致的特點(diǎn)，變化性質(zhì)與預(yù)位移理論和彈性回跳等理論孕震模式符合較好，具有大尺度空間的協(xié)調(diào)一致性，可能反映了地震前后大范圍形變場(chǎng)的演變過(guò)程。 對(duì)基線組含方式的研究表明，篩選出一個(gè)比較穩(wěn)定的站點(diǎn)作為研究點(diǎn)位相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考點(diǎn)，可以更簡(jiǎn)便有效地確定相對(duì)

4、運(yùn)動(dòng)較顯著的站點(diǎn)的情況，為其它基線組含提供參考信息，并可以進(jìn)一步明確判定具體板塊內(nèi)及板塊間的詳細(xì)變形特征。印尼Ms8.7級(jí)地震前，國(guó)內(nèi)GPS站點(diǎn)中與JIXN組合的5條基線出現(xiàn)了加速伸長(zhǎng)變化或由同震引起的永久性變形；震中附近IGS站組合的5條基線也出現(xiàn)了震后的加速變化或同震階躍變化。其它震例的分析也主要顯示蹬基線更多的是震后永久變形的特征。 汶川Ms8.0級(jí)地震前GPS站點(diǎn)位移時(shí)序曲線未出現(xiàn)異常變化，僅LUZH站有較明顯同震階變。