大地測量學(xué)動態(tài)稿

1、現(xiàn)代大地測量學(xué)Modern Geodesy課程編號：61204Y S081601J06 課程屬性：專業(yè)基礎(chǔ)課 學(xué)時/學(xué)分：60/3 預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理 第六章 動態(tài)大地測量6.1地殼運(yùn)動監(jiān)測；6.2全球板塊運(yùn)動；6.3重力場變化監(jiān)測；6.4大地測量反演原理方法6.1地殼運(yùn)動監(jiān)測；6.1.1地殼運(yùn)動主要形式：(地球潮)固體潮位移應(yīng)變重力固體潮潮汐因子： Love數(shù)，Shida數(shù)極潮海水負(fù)荷板塊運(yùn)動與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動，其他運(yùn)動假定地球?yàn)閺椥泽w，利用彈性體變形理論可以得到地球潮（位移和應(yīng)變）、重力固體潮、極潮和海水負(fù)荷的解析表達(dá)式或?qū)嵱糜嬎阆禂?shù)。但理論值與實(shí)際值有一定差別。6.1.2主要形變量

2、：位移，水平位移，垂直位移，基線邊長及其分量，大地線長度，歐拉運(yùn)動，應(yīng)變，地傾斜，斷層運(yùn)動（包括，傾滑斷層運(yùn)動，走滑斷層運(yùn)動）等。 6.1.3相似變換與位移場計算位移場基準(zhǔn)與位移分析基準(zhǔn) 位移的參照無基準(zhǔn)解，是GPS數(shù)據(jù)處理的最主要的中間結(jié)果，用于最后求得全球框架或區(qū)域框架解，特點(diǎn): 最能反映地面點(diǎn)之間的幾何關(guān)系，得到最接近實(shí)際的站點(diǎn)構(gòu)成的幾何圖形，但圖形的空間定位、定向無序，可有任意的平移、旋轉(zhuǎn)甚至縮放。一般不可用于獲取位移場。有基準(zhǔn)解，一般在無基準(zhǔn)解的基礎(chǔ)上求得，主要有全球框架解和區(qū)域框架解。特點(diǎn)：空間定位、定向有序。1全球框架解：通過相似變換，由無基準(zhǔn)解得到的一種（自由網(wǎng)）解，其中一組框

3、架站的各坐標(biāo)分量有已知的線性速率，且各框架站各坐標(biāo)分量的時間序列最接近線性變化?？蚣苷驹蕉嘣胶茫臻g分布越廣越好。2區(qū)域框架解：通過相似變換，由無基準(zhǔn)解或全球框架解得到的一種（自由網(wǎng)）解，其中一組框架站的各坐標(biāo)分量有很小的線性速率，甚至速率為0，且各站各分量的時間序列的最接近線性變化，且速率越小越好?？蚣苷驹蕉嘣胶?，空間分布越廣越好。有利于解釋區(qū)域地殼運(yùn)動,便于區(qū)域大地測量的應(yīng)用。全球框架解和區(qū)域框架解中框架站的速率由以往的計算結(jié)果求得。 塊體運(yùn)動與相互作用6.1.4應(yīng)變計算與應(yīng)變場分析平面上的應(yīng)變計算剪應(yīng)變:旋轉(zhuǎn)量:主應(yīng)變, 第1剪應(yīng)變?yōu)?第2剪應(yīng)變?yōu)? 1表示，N45E方向上的左旋剪切或N

4、45W方向上的右旋剪切，南北擠壓與東西張；2表示，南北方向上的左旋剪切或東西方向上的右旋剪切，NW擠壓與NE張。最大剪應(yīng)變?yōu)?面膨脹為:主應(yīng)變軸方向橢球面上大地坐標(biāo)系中的應(yīng)變計算（詳細(xì)見GNSS數(shù)據(jù)處理部分）應(yīng)變計算中的問題：方法應(yīng)變計算精度與圖形、邊長和觀測誤差的關(guān)系應(yīng)變的統(tǒng)計分析6.2全球板塊運(yùn)動板塊運(yùn)動的表示方法歐拉定理歐拉運(yùn)動歐拉向量歐拉旋轉(zhuǎn)歐拉旋轉(zhuǎn)極6.3重力場變化監(jiān)測衛(wèi)星重力測量GRACE衛(wèi)星觀測主要結(jié)果大河流域的儲水量變化全球變暖的影響：冰川消融2004年12月26日印尼Sumatra M9.3級地震同震變化濾波方法：高斯濾波及其他濾波方法常用地面質(zhì)量密度變化表示重力場的時間變化

5、Wahr et al., 1998。其表達(dá)式為：式中RE為地球半徑，為余緯度和經(jīng)度 （文章中無的說明）為Stokes系數(shù)的變化為連帶Legendre函數(shù) 地球平均密度kl為階數(shù)為l的Love數(shù)是高斯平滑函數(shù)，為r的函數(shù)。6.4大地測量反演原理和方法形變場監(jiān)測：地面觀測與空間觀測技術(shù)重力場變化監(jiān)測：大地測量正演大地測量反演原理和方法6.4.1反演的觀測量：各種形變量，包括位移、應(yīng)變、重力場變化等6.4.2反演的模型：全球板塊構(gòu)造中國大陸主要塊體幾種簡單的地殼運(yùn)動模型位移： 平移、旋轉(zhuǎn)應(yīng)變： （最大）剪應(yīng)變與地震關(guān)系最直接斷層運(yùn)動與震源機(jī)制張裂斷層傾滑斷層正斷層逆斷層走滑斷層左旋走滑斷層右旋走滑斷層刃型位錯-傾滑螺型位錯-走滑水平位移在平行與垂直于斷層方向的投影斷層幾何地震的彈性回跳模型地殼運(yùn)動的復(fù)雜性：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、介質(zhì)性狀多變多種較復(fù)雜的地殼運(yùn)動模型主要模型位錯模型有限元模型DDA(非連續(xù)形變分析)6.4.3反演的數(shù)學(xué)方法最優(yōu)化方法最小二乘法,非線性最小二乘法其他最優(yōu)化方法模型參數(shù)顯著性檢驗(yàn)6.4.4反演中的問題利用位移反演的特殊問題如何處理不同基準(zhǔn)下的解用平面作地表面時應(yīng)注意高斯投影