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  大地测量与地球动力学  2020, Vol. 40 Issue (10): 1079-1083  DOI: 10.14075/j.jgg.2020.10.016

引用本文  

常明, 尹海权. 利用精密水准数据分析晋冀蒙交界区垂直形变特征[J]. 大地测量与地球动力学, 2020, 40(10): 1079-1083.
CHANG Ming, YIN Haiquan. The Analysis of Vertical Deformation Characteristics in Shanxi-Hebei-Inner Mongolia Area Using Precise Leveling Data[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2020, 40(10): 1079-1083.

项目来源

中国地震局震情跟踪定向工作任务(2020010424)。

Foundation support

The Earthquake Tracking Task of CEA, No.2020010424.

第一作者简介

常明,硕士生,主要研究方向为数据处理及分析,E-mail:charmingxz@163.com

About the first author

CHANG Ming, postgraduate, majors in data processing and analysis, E-mail:charmingxz@163.com.

文章历史

收稿日期:2019-11-18
利用精密水准数据分析晋冀蒙交界区垂直形变特征
常明1     尹海权1     
1. 中国地震局第一监测中心,天津市耐火路7号,300180
摘要:在水准复测数据分析过程中,针对水准点遭到破坏导致数据连续性不佳、利用率降低等情况,利用相邻年份同名水准点数据求解垂直形变量,以距离、待内插点与观测点所处断层信息进行确权,构建多项式内插模型,对研究区范围内的垂直形变量进行内插,丰富研究区范围内的数据量,提高数据的连续性及利用率。以每个内插值的垂直形变量、形变速率、形变加速率组成的状态向量构建卡尔曼滤波模型,对研究区范围进行滤波,利用滤波结果对1984年以来晋冀蒙交界区的垂直形变特征进行分析,并与前人研究结果进行对比。实验证明本文方法有效,对地震预测的研究有一定的参考意义。
关键词精密水准垂直形变多项式加权内插卡尔曼滤波晋冀蒙地区

1976年唐山大地震发生后, 地震工作者一直关注晋冀蒙交界区地震活动, 并相继开展了多方面的研究工作[1-3]。国内外许多震例表明,在地震孕育发生的过程中会观测到明显的断层形变前兆异常[4]。虽然多种观测手段已应用于垂直形变监测[5-6],但历年的水准复测资料仍有不可替代的学术价值和应用价值[7-9]

目前基于水准复测数据的研究方法是对资料中连续观测点的数据进行处理分析,但随着时间的增加,多种原因导致水准点资料丢失,影响数据的连续性及利用率。鉴于此,本文提出多项式加权内插模型,以距离及断层信息确权,利用相邻复测年份的垂直形变量对研究区数据进行内插,提高水准数据的连续性及利用率,并以内插点的垂直形变量、形变速率及形变加速率构建状态向量,再利用卡尔曼滤波模型进行处理,以对研究区的垂直形变特征进行分析。

1 实验区域水准监测情况

中国地震局第一监测中心1980年对水准路线进行改造后,多次对晋冀蒙地区进行水准复测, 水准数据的复测最短时间间隔为3 a,而每年的监测任务都在3个月内完成。因此,本文利用静态平差的方式,以大同基岩点为基准点,进行复测年份水准网的平差计算。2018年完成晋冀蒙交界区最新一期水准复测工作,包括20条一等水准观测路线,总长度约1 980.7 km。复测路线如图 1所示。

图 1 2018年晋冀蒙地区水准测量网形图 Fig. 1 Shanxi-Hebei-Inner Mongolia area leveling surver net in 2018

为更好地利用2018年的水准复测数据,对研究区内历年的水准复测资料进行平差处理后,选择同名水准点进行统计,如表 1所示。