1 研究背景

GPS连续运行基准站网能实时、高精度、高时空分辨率监测地壳形变的动态变化特征，使得其在监测地壳的中长期运动、大震前可能出现的短期前兆、地震过程中观测点位的瞬时变化、震后地壳的运动特征、断层活动等方面，具有较大的应用前景（杨建文等，2021；鲍海英等，2014）。北京地区近15年累积的GPS基准站观测数据，为研究地震前兆提供了宝贵的基础数据。

2 研究内容

选取北京地区2006年以来19个GPS连续运行基准站数据，重新进行原始观测数据的统一解算，获取ITRF2014下GPS基准站坐标时间序列，利用完善的时变速度模型计算速度场，结合2006年以来首都圈地区M_S≥ 4.0地震以及日本M_W 9.0地震，初步分析北京地区GPS基准站在首都圈地震前兆监测中的应用能力，以促进其在地震监测预报方面发挥作用。北京地区GPS基准台站及首都圈地区M_S≥ 4.0地震分布见图 1。

利用PANDA软件处理GPS数据，主要数据处理策略如下：观测值类型为非差观测值；采用IGS提供的精密星历和精密钟差，仅解算测站位置；截止高度角设为10°；采用绝对天线相位中心改正模型；采用LC观测值消除电离层延迟影响；利用萨斯坦莫宁标准大气模型进行改正，采用分段线性方法每2小时估计1个天顶方向对流层延迟参数，选取的投影函数为GMF模型；其他改正主要包括固体潮、海潮（FES2004）以及极潮改正等。

3 研究结果

文中展示的基准站坐标时间序列图形均为去掉趋势项和季节性信号后的结果，并对地震、天线更换等原因造成的坐标阶跃进行了修正。

限于篇幅，图 2仅给出CEHY和CHPN两个基准站的坐标时间序列结果，图中蓝色圆点代表坐标时间序列，红色竖线代表计算误差值，黄色竖线代表首都圈2006以来M_S 4.0以上地震的发生时刻，绿色竖线代表日本M_W 9.0地震发生时刻。由图 2可知，CEHY站呈现出日本M_W 9.0地震的明显震后效应，表现为相对震前东向运动明显增强，量值约为10 mm，2014年以来已基本恢复。首都圈M_S 4.0+地震对该测站影响并不明显，2020年古冶M_S 5.1地震发生后，东向运动均有减弱趋势；CHPN站的2011年日本大地震震后效应并不显著，首都圈M_S 4.0+地震对该测站影响并不明显，古冶M_S 5.1地震发生后，东向运动有减弱趋势。综合19个基准站坐标时间序列结果分析表明：①首都圈M_S 4.0+地震对本文处理的GPS连续运行基准站影响均不明显；②古冶M_S 5.1地震发生后，共计17个基准站东向运动有减弱趋势，但由于该地震距离目前时间较短，今后需要进一步进行跟踪；③日本M_W 9.0地震对北京地区GPS基准站震后趋势有一定影响，主要表现为东向运动增强趋势，目前该现象均已恢复。

图 3给出了北京地区GPS基准站水平和垂直方向速度场（ITRF2014）。在水平方向上，相对于全球板块，北京地区内GPS基准站统一表现为SE向运动，速度幅值大小相近；在垂直方向上，位于北京平原区的基准站沉降比较严重，其他基准站垂向速度均较小。综上，北京地区地壳整体具有约3 cm/a近SE向运动特征，水平速度场不存在剧烈变化；北京平原区地面沉降较为严重。

4 结束语

本文是北京地区GPS数据在首都圈地震前兆中的初步应用，下一步将开展GPS连续观测数据的短临异常指标提取，以期为首都圈地区地震预测研究提供一个新的辅助手段。