大地测量学动态稿

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1、现代大地测量学ModernGeodesy课程编号：61204YS081601J06课程属性：专业基础课学时/学分：60/3预修课程：高等数学、普通物理第六章动态大地测量6.1地壳运动监测；6.2全球板块运动；6.3重力场变化监测；6.4大地测量反演原理方法6.1地壳运动监测；6.1.1地壳运动主要形式：(地球潮)固体潮位移应变重力固体潮潮汐因子：Love数，Shida数极潮海水负荷板块运动与区域构造运动，其他运动假定地球为弹性体，利用弹性体变形理论可以得到地球潮（位移和应变）、重力固体潮、极潮和海水负荷的解析表达式或实用计算系数。但理论值与实际值有一定差别。6.1.2主要形

2、变量：位移，水平位移，垂直位移，基线边长及其分量，大地线长度，欧拉运动，应变，地倾斜，断层运动（包括，倾滑断层运动，走滑断层运动）等。6.1.3相似变换与位移场计算位移场基准与位移分析7基准位移的参照无基准解，是GPS数据处理的最主要的中间结果，用于最后求得全球框架或区域框架解，特点:最能反映地面点之间的几何关系，得到最接近实际的站点构成的几何图形，但图形的空间定位、定向无序，可有任意的平移、旋转甚至缩放。一般不可用于获取位移场。有基准解，一般在无基准解的基础上求得，主要有全球框架解和区域框架解。特点：空间定位、定向有序。1全球框架解：通过相似变换，由无基准解得到的一种（自

3、由网）解，其中一组框架站的各坐标分量有已知的线性速率，且各框架站各坐标分量的时间序列最接近线性变化。框架站越多越好，空间分布越广越好。2区域框架解：通过相似变换，由无基准解或全球框架解得到的一种（自由网）解，其中一组框架站的各坐标分量有很小的线性速率，甚至速率为0，且各站各分量的时间序列的最接近线性变化，且速率越小越好。框架站越多越好，空间分布越广越好。有利于解释区域地壳运动,便于区域大地测量的应用。全球框架解和区域框架解中框架站的速率由以往的计算结果求得。块体运动与相互作用6.1.4应变计算与应变场分析平面上的应变计算7剪应变:旋转量:主应变,第1剪应变为:第2剪应变为:

4、γ1表示，N45°E方向上的左旋剪切或N45°W方向上的右旋剪切，南北挤压与东西张；γ2表示，南北方向上的左旋剪切或东西方向上的右旋剪切，NW挤压与NE张。最大剪应变为:面膨胀为:7主应变轴方向椭球面上大地坐标系中的应变计算（详细见GNSS数据处理部分）应变计算中的问题：方法应变计算精度与图形、边长和观测误差的关系应变的统计分析6.2全球板块运动板块运动的表示方法欧拉定理欧拉运动欧拉向量欧拉旋转欧拉旋转极6.3重力场变化监测7卫星重力测量GRACE卫星观测主要结果大河流域的储水量变化全球变暖的影响：冰川消融2004年12月26日印尼SumatraM9.3级地震同震变化滤波方

5、法：高斯滤波及其他滤波方法常用地面质量密度变化Δσ表示重力场的时间变化[Wahretal.,1998]。其表达式为：式中RE为地球半径，为余纬度和经度（文章中无ρ的说明）为Stokes系数的变化为连带Legendre函数地球平均密度kl为阶数为l的Love数是高斯平滑函数，为r的函数。6.4大地测量反演原理和方法形变场监测：地面观测与空间观测技术重力场变化监测：大地测量正演大地测量反演原理和方法6.4.1反演的观测量：各种形变量，包括位移、应变、重力场变化等6.4.2反演的模型：全球板块构造中国大陆主要块体几种简单的地壳运动模型位移：平移、旋转7应变：（最大）剪应变与地震关

6、系最直接断层运动与震源机制张裂断层倾滑断层正断层逆断层走滑断层左旋走滑断层右旋走滑断层刃型位错---倾滑螺型位错---走滑水平位移在平行与垂直于断层方向的投影断层几何地震的弹性回跳模型地壳运动的复杂性：结构复杂、介质性状多变多种较复杂的地壳运动模型主要模型位错模型有限元模型DDA(非连续形变分析)6.4.3反演的数学方法—最优化方法最小二乘法,非线性最小二乘法其他最优化方法模型参数显著性检验6.4.4反演中的问题利用位移反演的特殊问题—如何处理不同基准下的解用平面作地表面时应注意高斯投影带宽度是否适当第七章大地测量在社会发展和地球科学中的作用7在经济和国防中的重要作用；在减

7、灾和防灾中的作用；在当代地球科学研究中的作用四、教材或参考书撰写人：顾国华2009年9月7