基于GNSS基线变化的区域构造运动与应变特征提取

摘要

鉴于地壳形变具有高空间相关性的特点,以全球卫星导航系统(GNSS)观测网作为一个形变单元,基于三维无约束平差后的高精度基线向量,利用GNSS观测网络所有测站相互关联的基线向量方向与长度的变化主成分,来综合反映GNSS网形的变化,利用网形的变化提取区域高空间相关的构造形变信息,并提出利用高精度基线解算区域应变时间序列的方法。以日本境内长时间观测的国际GNSS服务(IGS)网络为例,解算了近13 a的基线时间序列,获取了2011年日本Mw9.0地震前后近、远场区域形变的时变特征,发现了近年来的多次强震,在震前数月的时间内均出现不同程度的非趋势性偏离,即稳定闭锁和反向加速的弧形转折变化特征,可能存在着应变的积累、释放与调整,与室内岩石破裂实验过程相吻合。同时,利用高精度的基线向量分别解算了近、远场区域应变动态变化时间序列,结果表明,多次强震前,均出现了不同程度的剪应变加速变化和面应变的释放-调整阶段,为区域地震危险性的判定提供了一条重要线索。