大地震同震影響的位錯理論模型分析

知識 07-18

大地震同震影響的位錯理論模型分析

摘要：位錯理論對於應用大地測量以及地球物理信息研究震源機制，進行地震預報、斷層反演以及火山活動等研究都有一定的重要性。針對地震對框架的影響，該文通過使用ＯＫＡＤＡ模型對３個等級的地震斷層破裂面進行了模擬，分析了在理想數據下地震對框架的影響範圍，這樣有助於地震後各方面的應急恢復；同時運用ＯＫＡＤＡ模型對２０１１年日本宮城Ｍｗ９．０級地震數據進行了計算分析，得出我國距離日本較近的東北地區的框架點受到一些影響，但不會對區域的地震活動產生大的影響。

大地坐標框架是國家經濟建設和國防建設的基礎，它在測繪、導航及民用等方面的用途都非常廣泛。地震對不同區域的框架會產生不同程度破壞，有些框架點會產生米級、厘米級、毫米級的變化，如２０１１年日本宮城地震，使得日本本土的水平位移達到了５～６ｍ；而對於我國東北和華北地區的影響最高只有３５ｍｍ。因此，高精度的參考框架必須考慮大地震的影響。

目前，ＩＴＲＦ２００８是國際公認的應用最廣泛、精度最高的地心坐標參考框架，它是基於１０７個全球分布的連續運行ＧＰＳ基準站、２７個甚長基線干涉測量（ｖｅｒｙｌｏｎｇｂａｓｅｌｉｎｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，ＶＬＢＩ）站、１５個衛星激光測距（ｓａｔｅｌｌｉｔｅｌａｓｅｒｒａｎｇｉｎｇ，ＳＬＲ）站和１２個ＤＯＲＩＳ（ｄｏｐｐｌｅｒｏｒｂｉｔｏｇｒａｐｈｙａｎｄｒａｄｉｏｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｂｙｓａｔｅｌｌｉｔｅ）站建立和維持的。

我國現在廣泛使用的是ＣＧＣＳ２０００坐標系統。

２０００國家大地坐標系的實現分３個層次：第一層次為ＣＧＣＳ２０００連續運行ＧＰＳ網，主要由２７個中國地殼運動ＧＰＳ觀測網路工程連續運行基準站網組成；第二層次為２０００國家大地控制網，包括全國ＧＰＳ一、二級網，國家ＧＰＳＡ、Ｂ網，地殼運動檢測網和地殼運動觀測網路工程網，共２５００多點；第三層次為全國天文大地控制網，約有５００００點。對於第一層次的連續運行ＧＰＳ基準站，由於大地震前、後都有觀測數據，通過數據處理可以確定大地震對其的影響；而對於第二層次和第三層次的站點，大多都只有一期觀測，其周邊發生地震後，無法確定這些站點的坐標變化，這些影響則會演變成誤差，從而影響ＣＧＣＳ２０００的精度。近年我國地震頻繁，自２００１年以來超過７級以上的地震就有８次之多，這些地震對其周邊框架站點造成的影響是一個值得研究的問題。此外，大地震發生後快速建立和恢復災區應急三維空間、平面基準是災區重建的迫切需求。因此，本文分析了不同等級地震對周圍框架點的影響範圍，同時運用ＯＫＡＤＡ模型對２０１１年日本宮城Ｍｗ９．０級地震數據進行了計算分析。

通過本文的模擬結果可以得出以下結論：

１）Ｍｗ７．０級地震可引起距離震中１５０ｋｍ範圍內厘米級同震位址變化，因此對於要求毫米級框架的用戶，需要恢復震中１５０ｋｍ以內的框架站。對於要求厘米級框架的用戶，需要恢復震中１００ｋｍ以內的框架站。

２）Ｍｗ７．５級地震可引起距離震中３２０ｋｍ範圍內厘米級同震位址變化，因此對於要求毫米級框架的用戶，需要恢復震中３２０ｋｍ以內的框架站。對於要求厘米級框架的用戶，需要恢復震中１８０ｋｍ以內的框架站。

３）Ｍｗ８．０級地震可引起距離震中５５０ｋｍ範圍內厘米級同震位址變化，因此對於要求毫米級框架的用戶，需要恢復震中５５０ｋｍ以內的框架站。對於要求厘米級框架的用戶，需要恢復震中３００ｋｍ以內的框架站。

４）利用ＯＫＡＤＡ模型計算了日本宮城地震，結果顯示此次地震使我國東北和華北地區的框架點在水平位移上有毫米級的變化，總體上來說，對我國的區域框架點沒有太大影響。地震是地殼運動引起的地球表層的快速震動，是釋放能量的過程。地球上每天都要發生很多次的地震，有的地震太小人們幾乎感覺不到，而有的大一些的地震則造成地動山搖、房屋毀壞，給人類造成不可磨滅的傷害。國際上現在對地震的研究非常重視，研究領域也相對較廣。本文探討了地震對周圍框架點的影響範圍，以期為大地震發生後框架點的恢復及重建提供參考。

引用格式：陳瓊，施坤，王凡，等．大地震同震影響的位錯理論模型分析［Ｊ］．測繪科學，２０１６，４１（６）：５９-６３，９１．

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