文|游新兆 王阅兵
中国地震台网中心
二、北斗系统地震行业应用进展
映山红的歌词1.地壳运动观测应用
（1）中国地壳运动观测网络
经典高智商电影抗日电视剧大全集最新>魏晨韩国中国大陆构造活动强烈，活动断裂分布广泛，特别是青藏高原及其周缘、新疆天山地区，而强震主要发生在活动断裂带上。为监测中国大陆现今地壳运动状态服务于地震预测预报，自1988年开始的10年间，中国地震局先后在川滇、河西走廊、青藏高原、新疆天山、华北、福建东南沿海等地区开展GPS区域性形变监测，建设流动观测站约300个，为大范围地壳运动观测研究奠定了技术基础。1997年，中国地震局牵头，联合总参测绘导航局、中国科学院、国家测绘地理信息四部门实施建设了国家重大科学工程“中
国地壳运动观测网络”（简称网络工程）；2007年，中国气象局和教育部加入，六部门联合在网络工程的基础上实施建设了国家科技基础设施“中国大陆构造环境监测网络”（简称陆态网络），以全GNSS 观测技术为主，建成了260个连续观测基准站和2056个定期观测区域站构成的观测网络，基本实现了对我国二级构造块体的整体运动状态的动态观测。网络工程和陆态网络在很大程度上促进了我国GNSS观测技术的应用发展，在地震预测预报与地球科学研究中发挥了重要作用，同时在大地测量、气象预报和国防建设等领域得到高效应用。
随着北斗系统的应用，中国地震局作为北斗地基增强系统联合建设部门，承担了北斗地基增强系统50个框架网基准站和63个区域基准站建设，许多基准站与陆态网络基准站并址建设，这即是对陆态网络极好的补充，也是陆态网络作为国家重大科技基础设施的应用拓展。地震行业一直在根据地震监测需求推进加密基准站建设，目前日常运行的基准站近500多个。自2015年，新建基准站以及已有基准站设备更新均采用BDS/GNSS接收机，兼容北斗系统观测的基准站超300个，尚未更新的基准站已规划近期全面更新为BDS-3/GNSS接收机。躲春可以睡觉吗
（2）北斗高精度地壳运动观测实验
2012年底，北斗系统向亚太地区正式提供服务。为加快推进北斗系统在地壳运动监测领域的应用，地震系统随即开展北斗系统高精度实验观测，主要目的是检测北斗系统大范围地壳运动监测能力，同时
测试国产接收机长期连续观测能力。2013年2月，从陆态网络基准站中选取了山东荣成、宁夏盐池、河北唐山、云南下关和河南郑州5个基准站，站间距离400～2400km，架设观测北斗（BDS-2）与GPS信号的国产接收机与原有陆态网络基准站开展并址实验观测。采用武汉大学卫星导航定位技术研究中心研发PANDA软件中的PPP模块，分别处理BDS和GPS观测数据。
前期3年观测结果表明，BDS在水平向的定位精度约为8.5mm，垂向定位精度约为20mm；GPS在水平向的定位精度优于5mm，垂向定位精度约为7mm，单点定位精度BDS-2相比GPS精度略低。而从基线结果对比看，如荣成BDRC—唐山BDTS基线（457km），尽管BDS单日解的离散度偏大，但长期观测的基线长度及其变化率一致，均以1.8mm/a的速率缩短（图1），分析认为BDS精度相对较低的原因主要是前期BDS-2可用的MEO和IGSO卫星较少，再就是采用的BDS 精密轨道精度相比GPS有差距，而单点解的精度又依赖卫星轨道精度，速度场垂向误差可能主要是框架尺度因子波动所带来的误差。此外，数据处理时还纳入陆态网络山东荣成、山西太原、四川筠连和湖北武汉等基准站的数据，这些站采用的是国外产接收机（模块更新后能接收BDS-2和GPS信号）。通过比较，不同接收机之间的差异性不大，BDS与GPS计算的基线水平速度场未见系统性差异（表1），而垂向速度场有较大差异。2016年之前的实验观测表明BDS-2已具备高精度观测能力，2017年随着北斗地基增强系统的建设应用，地震系统将北斗系统纳入日常观测，并着
402022年第5期卫星应用
（a）BDS基线时间序列结果
图1 荣成BDRC与唐山BDTS基线时间序列
（b）GPS基线时间序列结果
表1 BDS与GPS在ITRF08框架下速度场 BDSN BDSE BDSU GPS N GPS E 31.1-7.414.131.7-8.4
27.6-14.116.629.5-13.7
28.5-10.512.430.0-10.7 31.8-11.4-8.733.6-8.6 28.9-11.09.229.3-10.5 37.4-7.412.234.8-6.3 31.4-11.39.732.7-10.3
（3）北斗高精度数据处理
地壳运动观测数据解算力求达到最高精度，注站间相对位置和观测精度。目前采缺陷；而Bernese软件尚未提供支持北斗系统观测数据解算的版本。基于Linux平台对软件进行二次开发，实现了两个软件基于双差定位解算北
2022年第5（a）BDS 基线时间序列结果 （a）原始图2 CHZH 站BDS 与GPS 坐标时间序列
图3 CUSV 站BDS-3计算的测站坐标时间序列
（b）GPS 基线时间序列结果
（b）去趋势
2020年北斗系统完成全球组网后，地震系基准站逐步升级为北斗三号（BDS-3）/接收机观测，目前已完成150站的设备更新。数据处理分析方面做了进一步深入分析工BDS 全球参考框架参数、卫星天线相位中心模型等。因BDS-3设备更新时间不长，我们选取了分布全球40个IGS 站（BDS-3/GNSS）观测数据进行分析，NEU 三方向的精度（RMS）分别
为3.8mm、3.7mm 和9.0mm。MEO 卫星已实现全球覆盖，BDS 观测精度已有明显提升。从站BDS-3计算的测站坐标时间序列（图看到在NEU 水平与垂直向上均能检测出季节性周期信号，实现了BDS 高频观测数据的高效处理。例如，2021年5月22日玛多Ms7.4地震后，我们给出了附近基准站BDS-3（1Hz）获取到高精度地震高频震动图（图4）。
（a）东西向
图4 BDS-3获取的2021年5月22日玛多Ms7.4地震高频位移图
（b）南北向
目前，地震系统已实现采用GAMIT/GLOBK日常自动处理BDS-2和BDS-3观测数据。
（4）北斗高频数据处理与地震预警应用实验
高频GNSS观测可以克服强震动区域地震计记录饱和的局限，有效增加了强地面运动的动态范围和观测频率带宽。实现地震预警应用的关键是大规BDS高频观测数据的快速处理技术，以及地震触发后计算同震位移和地震瞬时波形，进行地震定位、震源机制解和地震破裂过程反演。通过实验目前已基本能够实现对高频BDS位移时间序列的实时数据流处理，用以往的震时数据模拟计算，可在地震波经过后自动提取永久同震位移，实现无需先验信息和人工干预的条件下自动反演震源参数并估算矩震级，全部计算能在5分钟内完成。由于实时应用没有精密星历，一般应用超快速精密星历，实时解算整周模糊度有可能出现误差，需要进一步提高快速计算中的观测精度。
2.北斗通信大震应急管理与服务示范系统
北斗系统拥有短报文通信功能，为在无地面通信信号情况下的通信和指挥调度提供了有力支撑。大震发生后，震区地面通信系统有可能遭到严重破坏，为实现利用北斗系统高效救援，在北斗地基增强系统项目支持下，构建了北斗通信大震应急管理与服务示范系统。基本流程是利用北斗短报文通信功能，前方通过北斗手持终端，将带有位置和时间的灾情信息上报到指挥端，后方应急指挥中心服务器上部署BDS大震应急管理与服务系统，自动接收前方上报信息，并根据汇集的现场灾情信息以及系统
数据库信息统计评估，给出灾情综合信息，指挥中心研判后通过应急指挥平台给前方救援人员发送调度指令。利用北斗短报文通信实现高效应急管理与服务的关键是建立信息数据库，包括灾区基础数据、应急人员、应急救援装备等信息，并能及时更新。示范系统包括灾情信息采集系统、灾情信息数据库、应急指挥平台，应用GIS技术将灾情信息整合到电子地图上（图5），通过在云南的测试实验，基本实现了利用北斗短报文快速应急指挥调度。BDS-3短报文通信容量提升，可显著增大指挥调度信息量。
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泰国女星min2022年第5
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