GPS数据的地震前电离层TEC异常研究分析
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第28卷第6期2008年12月大地测量与地球动力学JOURNAL OF GEODESY AND GEODY NAM I CSVol.28No.6 Dec.,2008 文章编号:167125942(2008)0620016206汶川M s8.0地震前电离层TEC异常分析3祝芙英1,2) 吴 云1,2) 林 剑1,2,3) 周义炎1,2) 熊 晶1,2) 杨 剑1,2)1)中国地震局地震研究所,武汉 4300712)地壳运动与地球观测实验室,武汉 4300713)武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉 430079摘 要 基于中国地壳运动观测网络的GPS观测数据,解算得到了汶川M s8.0地震前中国区域上空电离层TEC 分布图。
用两种方法的研究显示,在相同时间和空间电离层TEC存在显著的异常扰动,即震前1~6天(除5月9日电离层TEC出现异常增加外)时间内多次出现显著的TEC异常减少,而且电离层TEC的异常驼峰有向磁赤道漂移的趋势,由于距离发震时刻较近,排除其他因素后认为该异常可能源于汶川M s8.0地震引起的电离层效应。
关键词 GPS;总电子含量(TEC);电离层异常;汶川地震;前兆中图分类号:P228.4 文献标识码:ASTU DY O N I O NO SPHER I C TEC ANOM ALY PR I O R TOW ENCHUAN M s8.0EARTHQUAKEZhu Fuying1,2),W u Yun1,2),L in J ian1,2,3),Zhou Yiyan1,2),Xi ong J ing1,2)and Yang J ian1,2)1)Institute of S eis m ology,CEA,W uhan 4300712)C rustal M ove m ent L abora tory,W uhan 4300713)R ea rch Center of W uhan U niversity,W uhan 430079Abstract An M s8.0earthquake struck W enchuan in Sichuan p r ovince on May12th2008and had resulted in severe da mage.On the basis of the GPS observati on data fr om the reference stati ons of CrustalMove ment Observa2 ti onal Net w ork of China,the continuous31day TEC values over whole China were computed,exa m ined and com2 pared with t w o statistical analysis method,both the results sho wed that the i onos pheric TEC anomaly did exist1-6 days p ri or t o the earthquake in the regi on,the apparent anomal ous reducti on of TEC occurred on most of these days excep t the May9th on which the TEC value anomal ously increase evidently,and it was als o shown that the anoma2 l ous crest of the TEC moved t oward equat or.Seeing the ti m e was cl ose t o the moment when the earthquake oc2 curred,it can be concluded that the existent i onos pheric anomaly is possibly related t o the earthquake after exclu2 ding all the other possible fact ors.Key words:Gl obal Positi oning Syste m(GPS);Total Electr on Content(TEC);i onos pheric anomaly;W enchuan M s8.0earthquake;p recurs or3收稿日期:2008210217基金项目:“863”课题(2007AA12Z169);国家自然科学基金(40774014);地震科学联合基金(106006)作者简介:祝芙英,男,1980年生,硕士,主要从事飞行器精密定轨及应用方面的研究.E-mail:zhufy00@ 第6期祝芙英等:汶川M s 8.0地震前电离层TEC 异常分析1 引言地震预报特别是短临预报仍然处于探索阶段,为了推进地震预报研究,许多科学家不断地探索地震监测预报的新方法,其中地震孕育期电离层扰动以及地震电离层耦合关系的研究成为热点之一[1-9]。
第12期(总第456期) 2016年12月国际地震动态Recent Developments in World SeismologyNo. 12(Serial No. 456)December,2016与地震相关的电离层三频信标C T诊断—实验及初步结果<廖力1)s s赵庶凡2)1)中国地震局地球物理研究所,北京1000812)中国地震局地震预测研究所,北京100036摘要已有研究表明地震发生前会出现电离层电子密度异常。
三频信标探测通过对 电离层进行快速扫描,反演得到电子密度的空间分布,能够更清晰地反映地震电离层异 常特征,目前用于地震观测的三频信标观测刚刚开展。
本研究介绍一种基于三频信标的 电离层反演算法,采用120°E观测链的数据进行电离层层析成像,并与电离层垂测观测 结果进行对比,研究观测链路上低纬和高纬电离层的时变特征。
结果表明,本研究采用 的电离层层析方法获得的F2层电子密度相对于初始输入的I R I模型更接近垂测观测,达到了一定的反演精度,可反映电离层的空间及时间变化特征。
关键词三频信标;电离层层析成像;地震中图分类号:P315. 72+2; 文献标识码:A; doi:10. 3969/j. issn. 0235-4975. 2016. 12. 006引言近年研究发现,地震前和地震期间会出 现电离层参数异常、电离层电子总含量TEC 发生变化、电离层F层扰动等现象。
通过卫 星监测地震危险区的电离层变化,可获得与 地震有关的电离层变化特征,可能发展成为 地震预报的一种有效手段。
已有研究表明,地震发生前会引起电离 层T EC(电离层总电子含量)异常,并能被 G N SS接收机、电离层双频接收机以及三频 信标接收机等多种观测手段探测到。
Calais 和Minster[1]最早采用G P S探测北岭(North-**收稿日期:2016-06-06;采用日期:2016-10-08。
玉树Ms7.1地震前电离层VTEC异常熊晶;周义炎;吴云【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2010(030)005【摘要】利用中国地壳运动观测网络的GNSS连续观测站资料,解算了2010年4月14日玉树Ms7.1地震后,震中附近4个GNSS观测站(LHAS、LUZH、DLHA、WUSH)上空的TEC时间序列数据及中国区TEC二维分布的时间序列数据.从TEC 时间序列图来看,其中LHAS、LUZH、WUSH站在4月1日当地时的下午TEC出现了正扰动;LHAS、LUZH和DLHA站在4月5日当地时的午夜TEC出现了正扰动;TEC的扰动自东向西漂移,其中5日的扰动区域相对较大,几乎横跨整个中国区域上空.【总页数】4页(P24-27)【作者】熊晶;周义炎;吴云【作者单位】中国地震局地震研究所,武汉,430071;地壳运动与地球观测实验室,武汉,430071;中国地震局地震研究所,武汉,430071;地壳运动与地球观测实验室,武汉,430071;武汉大学测绘学院,武汉,430079;中国地震局地震研究所,武汉,430071;地壳运动与地球观测实验室,武汉,430071【正文语种】中文【中图分类】P228.4【相关文献】1.玉树MS7.1地震前电离层异常扰动分析 [J], 姚璐;申旭辉;张学民2.2008年于田Ms7.3和2010年玉树Ms7.1两次地震前中波红外遥感异常研究[J], 郭晓;张元生;魏从信;钟美娇3.玉树Ms7.1地震前地电场异常变化特征分析 [J], 张小涛;陈化然;马新欣;刘晓灿;姚丽;袁亚红4.2010年玉树Ms7.1级地震前热红外异常特征研究 [J], 袁伏全;谢庆和;周海生5.2010年4月14日中国玉树Ms7.1地震前热红外亮温异常 [J],T.Xie;C.L.Kang;W.Y.Ma;贾丽华;郭晓燕;曹凤娟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
GPS数据的地震前电离层TEC异常研究分析
发表时间:2013-01-09T17:00:26.250Z 来源:《建筑学研究前沿》2012年11月Under供稿作者:刘善虎[导读] 带孔玻璃承载性能的计算分析与设计
刘善虎厦门地震勘测研究中心邮编:361021
摘要:地震预测目前是世界上一个亟待解决的科学难题。
我国是世界上地震多发国家之一,加强地震监测能力的研究对提高我国防震能力,维护人民生命财产安全具有重要的意义。
由于地震发生前电磁场效应现象比较明显,本文基于GPS观测数据,对地震电离层(TEC)的异常变化情况进行研究分析。
关键字:GPS;TEC;异常;地震
一、前言
地震预测目前是世界上一个亟待解决的科学难题。
由于地震形成于地下较深处的复杂地质环境下,人们对地震的形成机理缺乏足够的认识,因此,地震预测水平的提高面临着巨大的挑战。
我国是世界上地震多发国家之一,形势的严峻性使得我国需要加强地震监测能力的研究,使用新的观测技术以弥补目前地震观测过程中的不足。
这对提高我国防震能力,维护人民生命财产安全具有重要的意义。
近几年来,科学家们发现地震发生前电磁场效应现象比较明显,说明地震过程并不只是地球岩石圈的单一运动,也能够透过电磁场效应反映到大气层、电离层上。
根据这一机理,本文基于GPS观测数据,对地震电离层(TEC)的异常变化情况进行研究分析。
二、GPS监测技术简介
(一)GPS
全球定位系统(GPS)是一种应用非常普遍的全球定位测量系统,该系统主要包括三部分:空间星座部分、地面监控部分和用户设备。
GPS是基于GPS信号进行定位测量的,GPS卫星信号主要包括三种分量,即载波、测距码以及数据码,这些信号都是基于一个基本频率的控制产生的。
目前在GPS定位观测技术中,被广泛采用的观测量主要包括码相位观测量与载波相位观测量两种。
(二)应用GPS反演TEC
电离层作为一种弥散介质能够对电磁波的传播产生影响,如果所有自由电子的含量都在同一个单层面上进行表示,就可以应用电离层对电磁波的折射效应和GPS测量数据对信号传播路径上的电子含量(TEC)进行反演,这样就能够对电离层的电子浓度变化进行监测。
GPS 反演TEC主要包括数据读取和TEC解算两部分,具体的实现流程如下图所示:
图1 GPS数据计算TEC实现流程
三、TEC异常研究分析
(一)TEC异常检测方法
常用的TEC异常检测方法包括如下两种:
1、包络线法
包络线主要是指TEC时间序列曲线上异常判断的上峰值点与下峰值点之间连接的两条曲线,它代表的数值是TEC时间序列的异常检验阈值,通常取标准偏差的k倍(k为自然数)。
具体实施过程中,首先要对滑动窗口的长度进行指定,通常选择21天。
然后通过滑动窗口就能够对当天和10天的值进行计算,并进行滑动平均。
具体公式如下所示:
其中,t为时间,i表示超过滑动窗口限度的天数,k表示标准偏差倍数。
2、互相关分析法
互相关分析法是基于孕震区产生的。
在大地震发生之前,以地震为圆心的大面积区域内中等地震的发生率会显著增加,孕震区的半径和震级之间存在经验关系式:。
而在孕震区周围范围内,太阳和地磁的活动与TEC的变化具有一定的相关性,而地震会对这种相关性产生
影响,造成不同站点的相关系数变化。
每天两个测站间的TEC相关变化系数公式为:
的分布进行计算,计算公式如下:。