汶川地震前后四川盆地CORS站運(yùn)動(dòng)特性分析

李 萌，黃丁發(fā)，嚴(yán) 麗，廖 華，馮 威，袁林果

1．西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 610031；2．四川省地震局減災(zāi)救助研究所，四川 成都 610041

汶川地震前后四川盆地CORS站運(yùn)動(dòng)特性分析

李 萌1，黃丁發(fā)1，嚴(yán) 麗1，廖 華2，馮 威1，袁林果1

1．西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 610031；2．四川省地震局減災(zāi)救助研究所，四川 成都 610041

為探討四川盆地在汶川地震前后地殼運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)2006年3月至2012年9月四川12個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站（continuously operating reference stations，CORS）6年多的觀測(cè)資料進(jìn)行了詳細(xì)的處理和分析。通過(guò)比較震前震后CORS站運(yùn)動(dòng)的相似性和差異性發(fā)現(xiàn)：由于震后形變的影響，震后第一主成分（principle component first，PC1）的貢獻(xiàn)率下降20%～40%；震后多站的速度場(chǎng)發(fā)生了明顯的變化，突出表現(xiàn)在PIXI、CHDU、MYAN等站，YAAN、QLAI站處于閉鎖狀態(tài)；盆地垂直分量的周年振幅在震前一年偏大，震后逐年減小。以上發(fā)現(xiàn)表明汶川地震可能改變了四川盆地原有的運(yùn)動(dòng)特性。

汶川地震；CORS；震后形變；閉鎖

1 引 言

自21世紀(jì)以來(lái)，全球發(fā)生的強(qiáng)震（Mw＞7．5）共有78次，強(qiáng)震對(duì)地殼形變的影響非常深遠(yuǎn)［1］。利用GPS對(duì)地觀測(cè)技術(shù)分析強(qiáng)震地殼形變，在時(shí)空上具有其他大地測(cè)量技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，在遠(yuǎn)場(chǎng)同震位移的觀測(cè)中，精度可達(dá)毫米級(jí)［2］，在測(cè)站速度場(chǎng)的估計(jì)中，能達(dá)到0．3 mm／a的精度［3］。另外，利用連續(xù)的GPS時(shí)間序列，還可判斷區(qū)域內(nèi)站點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征及噪聲特性［4－7］。

2008年的汶川地震屬于罕見(jiàn)的大陸型高角度逆沖強(qiáng)震［8］，在震后的地殼形變研究中，由于毗鄰于西側(cè)的巴顏喀拉塊體較四川盆地運(yùn)動(dòng)活躍，一般會(huì)把四川盆地作為剛性基準(zhǔn)，研究龍門(mén)山斷裂帶的運(yùn)動(dòng)形態(tài)［9］，但對(duì)四川盆地在震前震后地殼形變的研究卻相對(duì)偏少。有研究認(rèn)為，川西地區(qū)活躍的地殼垂直隆升運(yùn)動(dòng)不僅僅是受青藏高原區(qū)域中下地殼的低黏滯性“管流”層的影響，還因?yàn)閯傂运拇ㄅ璧氐淖钃踝饔茫?0］；也有研究指出，地震能量的釋放大部分在震前［11－13］。因此，剛性四川盆地在震前和震后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及位于其地表CORS站的運(yùn)動(dòng)特性是一個(gè)值得探索的課題。

本文對(duì)分布在四川盆地內(nèi)的CORS站運(yùn)動(dòng)特性的深入分析，不僅能較好地反映地塊的運(yùn)動(dòng)特性，還能定量地探討四川盆地內(nèi)多種地球物理現(xiàn)象對(duì)CORS站的影響。另外，通過(guò)對(duì)震前震后四川盆地CORS站序列的對(duì)比研究，可發(fā)現(xiàn)震前震后CORS站運(yùn)動(dòng)特征的變化，從而進(jìn)一步深入探討地震對(duì)四川盆地可能產(chǎn)生的影響。

2 CORS站坐標(biāo)序列解算與預(yù)處理

本文采用的GPS觀測(cè)資料來(lái)源于四川省CORS網(wǎng)，12個(gè)CORS站的分布如圖1。通過(guò)對(duì)以天為單位，汶川地震前后6年多的觀測(cè)數(shù)據(jù)的解算，不僅能發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)變化，還可通過(guò)較均勻站點(diǎn)的分布反映四川盆地的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

圖1 四川CORS測(cè)站分布圖Fig．1 The geography location of CORS sites of Sichuan province

利用上述CORS測(cè)站連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)與周邊IGS測(cè)站（BJFS、KUNM、LHAZ、SHAO、WUHN）一起通過(guò)GAMIT形成單天解，再通過(guò)GLOBK與全球GPS數(shù)據(jù)處理的單天解融合并確定參考框架，得到ITRF 2005框架下的坐標(biāo)［14］。為獲得信噪比和精度更佳的坐標(biāo)時(shí)序，本文采用QOCA軟件計(jì)算并改正了地表質(zhì)量負(fù)荷對(duì)測(cè)站的影響［15－16］，圖2為CHDU站不同的坐標(biāo)分量受地表質(zhì)量負(fù)荷影響的時(shí)序圖。

圖2 CHDU站受地表質(zhì)量負(fù)荷影響時(shí)序圖Fig．2 The deformation time series of CHDU caused by surface mass loading

地表質(zhì)量負(fù)荷對(duì)所有CORS站水平方向速率的影響不足0．2 mm／a，對(duì)垂直方向的影響小于0．3 mm／a，因此可忽略其對(duì)測(cè)站速率的影響。改正前后對(duì)水平分量基本無(wú)影響，因此暫不討論其對(duì)水平方向振幅的影響。分析中，選取的噪聲模型為白噪聲＋閃爍噪聲，表1為U分量坐標(biāo)序列振幅的改正統(tǒng)計(jì)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：地表質(zhì)量負(fù)荷改正前后，CORS站U分量振幅的年周期項(xiàng)平均減小了2．34 mm，減小的幅度達(dá)到了40．9%，半年周期項(xiàng)改變較小，與文獻(xiàn)［17］的研究結(jié)果基本上一致。值得注意的是，改正后坐標(biāo)序列的精度也相應(yīng)提高了8%～9%。

表1 地表質(zhì)量負(fù)荷改正前后高程U分量周年和半周年信號(hào)振幅對(duì)比Tab．1 The comparison of the annual and semi－annual amplitudes in the up direction before and after surface mass loading correction mm

改正后，分別對(duì)坐標(biāo)序列進(jìn)行了線性項(xiàng)和階躍項(xiàng)改正，并采用了移動(dòng)平均法濾波。其中，對(duì)階躍項(xiàng)的改正包括汶川地震引起的同震形變。值得注意的是，地震發(fā)生后，除YAAN、QLAI測(cè)站的同震位移方向?yàn)槲髂?，其他CORS站的同震位移方向均指向西北，其中，PIXI、MYAN、CHDU 3個(gè)CORS測(cè)站形變最大。筆者利用震前震后7 d的平均值之差作為其永久性形變，統(tǒng)計(jì)情況如表2。

表2 四川CORS站由地震引起的永久性形變Tab．2 The offsets of CORS sites caused by the earthquake mm

以CHDU站N方向?yàn)槔?，處理流程如圖3所示，主要包括：①扣除地表質(zhì)量負(fù)荷影響；②粗差剔除、階躍項(xiàng)、線性項(xiàng)改正；③濾波。圖4為處理后的12個(gè)CORS站的坐標(biāo)序列圖。

圖3 CHDU站N方向處理流程Fig．3 The processing procedure of CHDU in the north direction

圖4 CORS站預(yù)處理后坐標(biāo)序列Fig．4 Position time series of CORS stations after processing

3 站點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的相似性分析

通過(guò)主成分分析（principle component analysis，PCA）方法分析各CORS運(yùn)動(dòng)相似性，并利用KLE（Karhunen－Loeve estimation）方法進(jìn)行檢驗(yàn)，可獲得較高精度的主成分值和空間響應(yīng)，并能夠抑制本地較大噪聲的影響［18－19］。對(duì)盆地12個(gè)CORS站震前、震后的時(shí)序分析發(fā)現(xiàn)：震前，PCA前3個(gè)主成分在N、E、U方向所占貢獻(xiàn)率分別為：83．01%、4．86%、4．16%；70．69%、10．69%、5．31%；88．02%、2．93%、1．91%，KLE結(jié)果為83．22%、4．68%、4．16%；70．00%、11．19%、 5．04%；88．09%、2．91%、1．87%；震后，N、E、U 3方向中PCA前3個(gè)主成分下降至64．20%、15．10%、7．05%；39．46%、34．20%、9．48%；48．18%、18．82%、13．09%，KLE結(jié)果下降至64．80%、12．37%、7．26%；44．70%、28．15%、9．83%；48．80%、16．14%、11．59%。震后，第一主成分貢獻(xiàn)率顯著降低了20%～40%。

圖5給出了震前、震后北、東、高3個(gè)方向前3個(gè)主成分空間響應(yīng)，可看出震前四川CORS站第一主成分在3個(gè)分量上具有較一致的空間分布模式，但在震后，空間分布的一致性明顯下降。

圖5 震前（左）震后（右）前3個(gè)主成分空間響應(yīng)Fig．5 Spatial response of the first three leading PC components before（left）and after（right）the earthquake

通常前n個(gè)主分量的累積貢獻(xiàn)率大于85%，可認(rèn)為前n個(gè)主成分綜合了變量中的大部分信息［20］。筆者將前3個(gè)主成分之和作為區(qū)域網(wǎng)的“共模誤差”，剩下的作為本地噪聲影響來(lái)對(duì)待。共模誤差由多種因素引起，大致可分為兩類(lèi)，第一類(lèi)為GPS本身固有的誤差，如太陽(yáng)光壓攝動(dòng)、GPS配置的周年效應(yīng)、參考框架的影響等［21－22］；另一類(lèi)為多種地球物理因素的影響所構(gòu)成，如地下水升降、高階電離層擾動(dòng)、地表質(zhì)量負(fù)荷的影響、地球擴(kuò)張與收縮振蕩的影響［23］、觀測(cè)墩的不穩(wěn)定性等。

圖6為共模誤差序列圖，實(shí)線為諧波擬合的結(jié)果，對(duì)應(yīng)的Lomb－Scargle頻譜如圖7所示。由圖可看出，3個(gè)分量上均具有明顯的周年信號(hào)，半年周期信號(hào)較周年信號(hào)偏弱。

圖6 共模誤差序列圖Fig．6 Common mode errors series

圖7 共模誤差頻譜圖Fig．7 Spectra of the common mode errors

濾除共模誤差的數(shù)據(jù)，雖然能凸顯出測(cè)站本身運(yùn)動(dòng)的不一致性，可優(yōu)化精度和離散度；但由于震前震后的共模性并不一致，扣除共模誤差后并不利于具體測(cè)站垂直方向震前震后振幅項(xiàng)的對(duì)比分析。因此，在對(duì)后文的差異性分析中，筆者仍采用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。

4 站點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特征建模與震前震后差異性分析

中國(guó)地震局的研究指出，汶川地震周邊的龍門(mén)山斷裂帶具有很低的粘性系數(shù)，弛豫時(shí)間常數(shù)為8 d，95%的置信區(qū)間為15 d。震后形變隨時(shí)間衰減，衰減過(guò)程可用對(duì)數(shù)函數(shù)表示A loge［1＋（ti－Tgj）／τj］，而較穩(wěn)固四川盆地內(nèi)站點(diǎn)，距離震源最近的PIXI站也相隔有50 km以上。通過(guò)對(duì)所有站震后10 d～15 d的數(shù)據(jù)擬合發(fā)現(xiàn)，不存在有震后衰減的運(yùn)動(dòng)特征。因此，在此處忽略了震后的衰減過(guò)程對(duì)坐標(biāo)序列的影響。

從汶川地震開(kāi)始，截至2012年10月，發(fā)生在四川區(qū)域內(nèi)震級(jí)大于5級(jí)的余震共有86次，其中大于6級(jí)的占4次。然而，通過(guò)比較包含有余震發(fā)生的單日解與前后5 d數(shù)據(jù)解算的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)余震對(duì)CORS站點(diǎn)的位移基本上無(wú)影響，可能由于站點(diǎn)距離震源遠(yuǎn)，余震引起的為彈性形變，以天為單位的數(shù)據(jù)平差消除了其影響。

忽略震后衰減和余震的影響，筆者采用了以下的參數(shù)模型進(jìn)行分析

式中，ti（i＝1，2，…，N），為以年為單位的時(shí)間；a為序列的初始值；v為速度；Δv為地震引起的速率變化量；H為階梯函數(shù)（heaviside step function）；Tf為地震發(fā)生的時(shí)刻；Ai、φi和θi分別為周期項(xiàng)振幅、頻率和相位；εi為噪聲。

利用極大似然估計(jì)法，先后采用了以下6種噪聲模型［24－27］：白噪聲＋閃爍噪聲（WN＋FN）；白噪聲＋功率譜噪聲（WN＋PL）；可變白噪聲＋閃爍噪聲（VW＋FN）；白噪聲＋隨機(jī)游走噪聲（WN＋RWN）；白噪聲＋閃爍噪聲＋隨機(jī)游走噪聲（WN＋FN＋RWN）；白噪聲＋一階馬爾可夫噪聲（WN＋FOGM）進(jìn)行分析。利用VW＋FN解算的極大似然估計(jì)（maximum likelihood estimation，MLE）值最大，意味著其為最優(yōu)噪聲模型，但精度偏差，且可變白噪聲對(duì)振幅的影響也未知；利用WN＋PL解算精度雖為最佳，但冪律噪聲偏大，譜指數(shù)的變化對(duì)振幅的解算結(jié)果也有一定影響；WN＋FN為除VW＋FN之外的最優(yōu)噪聲模型，占總體的84%，且譜指數(shù)大小固定，故選取了WN＋FN作為CORS站坐標(biāo)時(shí)序噪聲模型。

4．1 測(cè)站速度場(chǎng)變化

基于ITRF2005全球參考框架，采用WN＋FN噪聲模型對(duì)四川CORS站震前震后速度場(chǎng)的估算見(jiàn)圖8和表3，震后與震前速度場(chǎng)之差如圖9。震后較震前對(duì)比，多個(gè)測(cè)站的運(yùn)動(dòng)形態(tài)并不一致，突出表現(xiàn)在PIXI、CHDU、MYAN等站，CHDU、MYAN兩站的速度場(chǎng)均指向西方，PIXI站指向龍門(mén)山斷裂帶中斷，其同震位移最大，可發(fā)現(xiàn)PIXI站受震后形變的影響也是最大的；位于西南處的QLAI、YAAN、LESH和盆地中部的JYAN、NEIJ測(cè)站速率基本上沒(méi)多大變化，RENS、ZHJI站由于海拔偏高，距離龍泉山斷裂帶較近，因此震后的運(yùn)動(dòng)形態(tài)偏一致，均指向西北方，YBIN、LUZH兩站距離震源較遠(yuǎn)，但運(yùn)動(dòng)形態(tài)也受到了不同程度的影響，這可能與兩站靠近川滇板塊，受川滇板塊運(yùn)動(dòng)的影響有關(guān)。

表3 基于WN＋FN，ITRF2005框架CORS站速度場(chǎng)變化值及精度Tab．3 The velocities ant their uncertainties of CORS sites based on the WN＋FN model，ITRF2005 mm／a

4．2 振幅及周期項(xiàng)變化

站點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期項(xiàng)主要包含年周期和半年周期，而周期項(xiàng)振幅的差異性主要表現(xiàn)在U分量上，N、E分量的差異性小于1．0 mm，因此筆者只比較了U分量。為了突出比較震前震后的整體性差異，以2006年3月為起始，以一年為準(zhǔn)，通過(guò)12個(gè)CORS站振幅的加權(quán)平均計(jì)算了四川盆地整體性年周期和半年周期振幅（由地震和其他原因所引起的階躍項(xiàng)已盡可能消除），如圖10。

從四川區(qū)域年周期振幅的整體性變化規(guī)律，不難發(fā)現(xiàn)如下幾點(diǎn)：震前一年，盆地的U分量周年振幅明顯偏大，達(dá)到了10．1 mm，表明震前板塊的垂向運(yùn)動(dòng)有可能處于活躍期。震后，U分量周年振幅逐年下降，在2011－03—2012－03僅有1．90 mm，甚至低于半年周期振幅，表明板塊受震后的彈性形變影響在逐年減小，整體性運(yùn)動(dòng)趨于平衡。半年周期的振幅項(xiàng)并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

5 結(jié)論與建議

利用四川CORS站連續(xù)6年多的觀測(cè)資料，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理及分析，發(fā)現(xiàn)：

（1）共模誤差呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，其中，在E和U方向要強(qiáng)于N方向，年周期的信號(hào)明顯強(qiáng)于半年周期。

（2）震前震后，四川CORS站的運(yùn)動(dòng)形態(tài)并不一致，這不僅跟測(cè)站距離震源距離的遠(yuǎn)近有關(guān)，還跟測(cè)站本身所處的地理位置有一定關(guān)系。

（3）汶川地震后，YAAN、QLAI等站處于閉鎖狀態(tài)，表明了地震后的應(yīng)變能在此處并未得以釋放。

U方向季節(jié)性信號(hào)也體現(xiàn)了一定的規(guī)律性，表現(xiàn)在盆地年周期振幅的整體性變化規(guī)律，在震前一年偏大，震后逐年減小。筆者認(rèn)為這跟地震發(fā)生前能量的積累，震后彈性形變的影響具有較大關(guān)聯(lián)，其影響程度是下一步需要探索的工作。通過(guò)對(duì)殘差序列的分析發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)空間濾波的U方向季節(jié)性變化明顯強(qiáng)于水平方向，且在夏季要強(qiáng)于冬季，導(dǎo)致這方面的因素很有可能跟GPS衛(wèi)星、電離層擾動(dòng)有關(guān)。

圖8 震前，震后速度場(chǎng)紅線表示震前速度場(chǎng)，藍(lán)線表示震后速度場(chǎng)Fig．8 The velocity field before and after Wenchuan earthquake

圖9 相對(duì)震前，震后速度場(chǎng)變化Fig．9 The change of the velocity field after the earthquake

圖10 U分量年周期和半年周期振幅統(tǒng)計(jì)Fig．10 The statistics of the annual and semi－annual amplitudes in the U component

［1］ TREGONING P，BURGETTE R，MCCLUSKY S C，et al．A Decade of Horizontal Deformation from Great Earthquakes［J］．Journal of Geophysical Research，2013，118（5）：2371－2381．

［2］ GAHALAUT V K，NAGARAJAN B，CATHERINE J K，et al．Constraints on 2004 Sumatra－Andaman Earthquake Rupture from GPS Measurements in Andaman－Nicobar Islands［J］．Earth and Planetary Science Letters，2006，242（3）：365－374．

［3］ DEPREZ A，DOUBRE C，MASSON F，et al．Seismic and Aseismic Deformation along the East African Rift System from a Reanalysis of the GPS Velocity Field of Africa［J］．Geophysical Journal International，2013，193（3）：1353－1369．

［4］ YUAN Linguo，DING Xiaoli，CHEN Wu，et al．Characteristics of Daily Position Time Series from the Hong Kong GPS Fiducial Network［J］．Chinese Journal of Geophysics，2008，51（5）：1372－1384．（袁林果，丁曉利，陳武，等．香港GPS基準(zhǔn)站坐標(biāo)序列特征分析［J］．地球物理學(xué)報(bào)，2008，51（5）：1372－1384．）

［5］ MANGIAROTTI S．Annual Vertical Crustal Motions Predicted from Surface Mass Redistribution and Observed by Space Geodesy［J］．Journal of Geophysical Research，2001，106（B3）：4277－4291．

［6］ XIONG Fuwen，ZHU Wenyao．Land Deformation Monitoring by GPS in the Yangtze Delta and the Measurements Analysis［J］．Chinese Journal of Geophysics，2007，50（6）：1719－1730．（熊福文，朱文耀．長(zhǎng)江三角洲地區(qū)地形變特征的GPS監(jiān)測(cè)和分析［J］．地球物理學(xué)報(bào)，2007，50（6）：1719－1730．）

［7］ LI Zhao，JIANG Weiping，LIU Hongfei，et al．Noise Model Establishment and Analysis of IGS Reference Station Coordinate Time Series inside China［J］．ActaGeodaetica et Cartographica Sinica，2012，41（4）：496－503．（李昭，姜衛(wèi)平，劉鴻飛，等．中國(guó)區(qū)域IGS基準(zhǔn)站坐標(biāo)時(shí)間序列噪聲模型建立與分析［J］．測(cè)繪學(xué)報(bào)，2012，41（4）：496－503．）

［8］ ZHANG P Z，XU X W，WEN X Z，et al．Slip Rates and

Recurrence Intervals of the Longmen Shan Active Fault Zone，and Tectonic Implications for the Mechanism of the May 12 Wenchuan Earthquake，2008，Sichuan，China［J］．Chinese Journal of Geophysics，2008，51（4）：1066－1073．［9］ TAN Kai，QIAO Xuejun，YANG Shaomin，et al．Rupture Characteristic and Slip Constrained by GPS Coseismic Deformation Induced by the Wenchuan Earthquake［J］．Acta Geodaetica et Cartographica Sinica，2011，40（6）：703－709．（譚凱，喬學(xué)軍，楊少敏，等．汶川地震GPS形變約束的破裂分段特征及滑移［J］．測(cè)繪學(xué)報(bào)，2011，40（6）：703－709．）

［10］ XU X W，WEN X Z，CHEN G H，et al．Discovery of the Longriba Fault Zone in Eastern Bayan Har Block，China and Its Tectonic Implication［J］．Science in China：Series D，2008，51（9），1209－1223．

［11］ ZHANG Yan，WU Yun，SHI Shunying，et al．Preliminary Discussion on GPS Time Series Manifesting Earthquake Precursor［J］．Journal of Geodesy and Geodynamics，2005，25（3）：96－99．（張燕，吳云，施順英，等．GPS時(shí)間序列揭示地震前兆的初步探索［J］．大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2005，25（3）：96－99．）

［12］ WANG T，BEBBINGTON M．Identifying Anomalous Signals in GPS Data Using HMMs：An Increased Likelihood of Earthquakes？［J］．Computational Statistics ＆Data Analysis，2013，58（3）：27－44．

［13］ BORGHI A，AOUDIA A，RIVA R E M，et al．GPS Monitoring and Earthquake Prediction：A Success Story towards a Useful Integration［J］．Tectonic Physics，2009，465（1－4）：177－189．

［14］ ALTAMIMI Z，COLLILIEUX X，LEGRAND J，et al．

ITRF2005：A New Release of the International Terrestrial Reference Frame Based on Time Series of Station Positions and Earth Orientation Parameters［J］．Journal of Geophysical Research，2007，112（B09）：401－420．［15］ FARELL W E．Deformation of the Earth by Surface Loads［J］．Reviews of Geophysics and Space Physics，1972，10（3）：761－797．

［16］ DONG D，F(xiàn)ANG P，BOCK Y，et al．Anatomy of Apparent Seasonal Variations from GPS－derived Site Position Time Series［J］．Journal of Geophysics Research，2002，107（B4）：2075－2092．

［17］ WANG Min，SHENG Zhengkang，DONG Danan．Effects of

Non－tectonic Crustal Deformation on Continuous GPS Position Time Series and Correction to Them［J］．Chinese Journal of Geophysics，2005，48（5）：1045－1052．（王敏，沈正康，董大南．非構(gòu)造形變對(duì)GPS連續(xù)站位置時(shí)間序列的影響和修正［J］．地球物理學(xué)報(bào)，2005，48（5）：1045－1052．）

［18］ WDOWINSKI S，BOCK Y，ZHANG J，et al．Southern California Permanent GPS Geodetic Array：Spatial Filtering of Daily Positions for Estimating Coseismic and Postseismic Displacements Induced by the 1992 Landers Earthquake［J］．Journal of Geophysical Research，1997，102（B8）：18057－18070．

［19］ YIN Haitao，GAN Weijun，XIONG Yongliang，et al．Study on the Effect of PCA Spatial Filtering on High－rate GPS Positioning［J］．Geomatics and Information Science of Wuhan University，2011，36（7）：825－829．（殷海濤，甘衛(wèi)軍，熊永良，等．PCA空間濾波在高頻GPS定位中的應(yīng)用研究［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，36（7）：825－829．）

［20］ 何平．?dāng)?shù)理統(tǒng)計(jì)與多元統(tǒng)計(jì)［M］．成都：西南交通大學(xué)出版社，2007：172－177．

［21］ ALTAMIMI Z，COLLILIEUX X，LEGRAND J，et al．ITRF2005：A New Release of the International Terrestrial Reference Frame Based on Time Series of Station Positions and Earth Orientation Parameters［J］．Journal of Geophysical Research，2007，112（B09）：401－420．

［22］ KING M A，WATSON C S．Long GPS Coordinate Time Series：Multipath and Geometry Effects［J］．Journal of Geophysical Research，2010，115，（B04）：403－426．

［23］ ZHU Wenyao，F(xiàn)U Yang，LI Yan．Global Height Vibration and Its Seasonal Variation Induced by GPS Height［J］．Science in China：Series D，2003，33（5）：470－481．（朱文耀，符養(yǎng)，李彥．GPS高程導(dǎo)出的全球高程振蕩運(yùn)動(dòng)及季節(jié)性變化［J］．中國(guó)科學(xué)：D輯，2003，33（5）：470－481．）

［24］ NIKOLAIDIS R．Observation of Geodetic and Seismic Deformation with the Global Positioning System［D］．San Diego：University of California，2002：248－249．

［25］ LANGBEIN J．Noise in Two－color Electronic Distance Meter Measurements Revisited［J］．Journal of Geophysical Research，2004，109（B4）：406－422．

［26］ LANGBEIN J．Noise in GPS Displacement Measurements from Southern California and Southern Nevada［J］．Journal of Geophysical Research，2008，113（B05）：405－417．

［27］ ZHANG J，BOCK Y，Johnson H，et al．Southern California Permanent GPS Geodesy Array：Error analysis of Daily Position Estimate and Site Velocities［J］．Journal of Geophysical Research，1997，102（B8）：18035－18055．

（責(zé)任編輯：陳品馨）

Characteristics of Position Time Series at CORS Stations in Sichuan Basin before and after Wenchuan Earthquake

LI Meng1，HUANG Dingfa1，YAN Li1，LIAO Hua2，F(xiàn)ENG Wei1，YUAN Linguo1
1．Faculty of Geosciences and Environment Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China；2．Disaster Relief Research Institute，Sichuan Provincial Earthquake Bureau，Chengdu 610041，China

The sites’movement characteristics before and after Wenchuan Earthquake are investigated using the daily position time series of 12 continuously operating reference stations（CORS）in Sichuan province from 2006 March to 2012 September．The displacements due to surface mass loading effects such as pressure loading，nontidal ocean loading，snow depth and soil moisture loading have been calculated and removed to reduce the root mean square（RMS）of the vertical component．A spatial filtering method based on the principle component analysis（PCA）is employed to extract the common mode errors（CME）from the daily time series．The method of maximum likelihood estimation is also utilized to choose the optimal noise model and assess the model parameters of the time series．The results indicate that the spatial response of the first principal component with the PCA analysis is reduced obviously by 20%～40% after the earthquake due to the effect of the post－seismic deformation．The velocity field has also changed obviously，especially at the PIXI，CHDU and MYAN sites，while they seem to be locked at the YAAN and QLAI sites．The annual amplitude of Sichuan basin is the largest just one year before the earthquake，and after that it becomes smaller gradually．The results above imply that the Wenchuan Earthquake has potentially changed the movement characteristics of Sichuan Basin．

Wenchuan Earthquake；CORS；post－seismic deformation；locked

LI Meng（1986—），male，PhD candidate，majors in crustal deformation observed by GPS．

P228

A

1001－1595（2014）06－0582－08

國(guó)家自然科學(xué)基金（41374032；41104020）

2013－04－10

李萌（1986—），男，博士生，主要研究方向?yàn)镚PS地殼形變研究。

LI Meng，HUANG Dingfa，YAN Li，et al．Characteristics of Position Time Series at CORS Stations in Sichuan Basin before and after Wenchuan Earthquake［J］．Acta Geodaetica et Cartographica Sinica，2014，43（6）：582－589．（李萌，黃丁發(fā)，嚴(yán)麗，等．汶川地震前后四川盆地CORS站運(yùn)動(dòng)特性分析［J］．測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014，43（6）：582－589．）

10．13485／j．cnki．11－2089．2014．0107

修回日期：2013－08－25

E－mail：nemon818＠163．com