VLBI观测得到的极移序列分析

对１９７９年８月￣１９９８年底全球２８９３次天测与测地ＶＬＢＩ实验进行了综合归算，得到了７２２颗河外射电源在Ｊ２０００．０的坐标、１２８台站在Ｊ１９９７．０的坐标和运动速度以及约２０α的地球定向参数序列。对归算得到的极移序列的分析表明：（１）在ＶＬＢＩ观测时段内，极移序列中没有发现Ｍａｒｋｏｗｉｔｚ项。（２）周年项和Ｃｈａｎｄｌｅｒ项均存在幅值随时间变化现象，前者的相对变化更为显著。（３）小波分析     

VLBI观测对IAU1976岁差常数和IAU1980章动序列系数的改正

<正>现行IAU1980章动理论基于一个无海洋、弹性地幔和有液核的地球模型,并采用IAU1976岁差常数.从VLBI和LLR观测中已经发现IAU1976岁差和IAU1980章动理论是不完善的,当考虑到地幔非弹性和海洋潮汐等耗散性地球物理过程的影响时,观测到的天极章动可表示为:(?)(?)其中Δ(?)_IAU1980和Δε_IAU1980表示IAU1980章动模型.δP和dε/dt为对IAU1976岁差理论的修正,即表示赤道在黄经和交角上线性速率的改正.δ(?)_sj,δε_cj和δ(?)_cj,δε_sj分别为黄经、交角第j章动项的相位内项系数改正和相位外项系数.θ_j(t)为第j项的辐角,是t时刻日月轨道5个基本角距(1,1’,F,D,Ω)的线性组合.t为自J2000.0起算的儒略世纪.IAU章动序列仅包含了106项日月章动周期的相位内项,其中大约10项的系数含有可被现今观测检测的误差,其余各项由于其系数较小,对地球模型的缺陷不敏感,因而可认为具有足够的精度.虽然VLBI和LLR等观测已经证明IAU1976岁差和IAU1980章动理论是不完善的,但是由于(1)理论自洽性的要求;(2)观测资料尚不能精确分离岁差和长周期章动项;(3)逆向自由地地核章动的周期与系数尚未精确测定等等原因,它们目前仍被用作天文、测地等领域中研究和应用的标准.与此同时,理论研究和观测检验工作仍在积极开展,以期完善现有理论和发展新模型.本文从观测检验的角度,基于更长时段和更高精度的VLBI观测资料,得到了对IAU1976岁差和IAU1980章动序列的系数改正,并对长周期项系数的改正、逆向自由地核章动的确认、顺向周年项系数改正与环境温度的关系等问题进行了简略的讨论.     

GPS测定地球定向参数的高频分辨率

1992年6月到9月进行的全球定位系统(GPS)实验(亦称IGS’92战役),为检测GPS测定地球定向参数(EOP)的能力提供了机会.在此期间,其它空间大地测量技术如VLBI,SLR,LLR也进行了加强观测,其观测得到的综合序列称为IGS序列.另一方面,许多观测和研究认为,大气扰动是地球日长变化(LOD)中几天到几年时间尺度范围内变化的主要因素.近年的研究又表明,大气压力和风的扰动与高频极移变化的激发有很强的关系.本文的主要目的是,通过检测大气对EOP3个分量上激发作用,以比较和评估GPS和IGS观测的EOP资料序列在一个月时间尺度内的高频分辨率.     

利用VLBI-CONT08观测量确定夏季ERP较强周日变化的研究

甚长基线干涉测量技术(VLBI)是监测地球自转变化的主要手段之一. 1994年以来, 国际上已实施了多次VLBI连续加密观测(CONT), 促进了地球自转参数(ERP)的周日或亚周日成分的连续高频解算, 揭示了观测得到的ERP高频变化与理论模型之间的差异, 有助于进一步解析其激发机制, 改进模型. 为了观测较强信号的大气激发对高时间分辨率ERP的作用, 在最近一次于2008年8月实施的CONT08连续加密观测中, 国际VLBI服务机构(IVS)在CONT联测中安排了地理覆盖更广的VLBI测站分布, 获取连续的周日亚周日高频ERP. 本文分析比较了CONT02, CONT05和CONT08的观测结果, 发现CONT08给出的ERP频谱中存在较强的周日项信号. 该信号得到了相同观测时段的GPS观测数据的证实, 并符合大气角动量的预期, 可以初步认为是北半球夏季较强的大气激发导致了上述ERP周日高频项幅度的增强.     

近周日自由摆动的VLBI观测

理论上证明,地球由于具有椭球核幔边界和存在液核、核幔之间的耦合将引起除 Chandler极移(CW)外的另一种自转运动的简正模.这一简正模在地球参考系中的周期接近于1恒星日,这就是所谓的近周日自由摆动(NDFW),从惯性参考系看,它表现为逆向的自由地核章动(RFCN),其理论周期约为460恒星日.人们曾想从天文光学观测资料中去检测它,但由于其振幅较小,天文光学观测的精度较低,因而一直难以证实.由 VLBI 观测可以察觉     

由SLR观测的日长和极移季节性和年际变化(1993~2006年)

利用1993~2006年期间激光测卫(SLR)对LAGEOS 1/2卫星的距离观测解算了日长(LOD)和极移(PM)时间序列. 与IERS发布的EOPC04进行比较, LOD的RMS误差为0.0067 ms, PM在X和Y方向上的RMS误差分别为0.18和0.20 mas. 分别利用小波变换和最小二乘法分析了LOD和PM序列. 小波分析表明, LOD和PM具有明显的季节性和年际变化, 无法区分周年变化和Chandler变化, 因为两者频率十分接近. 在最小二乘意义上解算了LOD和PM的趋势性变化和周期变化. LOD具有明显的年和半年变化, 同时探测了PM的年和Chandler变化, 但没有发现PM的半年变化. 1993~2006年期间的LOD趋势性变率为?0.18 ms/a, 这与地质年代意义上的每世纪1.7 ms的变率有差异. PM在X和Y方向上的趋势性变率分别为2.25和1.67 mas/a. 北极相对于地壳向36.5°E方向运动, 并非Greenland方向.     

天山乌鲁木齐河源一号冰川冰芯中生物有机酸记录及其与南北极地区的差异

天山乌鲁木齐河源一号冰川为一中纬度山谷冰川, 其冰芯中所记录的生物有机酸计有甲酸、乙酸、草酸和丙酮酸, 最近40年其平均含量分别为(102.8±147.3), (392.3±390.8), (6.9±14.8)和(4.2±8.3) ng/g. 甲酸/乙酸平均值为0.34±0.43. 这些生物有机酸源于乌鲁木齐河源周边城市工业生产和人类生活对大气的污染. 与极地地区相比, 该地区的有机酸远远高于格陵兰和南极洲相应组成的含量,且未经远距离传输和复杂的大气化学反应.     

利用地球定向参数建立射电与历表天球参考架之间的联系

目前天球参考架主要有3种实现:光学天球参考架、历表天球参考架和射电天球参考架.尽管各类协议天球参考架都有很高的精度,但在具体实现过程中,由于(i)定义参考架所用到的常数和参数系统及原理和模型的差异;(ii)观测技术与方法的不同;(iii)观测数据处理过程的区别等等,使得它们三者之间并不完全一致.建立彼此之间的联系是相关研究领域,特别是宇航探测极为关注的课题之一.天球参考架之间的联系方法总体上可分为直接和间接两类.直接方法是通过比较共同天体在不同天球参考架中的坐标而实现的.间接方法分为两种:一是用不同技术的观测资料联合解算地球定向参数(EOP)、观测站坐标,并确定各技术所对应的天球参考架之间的联系;另一种则是比较不同技术得到的EOP序列和相应的测地参考架之间的差异,进而建立对应天球参考架之间的联系.本文基于后者讨论了射电天球参考架(C_(VLBI))与历表天球参考架C_(PE)之间的联系.     

青藏高原羌塘中部冈玛日地区蓝闪石片岩及其40Ar /39Ar年代学

青藏高原羌塘中部冈玛日地区出露有含典型蓝闪石的蓝闪石片岩, 其岩石学、矿物学研究显示其变质条件为高压低温变质作用. 对两个蓝闪石片岩中的蓝闪石单矿物进行了⁴⁰Ar /³⁹Ar年龄测定, 坪年龄分别为(275.0 ± 0.9)和(282.4 ± 0.8) Ma, 等时线年龄分别为(275.0 ± 1.3)和(287.6 ± 2.3) Ma, 坪年龄与等时线年龄一致, 这与整个区域的晚古生代特提斯洋的俯冲时代相吻合.     

K3C60光电离截面振荡

对K_3±δC₆₀ 多晶薄膜进了同步辐射光电子谱研究 .入射光子能量为 17～86eV .实验发现K_3±δC60 光电子谱的HOMO-1,HOMO及LUMO等导出能带的谱峰强度均随入射光子能量的增加而呈现振荡的性质 ,与纯C₆₀ 的光电子谱峰随入射光子能量变化的趋势相似 .结合C₆₀ 分子独特的笼状几何结构 ,认为其电离截面的变化是由于K_3±δC₆₀ 的末态电子在C₆₀ 分子笼内形成球状驻波引起的 .以驻波的边界条件为基础进行理论计算 ,得到的电离截面极小值对应的光子能量与实验得到的结果符合良好.     

义县组同位素年代新证据及土城子组40Ar/39Ar年龄测定

重新采集了中国辽宁北票地区四合屯和恒道子义县组下部的火山灰样品以及下伏土城子组上部的火山灰样品, 分别对样品中的透长石和黑云母单晶进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar全熔融分析和阶段加热分析, 结果显示: 四合屯和恒道子的义县组与四家子的土城子组3组透长石单晶样品的平均年龄分别为(125.0±0.18 (1SD)±0.04 (SE)), (125.0±0.19 (1SD)±0.04 (SE))和(139.4±0.19 (1SD)±0.05 (SE)) Ma, 都显示义县组(还包括土城子组上部)时代为早白垩世; 3组黑云母单晶样品的阶段加热分析和等时线对比作图都显示Ar体系受到了明显的干扰, 含有被捕获的过剩Ar成分, 反映其年龄比义县组的实际年龄偏老. 四合屯和恒道子透长石⁴⁰Ar/³⁹Ar全熔融年龄和四合屯相同地点锆石U-Pb年龄(125 Ma)的吻合进一步证 明, 四合屯火山灰样品没有受到后期热事件的扰动, 义县组时代为早白垩世中期. 土城子组的时代可能不早于晚侏罗世, 至少其上部可归于早白垩世.     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄: 角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5 ± 9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

嫦娥一号卫星受控撞月轨迹测量与落月点坐标分析

利用2009年3月1日嫦娥一号(CE-1)卫星受控撞月段的射电测距与VLBI跟踪时延, 在定位模式下对落月轨迹和落月点坐标进行了解析. 结果表明, CE-1卫星的落月时刻(最后信号的发出时刻)为UTC8h13m6.51s, 落月点在月球主轴系中的月面经纬度和高度分别为52.2732°E, 1.6440°N, ?3.56 km(月球参考半径取为1738 km), 误差分别为0.0040°, 0.0168°, 0.18 km. 对应的月面切向误差为0.52 km, 三维定位误差为0.55 km. 由定位误差推断, 即使维持当前技术指标, 联合射电测距与VLBI观测时延, 能够保障对我国探月二期的着陆器1 km的三维定位精度. 对于巡视器月面轨迹测定, 由于仅发送遥测信号, VLBI将是其唯一的地面跟踪手段. 分析表明, 采用地心距约束等先验信息有利于提高定位精度. 研究同波束VLBI技术在巡视器定位中的应用, 以及分析月面地形图和探测器机载测量等的应用, 值得今后重点关注.     

关于极移的地震激发

1 极移的地震激发研究三维的地球自转变化可分为两个分量,即(1)一维的自转速率的变化,常以日长的变化来表示;(2)两维的地球自转轴指向的变化,亦即极移.在角动量守恒的前提下,地球内部地球物理过程会导致大尺度的物质运动造成“地球物理变化”,这包括固体地球及海洋的潮汐形变、大气波动、水圈的变化、洋流、地震的位错、冰川期后的回弹、地壳和地幔的移动以及地核的活动.本文论述的是极移与地震的关系.地震活动性与地球自转的相互作用,自从100多年前极移发现以来就可能已被注意到了.一方面,非均     

基于不同取向的CCD图像准确求解底片常数模型

使用云南天文台1米望远镜上新安装的2k×2k CCD观测疏散星团NGC2168, 并在观测过程中旋转CCD支架90°分别成像. 采用UCAC2星表的星表位置对视场中星象的量度坐标进行归算表明: CCD视场具有明显的扭曲, 即在星象标准坐标(ξ,η)与量度坐标(x,y)的关系模型中, (x,y)对(ξ,η)的影响高达4次方项. 另一方面, 较亮的UCAC2星的位置测量精度可达~7 mas(视场大小为7′×7′, 曝光时间为60 s). 在高精度定位的CCD成像观测中, 这一新的发现对于提高天体测量精度将具有重要的意义.     

东天山晚古生代火山岩区磁铁矿绿泥石建造金矿床Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄

东天山康古尔金矿床磁铁矿绿泥石建造地质地球化学以及Sm-Nd法和Rb-Sr法同位素年代研究表明,该建造的Sm Nd法等时线年龄为(2904±7)Ma,Rb-Sr法等时线年龄为( 2823±5 )Ma,成矿作用发生在海西晚期.矿床的形成与塔里木板块同准噶尔板块碰撞引起的大规模逆冲、剪切、形成巨型黄山秋格明塔什韧性剪切带有关.     

地球动力学扁率与南极涛动年际变化的小波相干分析

地球动力学扁率J2的变化反映了全球大尺度的地球各圈层动力学变化及相互作用.对于J2的年际变化与全球大气、海洋运动、陆地水变化的相关性问题,前人的研究表明J2的年际变化信号主要来自地球高纬度(±75°以上)地区的物质质量重新分布和迁移,其可能与ENSO(EI Nio-Southern Oscillation)现象有关.利用交叉小波与小波相干方法对1979~2011年的J2和刻画南极涛动(Antarctic Oscillation,称AAO)的南极涛动指数(AAOI)以及表征ENSO现象的SOI(Southern Oscillation Index)时序在2~8 a尺度的年际变化信号进行分析,结果表明:在1986~2010年间J2的4~6 a尺度的年际变化与AAO显著相关(相关系数0.8),通过95%置信度检验,且J2信号与AAO信号之间存在一定的位相时差,即J2信号位相滞后AAO信号约0~5个月;而在相同的时间段和尺度上J2与SOI之间没有表现出更好的或类似于J2与AAO信号之间的关系特征.此现象可能与南极涛动和南方涛动两者分别反映的大尺度的大气运动及其空间分布特征的不同有关.     

中性大气折射误差及对VLBI基线测量的影响

考虑到大气中不同的组成成分,在射电天文观测中,特别是在低地平高度角观测中,一般把中性大气折射延迟分为“干”、“湿”两部分,并分别构成映射函数解算天顶延迟.中性大气折射的误差按其物理性质来划分可以包括3个因素:大气物理模型与真实大气的偏差;在确定的大气物理模型下映射函数的模型误差;观测站地面气象参数的测量误差及其随时间的漂移.气象条件通常包括地面总气压p_0,湿分压e_0,温度T_0,垂直温度梯度β,对流层顶高度等H_t.理论计算表明,最近由作者提出的UNSW931映射函数与所选用的大气物理规范下“真实”映射函数的偏差可以忽略.本文将主要讨论第3种因素的影响.就UNSW931模型而言,由气象参数的测量误差以及气象条件的变化所引起大气延迟的附加改正△_τ_D_i可以写为.式中△D_i(i=1,2,3,4)是气象参数p的误差△_p引起的△D_i的改变,τ~z为天项方向的大气延迟.τ~z的典型值为2.4m左右.气象参数p的误差△_p在5°地平高度最大可产生相当于150ps的延迟误差,远大于VLBI记录群延迟约30ps的随机噪声误差.这一误差将影响到对VLBI台站坐标和VLBI基线的估算.     

德尔尼蛇绿岩40Ar-39Ar年龄: 青藏最北端古特提斯洋盆存在和延展的证据

报道阿尼玛卿构造带东部蛇绿岩的同位素定年结果:德尔尼洋脊玄武岩全岩⁴⁰Ar-³⁹Ar中子活化测年得到坪年龄为(345.3±7.9)Ma.从过剩Ar等角度探讨了测年结果的可靠性,认为可以代表蛇绿岩喷发形成的时代.该年龄为青藏高原最北端古特提斯缝合带的存在及东延提供了时代证据.     

利用1983年7月—1985年8月期间的激光测月资料测定地球自转参数

在国际地球自转联测期间,美国McDonMd天文台用76cm的激光测月系统(MLRS)代替了2.7m望远镜上的测月系统,因此所获得的观测数据不多.为此国际地球自转联测工作组又在1985年5—7月期间组织了一次VLBI,SLR,和LLR三种新技术的加强观测,以便相互