2023-12-18甘肃积石山Ms 6.2地震在青海省海东市民和县中川乡金田村和草滩村触发了一起典型地震液化型滑坡-泥流,致使大量房屋被厚达数米的淤泥包围掩埋,因其表现出显著的突发性和超强的流动性,曾被误认为“砂涌”。通过现场调查和遥感解译分析,确认该地质灾害为地震触发的液化型滑坡-泥流,并探讨了其成因机理。结果表明：（1）此次地质灾害是地震过程中的振动荷载导致台塬底部饱水粉砂层（黄土层）液化,形成滑坡并转化为泥流,泥流沿沟谷流动到达村庄后漫流成灾,并不是传统意义上的就地“砂涌”；（2）滑源区在液化过程中具体表现为溃散性破坏和侧向扩离两种失稳模式；（3）地震触发土体液化多发生在具有明显应变软化特征的饱水颗粒材料（粉质黄土、细砂等）中。此类地质灾害发生具有突发性,失稳后往往呈流体状远程运动,易造成灾难性后果,应引起高度重视。

精确测定重力位是大地测量学的基本任务之一。近年来发展起来的利用高精度时频信号测定重力位(时频测位)方法,在大地测量学和地球物理学领域引起了广泛关注。该方法基于广义相对论原理,利用高精度原子钟和高精度时频传递技术实现重力位及海拔高的直接测量。其中,全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）时频传递技术具有精度高、全天候、组网灵活、经济便利等优势,在发展中逐渐形成了GNSS频移法测定重力位的研究分支。首先介绍了时频测位的基本原理并归纳分析了厘米级精度时频测位的数学模型,并结合GNSS共视技术和GNSS精密单点定位技术总结了利用GNSS频移法测定重力位的研究进展,然后深入分析了该领域中亟待解决的难题,最后就GNSS频移法的未来发展进行讨论,为今后深入开展GNSS频移法测定重力位及相关研究提供借鉴。

卫星重力测量是获取全球重力场数据的唯一直接手段,静电加速度计是卫星重力测量的核心载荷,具有分辨率高、量程小的特点,其性能检测与评估手段缺乏,直接限制中国空间静电加速度计的研制水平与应用效能。面向高精度空间静电加速度计性能测试与评估的需求,开展了高压悬浮、扭摆悬挂、自由落体等地面测试方法研究及其相关技术和装置研制。采用多种方法结合,完成了高精度空间静电加速度计系列产品的功能性能评估,形成了一套适用于高精度空间静电加速度计地面性能评估的综合测试方法体系,满足了中国重力卫星等多个航天任务高精度空间静电加速度计性能评估的需求。

基于冷原子重力仪的动态测量技术区别于应用相对重力仪动态测量重力值方法,具有高精度、无漂移、长期稳定测量等突出优势,然而重力仪从静基座实验走向野外动态测量,仍受体积、死区时间、噪声等多重因素的影响。综述了国内外冷原子重力仪动态测量技术的研究进展。首先论述了冷原子重力仪基本原理,分析了小型化及惯性稳定平台、隔震减震、“死区时间”补偿、组合测量等动态误差抑制技术；然后详述了冷原子重力仪在陆、海、天、空一体化动态测量开展的若干代表性工作；最后展望了冷原子重力仪测量技术新方法及军事等应用领域的前景。

川滇地区位于青藏高原东南缘,其地壳形变特征一直是研究的热点问题之一,而这种形变的动力学模式的驱动机理仍存在争议。首先综述了近年来基于有限元数值模拟方法研究川滇地区动力学模式的理论成果和研究进展,旨在探讨构造块体挤压、中下地壳流、重力扩散及地幔对流作用4种动力学模式对藏东南地区现今地壳变形的影响。其中块体挤压模式聚焦于地壳变形由块体边界断裂带活动性所控制,但在川滇菱形块体西侧边界断裂带及次级断裂的选取存在争议；中下地壳流模式认为,在中下地壳存在低粘度、能够发生流动的低速体,但其规模和尺度尚无清晰结论；重力扩散模式在川滇地区的高海拔差异下作用明显,但这一过程是否有中下地壳流参与目前并不确定；上地幔在地壳底边界施加的拖曳力对地壳运动的影响也逐渐受到重视。其次讨论了现今川滇地区动力学模式有限元数值模拟方法存在的问题与挑战,需要综合考虑多种动力学模式,合理构建有限元几何和物理模型,才能厘清各类外部和内部驱动力对地壳形变的贡献。最后指出了川滇地区动力学模式数值模拟研究的发展方向,充分考虑多物理场耦合,综合应用多学科资料,在高性能计算技术的基础下有效提升算法效率和稳定性可能是今后动力学有限元数值模拟研究的趋势。

全张量重力梯度测量技术是一种高精度地球物理探测方法,在密度异常精准识别与深入解析方面具有独特优势,在重力梯度探测资料解释工作体系中,梯度正演计算至关重要。然而,此前相关研究虽涉及重力梯度正演计算可视化展示,但存在计算灵活性不足、可视化手段单一等问题。为解决此问题,借助Mathematica代数系统,完成了对矩形棱体正演公式的推导与梯度张量的正演计算,以及多个棱柱体单元组成的复杂质体梯度张量正演计算。同时,利用Mathematica构建了多种典型地质模型的重力梯度计算可视化系统。该系统参数设置灵活,能模拟不同物性参数下密度体重力梯度响应结果,并提供实时动态可视化展示,可视化结果可进行三维、二维等多方式显示,三维曲面可任意调整观测视角,二维曲线可任意选择测线位置进行显示,该可变参数的正演可视化系统将使正演计算更高效、易灵活应用。

中国水下重力辅助惯性导航技术发展正处于关键期,面临诸多困难和挑战,既有研究思路上的认知问题,又有核心技术上的“卡脖子”难题,需要人们集中智慧、创新思维,寻找破解这些难题的办法。首先将重力辅助导航技术的内涵明确定义为重力补偿和重力修正两类辅助导航技术的统称,分析评述了美俄两国在这个研究领域的发展方略、规划布局、发展思路、研发路径、创新成果、测试应用及一些值得关注的发展动向,总结归纳了两国研发历程不同阶段的技术特征和成功经验,对照分析了中国研究进程与两国的差异和差距,依据中国国情提出了5个方面的对策和建议,涉及研究思路、研发重点和优先事项安排等方向性议题,旨在抛砖引玉、深入交流、达成共识,为决策部门部署下一步工作提供参考。

从拓扑流形和高斯投影的历史渊源着手,基于流形映射原理阐述辨析了地图投影的概念原理。从黎曼流形的角度重新认识地球椭球面或球面,分析了椭球面或球面的非欧几何特征、与平面的拓扑关系（不可展性和不同胚性）及其对地图投影的影响。以地图投影的流形映射原理为基础,地图投影的基本矛盾（地球曲面与地图平面之间的矛盾）应该包括不可展和不同胚两个方面,其中不可展性是任何地图投影方式都不可避免地产生投影变形的数学原理所在,不同胚性则对投影函数的定义域和值域、奇异点特征产生影响。同时,流形映射原理在等角投影的定义、等角投影的充分必要条件分析等方面的应用研究进一步验证了相关论断的正确性和可行性。此项工作为从黎曼流形映射的角度研究地图投影学拓展了研究思路。

基于视觉的手机定位方法是室内定位中的研究热点,但面向机场、商场等大型室内环境时存在可靠性差、计算效率低等问题。针对该类场景,提出一种基于三维实景地图的粗定位-精定位二级定位方法,首先基于Wi-Fi指纹匹配粗定位结果约束匹配图像库范围,然后通过子区域分段式建立特征库以及利用深度学习的方法去除天花板图像。实验结果表明,大型室内场景下所提方法可以将视觉匹配定位精度由1.89 m提升至0.45 m,将定位计算效率提升5倍以上。所提方法能够有效降低定位时间,提升特征点云的精度,进而提升视觉匹配定位精度,同时能降低特征点匹配错误而造成定位错误的情况,可以实现高可用、亚米级精度的室内视觉全局定位。

目标组方向关系建模是空间关系理论研究的重要内容之一,但现有模型未能对目标组方向关系进行合理的分类,且忽略了目标组的分布形态和构成要素的分布密集度对方向关系的影响,导致方向关系判定出现偏差。提出一种目标组方向关系的定量计算与定性描述模型,首先,借助Delaunay三角剖分构建两目标组之间的邻近区域；其次,通过预处理邻近区域三角形,区分不同类型的目标组方向关系；然后,将目标组定量方向关系分解为邻近区域三角形的顶点和边之间的定量方向关系（即局部定量方向关系）进行计算；最后,将局部定量方向关系转换融合为目标组定性方向关系。实验结果表明,该模型具有较好的适用性和可行性,能够有效克服现有模型存在的缺陷,提高目标组方向关系判定的准确性。

地球表层系统是地球系统中与人类关系最密切的部分,以地表系统为研究对象的地表过程研究越来越重要。将地球物理和大地测量等手段创新性地运用于地表过程的研究逐渐成为一个新的学科交叉发展方向。全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)观测技术因其具有高精度、全天候、大范围和准实时的特点,被广泛应用于地表过程研究中。从长期地壳形变、地震周期形变、大气可降水量、荷载响应、岩浆及火山活动、滑坡监测和反射测量等方面简要介绍了GNSS技术在地表过程研究中的应用现状,并对未来发展方向进行了讨论。研究表明,鉴于GNSS在观测技术方面的优势,应加强其在地表过程研究中的应用。

星载超稳晶体振荡器（ultra-stable oscillator,USO）为发射机提供频率源,其稳定性直接影响单程多普勒测量精度,利用单程多普勒数据开展定轨计算需一并解算下行频率与标称频率的偏差。推导了单程多普勒观测模型及观测偏导数,分析了影响测量精度的主要误差源；对天问一号单程多普勒数据进行处理,在轨道解算的同时估计了频率偏差,并构建了USO长期漂移预报模型；给出了下行频率解算精度的影响因素,理论分析了频率解算精度。结果表明,天问一号星载USO长期漂移率为0.075 75±0.006 20 Hz/d。因此,所提星载USO 漂移标定方法构建了天问一号星载USO下行频率的先验模型。

城市感知体系是感知城市状态的“五官”和数据产生的源头,是开展智能城市建设的前提和发展数字经济的基础。当前城市感知面临着4大挑战：感知内容不全、感知手段单一、整体统筹缺失、运营管理不足。针对以上挑战,提出城市感知体系,包括一套理论框架、一套技术产品和一套运营模式,实现“全域感知、精准掌控、合理布局和稳定有效”4大业务目标。理论框架凝练出“人流量、交通流、环境、公共安全、能耗和经济”6类智能城市建设中最关注的感知内容,细化和定义各类待感知指标；构建以传感器为中心的固定和移动感知、以人为中心的主动和被动感知4种感知方式；抽象并解决资源部署、采样偏斜、数据稀疏和数据丢失4大技术难题。一套技术产品通过搭建城市感知平台承载理论框架,并为上层应用提供统一的感知数据服务,为感知体系的建设者提供统一的接入和运维工具。一套运营模式实现统筹规划布局、数据全量接入、按需采购服务、系统集成运营,确保感知体系长期稳定有效、商业良性循环。

陆地探测一号（Lutan-1,LT-1）是中国首个L波段干涉合成孔径雷达（interferometry synthetic aperture radar,InSAR）低轨编队卫星任务,高精度的星间基线是InSAR处理和应用的关键。研究了低轨卫星编队动力学精密基线解算方法和星间双差模糊度固定方法,并分析了LT-1 A/B双星星载北斗卫星导航系统（BeiDou satellite navigation system,BDS）（B1C、B2a）和GPS（L1、L2）在精密基线解算中的贡献。实验结果表明,与GPS相比,BDS-3的B1C和B2a观测值相位和伪距观测值残差明显更小,表明其信号精度更高。基于GPS、BDS和GPS/BDS联合解的基线重叠精度分别为0.8 mm、0.6 mm和0.5 mm,BDS基线精度比GPS提高25%,并且联合GPS/BDS可进一步提高基线精度。利用GPS和BDS解算的基线间互差精度为1 mm,表明单BDS-3系统可以实现1 mm级的低轨卫星编队精密基线确定。

陆地探测一号（Lutan-1,LT-1）01组卫星是中国首个以地表形变合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)为主要特点,以复杂地区自然灾害监测预警为长期应用目标的合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星星座,由两颗参数相同的L波段SAR卫星组成,具有高分辨率、高重访、全极化等成像能力。星座以双星“绕飞”模式实现地形测绘,以双星“跟飞”模式实现地表形变测量。在分析分辨率、波长、重访周期对InSAR可探测形变梯度的基础上,以中国甘肃省舟曲县泄流坡滑坡为研究对象,结合LT-1卫星在轨测试期间分别以4 d、8 d间隔获取的17期条带模式2数据,通过差分InSAR、时序InSAR方法提取了不同条件下泄流坡滑坡的形变量（形变时间序列）,以地面角反射器与全球导航卫星系统同步观测为参考,验证了LT-1卫星地表大变形的探测能力和时序InSAR测量精度。时序InSAR监测结果表明,观测期间泄流坡滑坡的后缘、中部和前缘的最大形变速率分别超过25 mm/d、11 mm/d和2 mm/d,滑坡体年累积最大形变量超过3.4 m,InSAR视线向形变测量精度达7.5 mm。综合分析成像模式、重复观测间隔、相干性变化、基线控制范围、形变探测能力,结果表明：LT-1卫星综合效能达到设计指标,具备良好的常态化广域地表形变监测能力,其高频次、严格回归、一致的观测模式将在广域地质灾害隐患识别与监测预警中发挥重要作用。