一、業(yè)績成果

（一）中國地殼運動速度場

用Bernese GNSS數(shù)據(jù)處理軟件，對260個陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)基準站、2000多個區(qū)域站、地震局測繪局和氣象局共享站的GNSS數(shù)據(jù)進行處理，得到最新的ITRF14框架下的GNSS單日坐標解時間序列，獲取了中國大陸相對于歐亞板塊的最新的2011年~2020年的地殼運動速度場，清晰的反映了中國大陸東向的整體運動。

西部地區(qū)在印度板塊向北的持續(xù)推擠下，形變響應遠及天山、阿勒泰、外蒙古和貝加爾湖一帶。青藏高原由南向北連續(xù)分布擠壓，測站速度矢量由藏南的北東向轉(zhuǎn)向藏北的東向。東部地區(qū)地殼運動大致向東偏南運動，運動速率從南向北逐漸遞減。

圖1 2011-2020年中國地殼運動速度場（Bernese GNSS軟件計算結(jié)果）

（二）北斗導航定位高精度數(shù)據(jù)處理軟件

在BerneseGNSS軟件基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，使之能夠處理BDS以及GPS/BDS數(shù)據(jù)，主要涉及在CONST文件添加北斗頻率、軌道解算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、接收機鐘差解算以及參數(shù)估計等程序，可以進行精密單點定位和相對定位數(shù)據(jù)處理。BDS在中國境內(nèi)的PPP定位精度與GPS的相差數(shù)厘米，相對定位精度與GPS的精度相當，均為毫米級。

（三）高精度電離層TEC模型及其在地震監(jiān)測預報中的應用

用地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)連續(xù)站的GPS觀測數(shù)據(jù)，解算中國區(qū)域上空電離層VTEC單站時間序列數(shù)據(jù)。針對ZH1(01)搭載的三頻信標發(fā)射機，基于仿真數(shù)據(jù)，反演獲得高精度的電離層TEC。將電離層模型應用于全國及重點區(qū)域電離層異常監(jiān)測。利用解算的電離層數(shù)據(jù)產(chǎn)品對近年發(fā)生的6級以上地震震前電離層TEC進行處理分析，在震前均發(fā)現(xiàn)了顯著的電離層異常。我們對這近年來發(fā)生的M6.0以上地震前電離層VTEC變化特征進行了分析研究，并在震前一周內(nèi)對雜多M6.2地震成功地發(fā)布了短臨預警并提交給臺網(wǎng)中心。

1、青海玉樹雜多M6.2地震

利用中國區(qū)VTEC數(shù)據(jù)和全球VTEC數(shù)據(jù)對震前10天的電離層進行檢測，發(fā)現(xiàn)2016年10月11日、13日和14日出現(xiàn)顯著的電離層異常，異常結(jié)果如圖所示。10月13日分析討論后，地震所上報了藍色圈內(nèi)未來一周存在發(fā)生M6.5地震的危險性。10月17日青海雜多發(fā)生M6.2地震（震中如圖紅點所示）。

圖2 青海雜多M6.2震前中國區(qū)域（上圖）與全球（下圖）電離層TEC異常分布（紅點為震中）

2、西藏林芝M6.9地震

利用中國區(qū)VTEC數(shù)據(jù)和全球VTEC數(shù)據(jù)對震前10天的電離層進行檢測，發(fā)現(xiàn)2017年11月17日8時至10時，震中上空都出現(xiàn)了顯著電離層TEC異常。

圖3 2017年11月18日林芝M6.9地震前中國區(qū)域（左圖）與全球（右圖）

電離層TEC異常分布（紅五角星為震中）

（四）基于星載北斗/GNSS的低軌衛(wèi)星精密定軌

根據(jù)低軌衛(wèi)星姿態(tài)與面板物理屬性建立高精度的衛(wèi)星運動方程，并結(jié)合北斗/GNSS多模觀測信息，建立精密定軌的數(shù)學模型，進而構(gòu)建多系統(tǒng)融合精密定軌模型，實現(xiàn)低軌衛(wèi)星精密定軌。

以我國2018年2月2日發(fā)射的搭載北斗/GPS雙模接收機的張衡一號電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星（ZH-1(01)）進行精密定軌驗證分析，通過對2018年201天~2018年231天共31天的實測數(shù)據(jù)進行解算，得到ZH-1(01)衛(wèi)星在切向、法向、徑向及3維的平均重疊軌道精度分別為2.15cm、0.63cm、1.46cm、2.73cm，每一天的軌道重疊精度如下圖所示。

圖4

（五）湖北省房屋抗震能力遙感評估

采用基于深度學習的遙感房屋提取技術(shù)自動獲取房屋片區(qū)分布、統(tǒng)計片區(qū)房屋棟數(shù)。在此基礎(chǔ)上完成了湖北全省1060萬余棟房屋的抗震能力遙感判別工作，并分別對各市州和區(qū)縣的城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)房屋抗震能力評估結(jié)果進行了統(tǒng)計分析，按市州和區(qū)縣編制了湖北省房屋抗震能力遙感評估圖集。其數(shù)據(jù)成果和相關(guān)圖件格式符合國家局工作要求。經(jīng)在線電子地圖和實地調(diào)查驗證，遙感解譯的房屋數(shù)量統(tǒng)計誤差和房屋抗震能力判別誤差均滿足工作要求。

圖5 湖北省房屋片區(qū)和獨棟房屋遙感提取

二、科研論文

[1]譚凱，等．GPS和InSAR同震形變約束的尼泊爾Mw7.9和Mw7.3地震破裂滑動分布.地球物理學報,2016，59(6):2080-2093

[2]譚凱,等.近場位移數(shù)據(jù)約束的2013年蘆山地震破裂模型及其構(gòu)造意義.地球物理學報,2015, 58(9):3169-3182

[3]譚凱，等.2008年汶川地震中斷坡-滑脫斷層破裂：龍門山擠壓隆升的大地測量證據(jù).地球物理學報,2013,56(5):1506-1516

[4]譚凱，等.大地測量約束下的阿爾泰山巖石圈流變結(jié)構(gòu).地球物理學報,2007，50(6): 1713-1718

[5]譚凱,等.汶川地震GPS形變約束的破裂分段特征及滑移.測繪學報,2011,40(6):703-709

[6]Caihong Zhang,Timothy Masterlark,Kai Tan^*,et al.The influence of topography and crustal heterogeneity on coseismic deformation of the 2008 Mw7.9 Wenchuan Earthquake, China. Tectonophysics,228305.doi:10.1016/j.tecto.2019.228305

[7]Qi Li,Chengtao Li,Kai Tan*, et al. Slip model of the 2020 Yutian (northwestern Tibetan Plateau) earthquake derived from joint inversion of InSAR and teleseismic data. Earth and Space Science, 2021,6(8)

[8]Qi Li, Bin Zhao,Kai Tan^*, et al. Two main rupture stages during the 2018 magnitude 7.5 Sulawesi earthquake. Geophysical Journal International, 2020, 221(3): 1873-1882, doi: 10.1093/gji/ggaa115.

[9]Qi Li，Yongge Wan,Kai Tan^*, et al. Estimated seismic source parameters for 2019 magnitude 7.6 Papua New Guinea earthquake. Pure and Applied Geophysics, 2020, doi: 10.1007/s00024-020-02476-2.

[10]李琦，譚凱^*，趙斌，等.東昆侖斷裂滑動速率變化及其對2017年九寨溝地震的應力加載.地球物理學報，2019, 62(3), 912-922, doi: 10.6038/cjg2019M0302.

[11]李琦，譚凱^*，趙斌，等.2018年印尼帕盧Mw7.5地震—一次超剪切破裂事件.地球物理學報，2019, 62(8): 3017-3023，doi: 10.6038/cjg2019M0616.

[12]Qi Li,Kai Tan^*, Dongzhen Wang, et al．2018．Joint inversion of GNSS and teleseismic data for the rupture process of the 2017 Mw6.5 Jiuzhaigou, China, earthquake．Journal of Seismology. 2018, doi: 10.1007/s10950-018-9733-1

[13]Wei Xiong,Kai Tan*,Xuejun Qiao,et al.Coseismic, Postseismic and Interseismic Coulomb Stress Evolution along the Himalayan Main Frontal Thrust since 1803.Pure and Applied Geophysics, 2017, doi: 10.1007/s00024-017-1525-y

[14]熊維，譚凱^*，等.2015年尼泊爾Mw7.9地震對青藏高原活動斷裂同震、震后應力影響.地球物理學報,2015,58(11):4305-4316

[15]李承濤,李琦,譚凱*,等. 2020年西藏尼瑪Mw6.3地震InSAR同震形變特征與破裂滑動分布.地球物理學報, 2021, 64(7): 2297-2310.

[16]趙斌，杜瑞林，張銳，譚凱^*，等.GPS測定的尼泊爾Mw7.9和Mw7.3級地震同震形變場．科學通報,2015,60(28-29):2758-2764

[17]馬玉,祝芙英*.基于GPS TEC的尼泊爾MW7.8地震同震電離層擾動研究[J].大地測量與地球動力學, 2020, 40(9): 957-961.

[18]Zhu F., Jiang Y. (2020). Investigation of GIM-TEC disturbances before Ms≥6.0 inland earthquakes during 2003–2017, Scientific Reports.

[19]Zhu, F., Su, F., Lin, J. (2018). Statistical analysis of TEC anomalies prior to M6.0+ earthquakes during 2003-2014. Pure and Applied Geophysics,(9):1-10.

[20]Zhu, F., Lin, J., Su, F., Zhou, Y. (2016). A spatial analysis on the ionospheric TEC anomalies prior to m7.0+ earthquakes during 2003-2014. Advances in Space Research, 58(9):1732-1738.

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[22]Su, F., W. Wang, A. G. Burns, X. Yue, F. Zhu, and J. Lin, Statistical behavior of the longitudinal variations of daytime electron density in the topside ionosphere at middle latitudes, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 2016, 121, 11560–11573, doi:10.1002/2016JA023029.

[23]Su, F., W. Wang, A. G. Burns, X. Yue, and F. Zhu, The correlation between electron temperature and density in the topside ionosphere during 2006–2009, J. Geophys. Res. Space Physics,2015,120,10724–10739, doi:10.1002/2015JA021303.

[24]Su, F., Z. Zhao, et al. Signal identification and trace extraction for vertical ionogram,IEEE Geoscience and Romote Sensing Letters, 2012, 9(6):1031-1035, DOI: 10.1109/LGRS.2012.2189350

[25]Su, F., Z. Zhao, et al. Estimation of ground range on the sweep frequency backscatter leading edge, Advances in Space Research,2011, 47(7): 1187-1193, DOI: 10.1016/j.asr.2010.12.008,2011.

[26]Qing Y.,Lin J.,Liu Y.,Dai X.,Lou Y.,Gu S. Precise Orbit Determination of the China Seismo-Electromagnetic Satellite (CSES) Using Onboard GPS and BDS Observations. Remote Sensing,2020, 12, 3234.

[27]Xue Li, Baosong Xiong, Zhaode Yuan, Kefeng He, Xiaoli Liu, Zhumei Liu, Zhaoqing Shen, “Evaluating the Potentiality of Using Controlfree Images from a Mini Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and Structure-from-Motion (SfM) Photogrammetry to Measure Paleoseismic Offsets” International Journal of Remote Sensing, 42(7):2417-2439.(2021) DOI:10.1080/01431161.2020.1862434

[28]Xue Li, Zhumei Liu, Xiaolin Chen, Qingxiang Meng, “Assessment of the impact of the 2010 Haiti earthquake on human activity based on DMSP/OLS time series nighttime light data,” J. Appl. Remote Sens. 13(4), 044515 (2019), doi: 10.1117/1.JRS.13.044515.

[29]Xue Li, Zhumei Liu, Xiaolin Chen, Jie Sun. Assessing the Ability of Luojia 1-01 Imagery to Detect Feeble Nighttime Lights. Sensors 2019, 19, 3708.

[30]Xue Li, Cong Zhan, Jianbin Tao, et al. Long-term Monitoring the Impacts of Disaster on Human Activity Using DMSPOLS Nighttime Light Data A Case Study of the 2008 Wenchuan, China Earthquake. Remote Sens. 2018, 10, 588; doi:10.3390/rs10040588

[31]李雪,劉小利,王秋良,等.基于多源遙感數(shù)據(jù)的斷裂構(gòu)造提取方法研究——以南水北調(diào)中線工程核心水源區(qū)為例.大地測量與地球動力學, 2017, 37(2):132-136.

[32]Xue Li , Xiaoli Liu, Qing Wang, et al. Extract seismic deformation field using Chinese optical satellites. 2016 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, 2016.

[33]李雪,李井岡,劉小利,等.三峽庫首區(qū)滑坡空間分布特征分析及危險性評價.大地測量與地球動力學, 2016, 36(7):630-634.

三、科研項目

[1]譚凱，科技部重點研發(fā)項目課題，斷層地震孕育發(fā)生形變與應力積累時空轉(zhuǎn)化特征研究，2018/12-2021/12，300萬

[2]譚凱，國家自然科學基金面上項目，基于滇中構(gòu)造變形模式和地震應力影響的構(gòu)造地震動力學研究，2010/01-2012/12，42萬元

[3]譚凱，科技部科技支撐計劃子課題，干涉形變場數(shù)值模擬與有效性檢驗，2008/01-2010/10，40萬元

[4]譚凱，科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺重大項目-中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)子專題，2008年“中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)”基本網(wǎng)聯(lián)測，2008/03-2008/12，10.5萬元

[5]譚凱，中國地震局地震研究所院所長基金，滇中地區(qū)強震形變與區(qū)域構(gòu)造關(guān)系，2007/07-2008/12，8萬元

[6]譚凱，中國地震局地震科學聯(lián)合基金，阿爾泰富蘊地震震后粘彈性形變研究，2006/06-2008/06，3萬元

[7]譚凱，中國地震局地震研究所重點所長基金，用GPS和地震波數(shù)據(jù)研究強震破裂過程和形變演化，2011，16萬元

[8]張彩紅，國家自然科學基金青年項目，利用毫秒脈沖星建立高穩(wěn)定度的時間尺度，2014/01-2016/12，25萬

[9]張彩紅，科研院所基本科研業(yè)務費，北斗系統(tǒng)高精度定位的解算方法及其應用，2013，5萬

[10]張彩紅，科研院所基本科研業(yè)務費，近期川滇GPS時間序列、震后形變分析與粘彈性動力學模型研究，2015，14.4萬

[11]黃勇，湖北省自然科學基金，利用GPS研究蘆山Ms7.0地震震源破裂過程及其對周邊斷裂應力影響，2015/01-2016/12，5萬

[12]黃勇，湖北省自然科學基金，九寨溝地震震時地殼變形及斷層滑動的GPS/InSAR研究，2019/01-2020/12，5萬

[13]黃勇，院所長基金，利用GPS研究蘆山地震對龍門山斷裂帶西南段庫侖應力的影響，2015，10萬

[14]魯小飛，院所長基金，基于GPS資料分析紅河斷裂的活動性，2020/1-2021/12，4.5萬

[15]李琦，院所長基金，聯(lián)合有限斷層反演和反投影方法研究蘆山地震震源破裂過程，2019/1-2020/12，4萬

[16]李琦，開放基金，西藏定日地區(qū)歷史地震應力觸發(fā)研究，2021/3-2022/12，2.5萬

[17]李雪，國家自然科學基金青年項目，基于對象多尺度特征深度學習的遙感影像變化檢測方法研究，2015/01-2017/12，25萬

[18]李雪，中國地震局監(jiān)測運維專項，基于遙感深度學習自動檢測地震觀測環(huán)境變化方法研究，2017/01-2017/12，10萬

[19]李雪，中國地震局監(jiān)測運維專項，國產(chǎn)高分光學遙感衛(wèi)星地震地表形變監(jiān)測，2017/1-2017/12，18萬

[20]李雪，院所長基金（重點），阿爾金斷裂帶阿羌段活動性的地貌學研究，2018/1-2020/12，25萬

[21]祝芙英，所基金面上項目，基于地基GPS的地震電離層擾動特性研究，2020/1/1-2021/12/31，6.58萬

[22]祝芙英，重點研發(fā)項目專題，高精度三頻信標電離層反演，2018/12/01-2021/12/31，50萬

[23]祝芙英，亞太空間合作項目專題，GPS TEC數(shù)據(jù)共享與合作研發(fā)，2019/5/14-2021/5/14，2.5萬（美元）

[24]蘇凡凡，所基金，基于大數(shù)據(jù)的強震電磁異?，F(xiàn)象的分析與解釋，2018/01-2019/12，15萬

[25]蘇凡凡，重點研發(fā)計劃專題，星載電離層反演算法及結(jié)果的定標校驗，2018/12/01-2021/12/31，25萬

[26]蘇凡凡，亞太空間合作項目課題，Data sharing and scientific cooperation of ionospheric parameters from CSES satellite in Asia-Pacific region，2019/05-2022/05，13萬（美元）

[27]楊劍，亞太空間合作項目專題，GNSS掩星數(shù)據(jù)共享與合作研發(fā)，2019/5/14-2021/5/14，3.0萬（美元）

[28]卿蕓，重點研發(fā)計劃專題，GNSS無線電掩星反演方法的優(yōu)化與改進，2018/12/1-2021/12/31，25萬

四、科技獎勵