刘刚 聂兆生 贾治革 张锐 乔学军

摘要：利用振动台实验，通过设置多个采样频率监测仿真的正弦波形及天然地震波形，研究高频GNSS出现的频率混叠现象及其时频特征，并讨论合理的规避混叠现象的采样率设置方法。结果表明：混叠效应在时域和频域中均有所体现，混叠频率的幅度若高于GNSS的误差水平，其导致的失真将不能忽略；震级与震中距是导致混叠现象的主要因素，活动断裂的孕震能力与地震危险性及站点与断层面距离是决定高频GNSS监测站采样频率的重要依据。

关键词：高频GNSS；采样率；频率混叠；振动台仿真实验

中图分类号：P3157文献标识码：A文章编号：1000-0666（2017）02-0186-07

0引言

逐历元解算使GNSS能够捕获瞬时动态变形信号，也使得空间大地测量形变监测从传统的“零频”（如静态GPS、InSAR）扩展至地震学观测窗口。自Larson等（2003）成功利用1 Hz采样的GPS数据恢复了2002年Denali地震的远场地震波形后，高频GNSS数据被大量用于大地震研究中，如快速确定大震矩震级及地震预警（Blewitt et al，2009；Yang et al，2011；Wright et al，2012；Melgar et al，2012），為大震的破裂过程提供近场的强地面运动约束（Delouis et al，2010；Yue，Lay，2011；Galetzka et al，2015），开展远场地震波面波震相的捕获及其频散特性研究（Davis，Smalley，2009；Hung，Rau，2013）。

高频GNSS被誉为一种新的“地震仪”（Bilich et al，2008；方荣新等，2011），与传统地震仪在监测方式上具有显著的不同：高频GNSS的直接观测对象为卫星发射的载波信号，具体定位方法是以动态解算站-星间的位置关系获取不同历元的点位坐标，并最终通过历元间坐标差分获取包含地震动信号的点位运动轨迹，但其本质是以地震动信号为实际观测对象、等步长采样的数字化传感器，其应用必须遵守采样定理（Nyquists Law）。……