Coseismic Deformation of the Ms 6.2 Jishishan Earthquake in Gansu Province Based on High-Frequency GNSS Observation

LI Zhicai; CHEN Zhi; WU Junli; ZHOU Xing; ZHANG Mingzhi; ZHAO Lijiang; YU Boyao; ZHOU Jia; ZHANG Shu

doi:10.13203/j.whugis20240004

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Coseismic Deformation of the Ms 6.2 Jishishan Earthquake in Gansu Province Based on High-Frequency GNSS Observation

Jishishan Earthquake | 更新时间：2026-11-05

- Coseismic Deformation of the Ms 6.2 Jishishan Earthquake in Gansu Province Based on High-Frequency GNSS Observation
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 2, Pages: 236-246(2025)
- 作者机构：
  
  1.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京，100083
  2.国家基础地理信息中心测绘基准部，北京，100830
  3.甘肃省测绘工程院，甘肃兰州，730000
  4.中国地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心），北京，100081
  5.青海省基础测绘院，青海西宁，810001
  6.北京讯腾智慧科技股份有限公司，北京，100029
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20240004
  CLC： P228
- Received：08 January 2024，
  
  Published：05 February 2025
- 稿件说明：
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李志才,陈智,武军郦，等.基于高频GNSS观测的甘肃积石山Ms 6.2地震同震形变[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(2):236-246.

LI Zhicai,CHEN Zhi,WU Junli,et al.Coseismic Deformation of the Ms 6.2 Jishishan Earthquake in Gansu Province Based on High-Frequency GNSS Observation[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(2):236-246.
李志才,陈智,武军郦，等.基于高频GNSS观测的甘肃积石山Ms 6.2地震同震形变[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(2):236-246. DOI：,10.13203/j.whugis20240004

LI Zhicai,CHEN Zhi,WU Junli,et al.Coseismic Deformation of the Ms 6.2 Jishishan Earthquake in Gansu Province Based on High-Frequency GNSS Observation[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(2):236-246. DOI：,10.13203/j.whugis20240004

摘要

2023-12-18发生的甘肃积石山6.2级地震造成了重大的人员伤亡。收集了不同系统32个卫星导航定位基准站（continuously operating reference stations，CORS）当天的高频全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）观测数据，进行了高精度动态单历元数据处理。结果发现，震中附近50 km以内的高频GNSS可以监测到明显的同震形变波形，峰值变化最大达到50~60 mm；地震永久变形主要影响范围为距离震中30 km的区域，距离震中5 km的测站记录到东西向永久变形~13 mm、南北向变形~10 mm，以及~8 mm的垂向变形。采用自适应噪声完全集合经验模态分解方法对高频GNSS波形信号进行分解，可分离出明显的同震形变信号，最远可探测到距离震中100 km。采用模态分解方法可探测出更多的同震信号，这为利用丰富的CORS资源监测地震的同震形变提供更多可行性。

Abstract

Objectives

The aim of this study is to obtain a high-precision coseismic deformation field of an Ms 6.2 magnitude earthquake occurred in Jishishan County

Gansu Province

China from high⁃frequency global navigation satellite system (GNSS) observation data

which will enable the real-time monitoring of deformations for earthquakes with a magnitude of 6 or higher using a massive network of continuously ope⁃rating reference stations (CORS).

Methods

This study employed the PRIDE 3.0 software developed by Wuhan University for high-precision dynamic processing of 32 CORS with high- frequency data

obtaining coseismic deformation time series for each station. For stations showing significant coseismic responses in close proximity， dynamic solutions with large changes at the seismic moment were first excluded. The smoothed single-epoch results before and after the earthquake were retained. For stations with less obvious coseismic responses， the complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise （CEEMDAN） method was used to detect high-frequency coseismic signals.

Results

The main range of permanent deformation caused by earthquake is in the area 30 km away from the epicenter. Stations 5 km away from the epicenter recorded permanent deformation in the east-west direction of 13 mm， north-south direction of 10 mm， and vertical deformation of 8 mm. Modal decomposition identified 13 stations with seismic responses in the east or north directions， including CORS LXJS， GUTI， LXYJ within a 40 km radius from the epicenter. It could detect the seismic deformation far from 100 km better than the original GNSS results， which means this method could be used for waveform signal reconstruction， noise removal， and expanding the distance of CORS monitoring for coseismic signals.

Conclusions

This study indicate that various types of CORS equipment with different foundation can monitor earthquake signals. The CEEMDAN method for signal decomposition can detect coseismic signals faraway， providing feasibility for monitoring seismic coseismic deformation information using a large number of CORS resources in the future.

关键词

Keywords

references

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