超宽频带与甚宽频带地震计的台站现场标定

JCZ-1超宽频带地震计与CTS-1甚宽频带地震计是国家数字地震台网使用的关键设备,而地震计的台站现场标定是实现准确地震观测的重要环节。描述了这两种地震计对不同标定信号的响应规律;针对它们频带宽的特点,阐述了获取正确标定结果的条件;在分析标定误差来源基础上,提出了提高标定精度的数据处理方法。     

利用JCZ-1T地震计BB通道观测数据检测地球自由振荡

采用库尔勒台JCZ-1T地震计BB通道垂直向的观测数据,利用功率谱密度估计方法,在没有对观测资料进行任何改正的情况下,获取2016-03-02印尼苏门答腊岛海域7.8级和2016-04-17厄瓜多尔7.5级大地震激发的0S7～0S60基频球型自由振荡,并与PREM模型理论值进行对比分析。结果表明,实测值与理论值相吻合,除部分振型与理论值偏差较大以外,其余振型与理论值偏差均小于0.1％。印尼苏门答腊岛海域7.8级地震所检测的球型振荡能量频谱分布及振型与厄瓜多尔7.5级地震所检测的球型振荡有一定差别,前者所能检测的振型数量相对较多。     

武昌台JCZ-1地震计LP通道的信号分析

对武汉地震基准台JCZ-1超宽频地震计加速度信号通道的记录数据进行了分析,并对其中垂直分量记录的信息进行了潮汐计算。结果表明：JCZ-1超宽频地震计LP加速度通道记录的观测信号以固体潮汐信息为主,其中垂直分量记录的主要是重力固体潮,其观测基本达到传统固体潮仪器的精度水平。给出了经典的Venedikov调和分析结果。     

JCZ─1超宽频带地震计

ＪＣＺ─１超宽频带地震计是为中国甚宽频带数字地震观测试验系统研制的新型仪器，由一个垂直向和两个水平向地震计组成，频带为ＤＣ─２０Ｈｚ。每个地震计分别有两个通道输出：２０Ｈｚ─３６０秒的速度平坦输出和３６０秒─ＤＣ的加速度平坦输出，复盖了从短周期地震波至固体潮汐的宽广频带。仪器具有高灵敏度、低噪声特点，动态范围大于１４０ｄＢ。地震计采用力平衡式的负反馈系统，传递函数稳定，具有密封、磁屏蔽和高精度恒温功能的环境保护装置，有效地抑制了大气压力、外部磁场及温度变化对仪器的影响，使地震计在超低频端也能稳定工作。     

地铁电磁场对甚宽频带地震计观测的影响评估

在距离地铁3 km的地震观测台站安装2台相同型号的甚宽频带地震计,其中1台安装屏蔽罩,另外1台没有安装,通过计算连续24 h观测数据的加速度功率谱密度,评估地铁电磁场对甚宽频带地震计观测的影响。计算结果表明,地铁电磁场对甚宽频带地震计三分向的影响主要在10~1 000 s频带范围内,其中受影响最大的是垂直分向,其次是水平分向。     

天津地区VP宽频带倾斜仪与宽频带地震仪数据融合分析

以天津蓟县地震台VP宽频带倾斜仪采集的典型地震同震波形及同址地震仪数据为研究对象,获取和识别天津地区VP宽频带倾斜仪同震波形的频谱特征、频带响应及震相成分,并基于地震前兆台网观测数据跟踪分析平台统计不同区域VP宽频带倾斜仪的幅度与震级,利用经验公式拟合振幅与震级的关系,实现蓟县地震台VP宽频带倾斜仪和宽频带地震仪面波最大振幅转换。结果表明,VP宽频带倾斜仪记录的频带丰富,两者在波形上具有较高的一致性。     

重力仪与地震计记录的地震波信号频谱特征比较——以芦山7.0地震为例

以芦山MS7.0地震的地震波记录为例,比较分析我国12个地震台的同址gPhone重力仪与CTS-1地震计记录的地震波信号的频谱特征。观测结果表明,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波波形基本一致,只在幅度上稍有区别。P波的频谱分析结果表明,震中距较小时gPhone重力仪会遗失一些高频信号,震中距大于2 000 km时,两种仪器记录的P波优势频带均为0~0.3 Hz。     

利用EEMD及超导重力数据探测超低频地球自由振荡模态分裂信号：探测实例

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据,采用EEMD分解技术及叠积技术,检测了频率小于1 mHz的低频地球自由振荡的简正模（3S1、0S4、0S5）及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差,然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量,提高了探测低频自由振荡信号的信噪比,使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明,经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号,得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。     

基于分布式声波传感的大地探测技术研究进展

作为一种长距离、分布式、实时监测的新型光纤传感技术, 分布式声波传感技术自问世以来便受到了广泛关注。近年来, 研究者们围绕DAS技术展开了大量探索性试验, 并在大地探测领域取得了重要进展。从DAS工作原理出发, 阐述了DAS的基本概念, 对比了地震仪和DAS仪器的性能; 之后通过回顾数个具有代表性的试验, 详细介绍了DAS在油气勘探、天然地震观测、结构成像等大地探测领域的应用进展, 最后总结了基于DAS的大地探测技术体系当前存在的瓶颈, 分析了该技术体系今后的发展趋势。      

福建重力台网映震效能分析

利用福建重力台网7套gPhone重力仪的连续观测资料,对不同震中距和震级地震的同震响应特征及重力仪映震的最大震中距进行分析。结果表明：1）福建重力台网的映震效能受震级和震中距影响,从映震能力来看,泉州台优于莆田台,厦门台优于福州台,漳州台和龙岩台优于南平台;2）福建重力台网的仪器稳定性好和灵敏度高,与CMG-3ESP 120S地震计相比,重力仪具有较宽的地震频带,其同震响应持续时间与波幅呈高度正相关性;3）福建重力台网仪器映震的最大震中距(Δ)与震级（M_S）存在对应关系,具体公式为M_S=-0.218(logΔ)3+2.056(logΔ)2-4.594logΔ+6.459。     

日本M9.0地震后云南测震数据中

2011-03-11日本M9.0地震后引发的地球自由振荡在测震和地倾斜观测数据中同时出现。其中，测震记录中出现大量低频长周期信号，这些信号的频率在地震计的通频带之外，难以用常规的地震计理论来解释。为判断该信号是地面倾斜还是地面平动，将该长周期信号分别假设为平动及倾斜信号，基于观测系统模型对整个观测过程进行仿真。结果表明， 日本9.0级地震后，洱源台测震数据中周期约为390 s（6.5 min）的通带外信号主要来源于地震计对地面倾斜的响应而非平动。     

CTS-1甚宽频带地震计

新建国家数字地震台网所使用的CTS-1甚宽频带地震计是一种具有甚宽频带、大动态范围、高灵敏度负反馈地震计。介绍了地震计的系统组成及工作原理。用多种方式给出了系统的传递函数，描述了仪器设计要点和系统测试，对仪器工作环境给予了特别的注意。最后简要介绍了地震计的应用情况。     

不同采样率下四分量钻孔应变观测同震变化特征

利用湟源台四分量钻孔应变观测的分钟值、1 sps、10 sps和100 sps四种不同采样率的观测数据,通过自检分析、同震应变阶分析和频谱分析等方法研究青海玛多M7.4地震同震变化特征。研究结果表明,分钟采样记录的地震波信息缺失严重,用分钟采样数据进行地震波初动、同震变化幅度等研究将会得到信度较低的结论;采样率越高,记录应变地震波信息的能力越强,但100 sps采样和10 sps采样结果相差不大,10 sps采样已能记录到比较全面的应变地震波信息;同震应变阶的变化性质和变化幅度与采样率无关;未来布设四分量钻孔应变仪时,建议应将采样率至少提高至1 sps。     

地震计阶跃标定信号去除方法研究

为去除地震计记录信号中的阶跃标定信号,将理论阶跃信号与多项式拟合方法相结合,提出一种去除阶跃标定信号的方法。通过对比不同时段地脉动信号的功率谱密度(PSD)发现,应用本文方法去除阶跃标定信号后的地震信号的PSD与真实信号的PSD较为接近,同时地震信号的各种震相可被清晰还原。     

MEMS加速度传感器在强震观测中的应用

提出基于MEMS加速度传感器的强震仪设计方案,并在强震观测中完成了地震加速度数据的采集、触发判断和存储.     

河北VP型宽频带垂直摆倾斜仪映震效能及时频特征分析

利用河北地区8套VP型宽频带垂直摆倾斜仪的连续观测资料,从映震特征及映震能力等方面讨论其映震效能,并对其时频响应特征进行分析。结果显示：1）河北地区宽频带垂直摆倾斜仪的映震能力与震级和震中距正相关,与震源深度负相关（崇礼台除外）;对于同一地震而言,各台站震中距的远近与仪器映震能力相关性不大。2）8套仪器均能记录到较为完整的远震地震波信息,从波形上能够清晰看到P波与S波的起始时刻。3）时频分析结果显示,仪器能够记录到较为完整的面波信号,但受采样率的限制,体波（P波和S波）信号记录不全,无法记录到0.5 Hz以上的信号。4）由于厂家修改了崇礼台仪器的高端截止频率参数,调整后仪器记录的高频成分增多,信噪比降低,对浅源地震的映震效能产生了与其他仪器相反的结论,对该仪器参数的修改结果需作进一步验证。     

青海玛多MS7.4地震安西站VP宽频带倾斜仪数据特征分析

青海玛多M_S7.4地震前甘肃省安西县地震监测站VP宽频带倾斜仪出现明显异常变化且记录到该地震的同震波形。结合CTS-1地震计进行融合分析可知,2套仪器同震波形的震相到时基本同步,表明2套仪器具有可靠性和一致性,但震相记录特征存在差异。2021-04-17 VP宽频带倾斜仪数据打破原有倾斜趋势,年变向西北方向倾斜,05-13恢复为向西南方向倾斜,震前记录到倾角急剧增大的方位与震中至台站的方位一致,倾斜旋转变化方向与区域构造应力方向一致。在同时段时均值数据时频谱中,异常时段存在（1.085~4.340）×10^-6 Hz(周期为64~128 h)的低频信号。此次地震中2套仪器的优势频率和时频变化特征存在显著差异,这种差异可能与2套仪器不同的机械结构、频段宽度、采样频率有关。     

VP型垂直摆倾斜仪观测频带的分析及改进

从仪器原理、传递函数和观测数据等方面分析目前在网进行1 Hz采样的VP型垂直摆倾斜仪在2~60 s周期内的频率特性,认为该仪器可以观测到频带内的信号变化,但因处于过渡带,观测幅度较真实幅度削弱约20~40 dB。对VP型垂直摆倾斜仪观测频带进行拓展,使2~60 s周期内的观测信号由之前的过渡带进入到仪器的通频带,结果与相同采样率的其他定点形变仪器的观测效果相同,将地倾斜观测量转换为加速度表达后,其幅频特性符合全球地震背景噪声模型。改进后的VP型垂直摆倾斜仪对于远距离震级不大的同震体波震相记录效果略优于改进前,但受地脉动影响,在识别非地脉动信号时需要采用更精细的方法和手段来提高识别效果。     

北斗/GPS双模分体式地震观测授时终端的研制

对当前地震观测仪器的授时技术现状进行阐述,统计并分析测震观测仪器授时终端的缺陷,针对性地提出基于北斗/GPS双模的分体式授时终端的设计,并通过硬件设计制作与软件功能调试,实现与地震数据采集仪器的成功对接。在地震台站试运行期间对所记录地震事件的测试结果验证了授时终端的校时准确性,设计达到预期效果。     

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