地电观测干扰地磁记录的原因及排除方法

1　地电观测干扰地磁记录地电供电观测干扰地磁记录 ,已成为全国既有地电手段又有地磁手段台站存在的通病 ,已严重影响这些台站正常记录 ,特别是垂直分量 ,其跳变幅度在 1～ 2 0 n T左右。超过《地磁台站观测规范》要求环境干扰水平小于 0 .1 n T,地电干扰已超出《地磁台站观测规范》要求几十倍甚至百倍以上* 。为解决地电供电观测干扰地磁记录 ,我们查阅了一些有关资料 ,图 1　蒙城台地电、地磁布局相对位置分布进行了大量的实验研究 ,试图寻找排除干扰的办法。图 1是我台地电和地磁布局相对位置图。图 1中 E为地电工作房 ;F为地磁仪器房…     

利用地磁台站数据和站间传递函数估算长周期大地电磁测深的本地阻抗

大地电磁测深的有效信号为天然电磁场,容易受到人文电磁噪声干扰,如何提高大地电磁资料的信噪比,已经成为制约大地电磁应用和发展的一个重要因素.本文利用地磁台站数据,首先将地磁台站数据转化为长周期大地电磁测深所采集的磁场数据格式,利用远参考方法估算长周期大地电磁测点与地磁台站之间的站间传递函数,包括长周期大地电磁测点电场与地磁台站水平磁场之间的拟阻抗,以及长周期大地电磁测点水平磁场与地磁台站水平磁场之间的水平磁场传递函数,将拟阻抗与水平磁场传递函数相乘便可以得到长周期大地电磁测点本地阻抗的无偏估计.实测数据处理结果表明,该方法可以提高本地阻抗估算的数据质量,减小阻抗估算误差.     

基于遗传算法的磁通门磁力仪观测数据一致性校正

在对全国地磁台站磁通门磁力仪记录数据的质量效能评估中发现,多个台站存在同台观测仪器的记录数据曲线不一致问题.针对这类问题,研究人员对多种地磁观测数据影响因素进行了定性或定量的分析.本文通过分析格值系数及姿态角对磁通门磁力仪记录数据的影响规律,建立磁通门磁力仪三轴校正模型,构建目标函数,并利用遗传算法对模型进行求解,测定仪器姿态角和格值系数,根据测定结果对记录数据进行一致性校正.数值模拟计算和台站实测实验结果表明:利用该算法解算的格值系数精度优于0.002,姿态角精度优于0.15°.根据解算结果计算,日变幅为50 nT时引入的日变形态不一致误差小于0.13 nT,满足国家地磁台网对地磁相对记录数据日变形态不一致误差的要求.     

台风“烟花”对江苏地区台基噪声自相关函数卓越周期的影响

2021年第6号台风“烟花”是2021年度对江苏地区影响最强烈的台风。地震台站台基噪声是影响观测质量的关键因素,为了探究台风“烟花”对江苏地区地震台站台基噪声的影响,利用江苏地震台网2021年7月1日至8月3日记录的连续波形数据,通过计算波形自相关函数卓越周期与台基噪声水平的速度均方根有效振幅（RMS）,研究其与台风参数之间的关系。结果表明：①在台风“烟花”初始发育阶段,卓越周期由平时的2—4 s逐步上升到4—7 s,随着台风影响范围逐渐向陆地转移,卓越周期缓慢降低,随着台风完全登陆并不断减弱,卓越周期又恢复到正常水平;②在台风“烟花”的整个进程中,绝大多数台站的RMS值变化幅度不超过正常值的15%,各台站RMS值变化幅度在正常波动范围内。     

子午工程二期自动磁通门经纬仪

地磁台站观测有相对记录和绝对观测2种，相对记录数据需经基线值改正后方可得到地磁场要素的实际值.磁通门经纬仪是获取基线值的基本设备之一，在地磁观测中发挥着重要作用.目前台站采用的磁通门经纬仪需人工操作，人为因素会对观测数据质量产生影响，因在偏远地区和环境恶劣地区无法实现地磁绝对观测，造成地磁绝对观测的空间覆盖空白.子午工程二期将在我国大陆地区首次开展自动化磁偏角和磁倾角地磁绝对观测，必将推动地磁绝对观测技术创新与发展.自动磁通门经纬仪是我国自主研发的磁偏角和磁倾角自动化观测设备，采用无磁材料和压电电机，通过优化设计与改进加工工艺，以及引入多参量误差补偿算法，有效克服和消除了系统误差，提高了测量精度.该设备在河北涉县台、吉林合隆台、陕西乾陵台和北京白家疃台等台站开展了长时间的实际观测，并与台站的人工磁通门经纬仪观测结果进行了对比.结果表明，自动磁通门经纬仪的主要性能指标达到了人工磁通门经纬仪水平.该设备也通过了中国地震局前兆设备入网测试，功能和性能指标符合地磁台站地磁绝对观测要求.     

汶川地震前后各台站台基地动噪声变化分析

利用"5·12"汶川地震前后三分向连续波形数据,对四川台网51个测震台站台基噪声功率谱进行计算,得到每个台站速度功率谱密度曲线及地面运动的速度记录的功率谱密度在1~20 Hz频带范围的均方根值,对地震前后各台地噪声水平进行了对比分析,结果表明:(1)51个台站的速度功率谱密度曲线均在高噪声和低噪声模型曲线间;(2)历经"5·12"汶川地震及"4·20"芦山地震后所有子台均适应宽频带观测要求,台站观测环境噪声水平全部符合规范要求。     

新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析

利用新疆地震台网资料和功率谱密度法,以台站噪声的功率谱密度中值曲线作为评估台站噪声水平的依据,对6个台站的噪声水平进行了评估。对比不同台站的功率谱密度和气枪震源信号的识别情况发现,通过2000次叠加,可以识别气枪震源信号的台站的噪声水平均低于无法识别气枪震源的台站,噪声功率谱密度最大差值为40dB,最小差值15dB。最后通过对噪声水平的评估,判断部分台站无法识别气枪震源信号的主要原因是台站噪声水平较高造成的。     

管型相对地磁记录室稳定性分析

宝坻地震台是首例采用玻璃钢管形构件建设地磁相对记录室的台站,通过一年多记录的数据与绝对观测数据等资料进行对比分析,结论是玻璃钢管形构件地磁相对记录室是稳定、可靠的,在地磁台站建设中可以推广使用。     

地磁日变化记录准确度标定结果分析

为了定量考察地磁相对记录仪器记录到的地磁日变化的准确程度,对我国地磁台网中7个地磁台站2009年度的日变化准确度标定基线值数据的精度和稳定性进行分析,并选取成都、喀什2个台站2009年、2010年的数据,研究标定基线值随地磁日变化的变化情况.结果表明,在整个观测时段,D、H、Z三分量基线值的变化幅度及测量误差很小,在选...     

新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析

利用新疆地震台网资料和功率谱密度法,以台站噪声的功率谱密度中值曲线作为评估台站噪声水平的依据,对6个台站的噪声水平进行了评估。对比不同台站的功率谱密度和气枪震源信号的识别情况发现,通过2000次叠加可识别气枪震源信号的台站的噪声水平均低于无法识别的台站,噪声功率谱密度最大差值为40d B,最小差值15d B。最后通过对噪声水平的评估判断,部分台站无法识别气枪震源信号的主要原因是台站噪声水平较高。     

烈度仪记录与强震及测震记录的对比分析以2015年河北昌黎ML4.5地震为例

以2015年河北昌黎M_L4.5地震中测震、强震及烈度仪台站记录到的事件波形为研究对象,通过对比分析挑选的两组观测台站的记录波形以及不同台站的噪声记录特征,获得了烈度仪台站观测记录能力及特点的认识.结果表明:烈度仪台站产出的记录在部分频段 (1—10 Hz) 与传统强震台站、测震台站均有较好的一致性,但在中长周期部分存在较大差异;在相同观测频带 (0.1—10 Hz) 下,由烈度仪台站记录积分得到的速度时程、位移时程也与强震台站、测震台站的观测结果具有良好的相关性,说明烈度仪台站产出的加速度记录具有一定的可积分性;烈度仪台站记录的噪声水平远超出强震台站和测震台站,基本为仪器自噪声,不包含天然地脉动成分.此外,由于本研究所用的烈度仪采用了16位的A/D转换器,对震相到时的精确拾取产生了不利影响.综上,本文认为烈度仪台站较适用于中强地震的近场观测.      

2016年门源6.4级地震地磁谐波振幅比异常特征分析

2016年门源6.4级地震为甘—青地区孤立地震事件,且震中附近地磁台站分布均匀,分析总结此次地震前后地磁谐波振幅比变化特征。结果显示：①地震发生前后,震中附近台站地磁谐波振幅比下降—转折—恢复的异常变化过程,持续时间约1—2年;②震中距较小的台站记录显示,地震基本发生在谐波振幅比曲线转折恢复的变化后期阶段,且异常持续时间长;震中距较大的台站记录显示,地震一般发生在曲线趋势性下降—转折阶段,且异常持续时间稍短;③地震发生后,距震中较近的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向所有或大部分周期基本趋于恢复状态,且同步变化;距震中较远的台站1年内Y_ZHx（NS）和Y_ZHy（WE）方向大部分周期未达到恢复状态,且不同步变化显著。     

中国部分地磁台站年均值与IGRF模型一致性分析

利用中国部分地磁台站1990～2003年的年均值资料,研究了台站年均值与IGRF模型计算值的一致程度,结果表明：①我国地磁台站的长期变速度与IGRF模型的长期变速度有差异：总体来讲,我国台站磁偏角D和垂直强度Z的长期变速度低于IGRF模型的相应速度;水平强度H的长期变速度在1990～1995年间高于IGRF模型的相应速度,在1995～2000年间低于IGRF模型的相应速度;②台站年均值与IGRF模型值的差值曲线中,H和Z有明显的起伏,反映了地磁场长期变的非线性;③虽然有上述长期变上的差异,但对于同一个台站,各地磁要素年均值与IGRF模型值的差值的标准偏差均低于IGRF模型的误差水平,说明IGRF模型与台站年均值的一致性比较好;④对于同一地磁要素,不同台站的年均值与IGRF模型值的差值的平均值相差较大,反映出台站所在位置地壳磁异常的巨大差异。通过总结上述工作,文中还讨论了地磁台站保持长期可靠运行的重要性以及地磁台网历史观测资料抢救的紧迫性。     

利用卡尔曼滤波技术提取地磁规则日变化

地磁规则日变化的有效提取能够提高地磁活动指数现报的准确性.本文基于1998—2013年北京十三陵(BMT)台站的地磁数据,利用卡尔曼滤波(KF)方法提取了地磁场规则日变化(S_R)曲线.该方法提取的S_R曲线具有明显的逐日变化特征,能够准确反映S_R曲线的季节变化和地方时效应.根据KF方法得到的S_R日变幅度逐日变化的结果,改进了K指数的量算方法,重新计算了十三陵台站的K指数以及Ak指数,并分析了S_R日变幅度的逐日变化对K指数量算的改进程度.分析结果表明,当K≤3时,KF方法可以较好地改善S_R曲线扰动幅度的计算,提高了地磁规则日变化提取的有效性,从而改进相应的地磁活动指数的量算.     

云南景谷M_S6.6地震前地磁ULF异常信号变化

采用云南地磁台站通海、景谷、勐腊磁通门记录秒采样数据,分析了3个台站当地时间22时到次日2时(世界时15—19时)之间垂直分量(Z)和水平分量(H)在特定0.01～0.05Hz范围的辐射谱强度。结果表明,在震前垂直分量并没有强烈和清晰的ULF信号强度,3个台站水平分量ULF信号趋势性上升和震时反常的信号衰减现象,则反映震前超低频地磁信号产生扰动。     

北京地磁台的磁环境监测

对北京地磁台建台以来,台站周边环境随着北京城市化进程发生的变化做了较详细的描述.利用几次在台站地磁观测区范围内的地磁场梯度观测资料,分析了台站地磁观测场地磁场梯度的变化情况,并对现有地磁场梯度环境进行了评估.为北京地磁台及全国其他台站,在现有条件下的地磁观测工作提供了有益的参考.     

地磁台站的城市轨道交通干扰的小波抑制方法研究——以天津轨道交通干扰为例

我国地磁台站观测环境日益受到轨道交通干扰影响,导致地磁观测数据质量下降,制约地磁观测发展.因此,开展干扰抑制的数据处理方法研究,最大限度抑制干扰是提高观测数据质量切实可行的方法.本文提出轨道交通干扰的小波域噪声阈值抑制模型及方法.以天津轨道交通为例,选用受干扰的天津静海地磁台和未受干扰的参考台站河北红山地磁台观测资料,...     

上海市地震局综合深井台地磁记录数据质量初步分析

城市的快速发展使地震前兆监测环境日益恶化,特别是地磁记录观测受到严重影响。为减少人为干扰对地磁记录的影响,近几年上海市地震局开展深井综合观测,其中就包含地磁记录。本文就地面台站的地磁记录资料和深井地磁记录的资料进行对比,分析其记录数据的特征,给以后开展深井地磁观测记录的单位提供参考与借鉴。     

CB-3记录仪温度控制系统

德都地磁台始建于1976年,用于安装地磁记录仪的记录室是北方台站中唯一的一个纯地上建筑,很难达到《地磁台站观测规范》中对地磁记录室要求的日温差≤0．3℃、年温差≤20℃,特殊地区不大于30℃的标准,特别是最近几年,由于房屋墙体的保温材料下沉,使保温层出现裂缝,造成记录室的日温差、年温差在温度变化明显的季节,都严重超差,从而严重影响本地震台水平分量、垂直分量的基线值精度。为此,我们研制了CB-3磁变仪的温度控制系统(国家地震局,1990;中国地震局,2001)。     

地磁实测值与IGRF计算值的差异的变化

选择了北京、关岛等6个地磁台,作它们的观测值与IGRF值之差随时间的变化曲线,结果发现,以上6台站地磁测值的异常变化都与附近发生的大震相关,而且震级越大、离台站越近,异常变化越大、越早.而且用IGRF作参考场既可靠又方便.