长汀地震台VP宽频带倾斜仪常见故障分析与处理

2017年9月长汀地震台安装了VP宽频带倾斜仪,从这几年的运行情况来看,该仪器自动化程度、观测精度较高,能够为地震分析预报提供比较可靠的观测数据,但其稳定性较差,如：VP宽频带倾斜仪输出零漂较严重,常常需要调零,虽增加了自动调零装置,可通过网络实现远程调零功能,避免因人员进洞对仪器产生干扰,但调零模块经常出现故障,不是电机过载,就是芯片烧坏。本文通过对VP宽频带倾斜仪在日常观测中常见故障进行分析,寻找解决仪器故障的方法,并对VP宽频带倾斜仪日常维修进行总结,以备在今后的观测过程中快速判断仪器故障原因,及时完成仪器维修,确保资料连续可靠。     

蓟县地震台VP型宽频带倾斜仪和DSQ型水管倾斜仪同震响应对比分析

选取2019年蓟县地震台VP型宽频带倾斜仪和DSQ型水管倾斜仪记录的10个地震事件,基于前兆台网观测数据跟踪分析平台,对比分析2套观测系统的同震响应参数。在分析过程中,以2019年12月15日菲律宾棉兰老岛MS6.8地震为例,进行震相识别和快速傅里叶变换分析,并以2017—2019年日本岛弧地区地震记录为例,对比分析同震形变波振幅与震级的关系。分析结果表明：(1) 2套观测系统记录的最大响应幅度、响应延迟时间、响应持续时间具有一定规律和差异性;(2)在频率响应上,VP型宽频带倾斜仪记录波谱信息丰富,可识别P波、S波、面波,而DSQ型水管倾斜仪记录波形频率集中分布在2—32 min;(3)对于日本岛弧地区5—7级地震,VP型宽频带倾斜仪记录的波形振幅A与震级M的指数关系明显,而DSQ型水管倾斜仪对5级地震映震能力不强。     

日本9.0级地震后云南短周期地震计通带外信号的解释

正2011年3月11日日本9.0级大地震在全球引发了长时间的地球自由振荡。云南所有台站的宽频带地震计和地倾斜观测仪器都记录到了同步出现的长周期信号,其中,地倾斜观测记录中的地球自由振荡持续到震后的第3天甚至更长时间。除此之外,多个水库台网所有台站的短周期地震记录数据中也出现了大量特征极为相似的低频长周期信号,这些信号的频率远远超出地震计的截止频率,完全处于短周期地震计的通频带之外,这一现象难以用经典的地震观测理论     

西安台新山洞两套倾斜仪观测数据对比分析

西安地震台新山洞于2019年建成,覆盖层较厚、观测环境优良,内部日温度、年温度变化均符合形变仪器观测环境要求。通过对2020～2021年新山洞架设的两套地倾斜仪(VP和DSQ)观测资料进行对比分析,得出以下结论：(1)VP型宽频带倾斜仪数据完整率和连续率均大于99%,DSQ型水管倾斜仪2020年数据连续率和完整率小于99%。(2)两套地倾斜仪器都能清晰记录到固体潮汐,VP型宽频带倾斜仪两个测向记录波形较好,两套仪器均无明显年变形态,水管倾斜仪北南和东西向数据漂移较大,北西向波形较稳定。(3)DSQ型水管倾斜仪观测精度、噪声水平明显高于VP型宽频带倾斜仪。(4)新山洞覆盖层较厚,强降雨、大风等自然环境变化对观测没有明显影响。(5)以青海果洛州玛多县Ms7.4地震、青海海北州门源县Ms6.9地震为例,分析表明VP型宽频带倾斜仪记录到的同震变化较DSQ型水管倾斜仪时间早、幅度大、持续时间长,这与观测仪器的基线长度、输入信号的频率等有关。     

琼中地震台连续重力显著异常分析

2014年以来,琼中基准地震台连续重力观测数据出现较为显著的零漂转折加速和数据放大异常。经仪器观测系统检查、台站观测环境调查、数据分析等核实操作,分析认为:(1)零漂转折加速异常系观测环境影响所致;(2)数据放大异常系网络数据采集器故障所致。因此,2次异常均非地震地球物理异常。此类异常干扰判别可为其他重力台站观测数据分析提供参考。     

井下地震计方位角检测技术应用研究

本文利用波形相关分析法对井下地震计方位角检测精度及一致性进行分析研究.研究中在地表布设地震计进行不同距离、不同频带多套地震计方位角检测对比测试,并在四川泸州、宁夏灵武、陶乐、河南安阳、清丰、陕西定边等6个分别安装井下甚宽频带、宽频带、短周期地震计的台站,进行地表同台址不同频带多套地震计与井下地震计方位角检测及一致性对比测试.根据全球噪声模型1~10s之间存在明显的噪声峰值的特点,对测试数据进行0.2~0.3Hz带通滤波和仿真处理,通过分析得出,对于不同地震计组合,测试地震计方位角检测结果一致性较好,根据地表不同距离、不同频带地震计组合的检测精度和地脉动记录的特点,认为井下地震计方位角检测精度优于4°.     

CMG-3ESPC宽频带地震计稳态标定和传递函数构建

介绍了利用稳态正弦标定测定CMG-3ESPC宽频带地震计幅频特性的方法,换算仪器零、极点参数,重新计算了传递函数归一化因子并对测震系统的幅频特性进行了验证。     

JCZ-1T超宽频带地震计LP垂直通道记录的固体潮特征

JCZ-1T超宽频带地震计具有全频带覆盖特性,其低频端输出延伸到固体潮汐,利用地震计LP通道的垂直分向观测数据,经过处理获得有关的固体潮资料,通过对记录信号的频谱分析对其有了初步的认知。JCZ-1T超宽频地震计LP加速度垂直通道记录的观测信号以固体潮汐信息为主,用该仪器观测可以获取与地震相关的综合观测数据,分析JCZ-1T记录波形叠加的的固体潮信息有着重要的实际意义,通过对资料处理运用,可以与传统前兆仪器结合观测,拓展其研究应用领域,更好的服务于地震科学研究。     

甚宽频带地震计自噪声测试方法对比

在河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测研究站,对JS-120型甚宽频带地震计采用2台和3台地震计同址比测法进行同址比测。选取连续600小时观测数据样本,基于分频带概率统计法,提取自噪声优势概率典型值,分析测试结果差异。结果表明,3台法可通过互功率谱之比校正地震计之间传递函数的差异,得到的自噪声水平比2台法更低,结果更加稳定;当比测地震计之间性能存在差异时,自噪声较高的地震计会影响记录的相干性,导致其他地震计自噪声结果偏高;由于安装过程中存在不一致性,在接近二类海洋噪声频段的0.1—1 Hz频带,地震计自噪声功率谱曲线形态发生变化,且2台法表现更明显;在0.04 Hz以下的低频段,地震计自噪声水平较高,与观测背景噪声接近,在进行低噪声科学实验观测场地遴选和背景噪声水平评估时,应考虑低频段地震计自噪声的影响。     

MATLAB软件在鹤岗地震台地震观测记录中的应用

随着数字化地震计的应用和发展,数字观测资料中不仅记录了宽频带地震信息,也包含了大量的干扰信号。在实际工作中,对地震信息的分析处理影响很大,有时还会造成地震波形记录不完整或地震信号淹没在干扰信号中,很难再进行深入的分析和应用。因此,利用MATLAB软件设计IIR数字滤波器对不同记录中的干扰波进行滤波器设计,达到消除干扰波的目的。实例表明,此方法在台站应用效果良好。     

BBVS-60、CMG-3ESPC型地震计工作参数对比分析

通过在同一地点、同一环境下安装架设目前新疆测震台网使用较为广泛的BBVS-60型、CMG-3ESPC型地震计,使用同一类型数据采集器进行实时数据采集,对观测数据的噪声水平、动态范围等指标进行对比分析,探寻两类地震计在实际工作中的部分性能指标差异,为今后开展地震监测及相关研究工作提供依据.     

BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计性能及记录数据相干性分析

BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计目前在国内测震数字台网中广泛使用,但两种型号地震计在性能和各类指标上均存在差异。本研究分别在山洞和地表两类不同观测环境的台站上安装BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计,对同点记录的数据对比分析,计算相同分量间的相干函数值。结果显示,在比测台址观测环境下,两种地震计在0.02—40 Hz （垂直分量）和0.04—40 Hz （水平分量）频段内具有良好的相关性,其中,记录数据在高频（10—40 Hz）和长周期频段（10—50 s）的相关程度受环境因素影响较大。此外,在工作频段内,两种地震计所记录数据的相关程度与输入振动的强度有很大关系。本文分析结果可为设备选型、震相分析以及地震工程研究提供参考。      

数字地震仪频响特性与地动噪声功率谱计算

地震仪系统是一种稳定的线性动力系统,其特性可由系统的幅频特性和相频特性来描述。本文结合工作实例,分析地震仪系统的一般特性及BBVS-60和CMG-3ESP地震计传递函数的特点,给出数据计算过程中的数学解释,借助Matlab出色的计算功能,绘制地震计幅频特性曲线,并得出地动噪声功率谱值,为分析地震计频响特性、地震台站勘选噪声水平测试提供参考。     

数字地震仪参数设置方法的一些体会

本文是在我们工作实践的基础上,结合BBVS-60地震计和EDAS24IP数采组成的地震仪系统总结出了针对台站日常工作的一个有益补充,使得台站人员对数字地震仪有个清楚的认识,并产出高质量的数字地震记录。     

Seismometer self-noise estimation using a single reference instrument

A new method is presented for the self-noise estimation of a seismometer using a single, side-by-side, reference instrument and taking into consideration the misalignment in the orientation of both seismometers. The self-noise of seismometers is extracted directly from the measurements without using any information relating to the transfer functions. This procedure can be applied if the self-noise of the reference seismometer is well known and defined, or if the self-noise of the reference seismometer is sufficiently below the self-noise of the tested instrument and can be neglected. The latter case applies to this study. An algorithm is also developed where we apply self-noise data in order to determine the orientation misalignment between two seismometers, which is then resolved in three-dimensional space. This new method provides an estimate of the self-noise and can also be used to extract some parameters of the installed seismic system in comparison with the reference seismic system, such as generator constants and seismometer orientation or to eliminate unwanted noise sources, which have their origin in the seismic station’s design. The new technique was applied to the CMG-3ESPC and CMG-40T seismometers, where an STS-2 instrument served as the reference seismometer.     

On the suitability of 1 s geophone for ambient noise measurements in the 0.1–20Hz frequency range: experimental outcomes

Following the ongoing debate about suitability of short-period sensor for seismic noise measurements at frequencies lower than 1 Hz, in this study we compare recordings from two different seismometers (Güralp CMG-3ESPC and Mark L4C-3D) installed side by side in the GeoForschungsZentrum laboratory. The comparison carried out in terms of Power Spectral Density and coherency analysis shows an excellent agreement between the short-period and the broad-band recordings in the frequency band 0.2–20 Hz. Therefore, this result highlights that with a calibrated short-period sensor one can obtain the same results that would be obtained by using a broad-band seismometer in the band of engineering interest.     

Calculating the Station Corrections to Earthquake Energy Class and the Acoustic Impedance for Kamchatka Stations

This paper describes a method for calculating the station corrections to earthquake energy class and the acoustic impedance based on records of earthquake codas in the 0.8–1.8 Hz frequency band. The calculation is based on measurements of the relative coda level at two stations, with one of the two being used as the reference. The data were recorded by digital seismometers: CMG-3TB (GURALP), CMG-5TD (GURALP), CMG-6TD (GURALP), and GMS-AC-73i HHV (GeoSIG). We present estimates of class corrections for the Kamchatka network of seismic stations.     

Determination of a seismometer’s generator constant, azimuth, and orthogonality in three-dimensional space using a reference seismometer

To accurately predict the performance of a seismometer, knowledge of its key parameters is required. We present a new method that requires a single reference instrument to estimate some of the important parameters of the seismometer, such as the ratio of the generator constants, the orthogonality deviation, and the rotation in space and in the horizontal plane with regards to the reference instrument. The procedure is performed in the three-dimensional spaces where the Euler rotation theorem is applied in order to define a transformation, which is then used to transform the detection of the reference seismometer as well as the detection of the instrument under test. The estimated transformation matrix is defined as an upper triangular matrix, where its elements contain the information regarding the parameters of the tested seismometer, which are then evaluated using the Euler angles. The new method has been verified on a pair consisting of two STS-2 seismometers and on a pair consisting of one CMG-3T and one STS-2 seismometer.     

六安地区BBVS-60与KS-2000宽带地震计系统性能分析

通过对六安地区BBVS-60与KS-2000地震计系统记录台基噪声功率谱密度计算,和正弦标定数据处理,尤其通过对仪器系统记录地震震相分析,比较两种类型宽频带地震计系统的性能差异,为台站地震记录震相分析与仪器维护提供技术支持.