近场数字强震仪记录误差分析与零线校正方法

本文对数字强震仪记录进行了误差分析,并对国家强震动台网入网的5种型号数字强震仪系统作了振动台对比试验,分析了该系统加速度记录积分后速度和位移时程零线漂移的原因.本文提出了加速度记录的零线漂移校正方法和校正准则.为了印证零线校正方法的可靠性,对振动台试验中强震仪记录到的加速度两次积分得出位移时程与试验时记录到的绝对位移进行比较,计算位移和振动台绝对位移完全一致;对2008年5.12汶川8.0级大地震和1999年台湾9.21集集7.6级地震现场加速度记录两次积分后得出永久位移与两次大地震的GPS同震位移进行比较.结果表明,该方法对大地震近场仪器墩会发生倾斜或产生永久位移时加速度记录的零线校正有明显效果,可以给出加速度积分后的速度和位移并符合校正准则.本文方法解决了对大地震近场地面运动的研究停留在对峰值加速度和反应谱的研究阶段的困惑,满足了结构抗震对地面永久位移的需求.     

力平衡式加速度计仪器响应误差的校正方法

本文通过对数字强震仪系统使用的力平衡加速度计的仪器响应误差进行分析,提出了一个校正仪器响应失真的处理方法(微分-微分方法),即对未校正记录做低通滤波后运用近似理想微分器做两次微分得到校正加速度记录。针对大亚湾核电站地震仪表系统(K IS)给出了仪器校正示例,并编制了相应计算软件。该方法适用于我国强震动台网数字强震仪获取的加速度记录的仪器响应误差校正处理。     

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状,概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正,建议了解决强震仪器缺陷的措施,分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下:① 进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径;② 早期数字强震仪（力平衡加速度计频带范围0至30Hz）获取的强震动记录应进行仪器校正;③ 应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术,发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。     

电流计记录式强震加速度仪记录的失真及其校正

本文详细地研究了电流计记录式加速度仪的频率响应失真对强震加速度记录的影响,提出了对失真记录进行校正的两种方法:假想摆法和微分-积分法。计算与实验结果表明:这两种方法都能给出满意的结果,均可推广使用。作为实例,对1976丰11月15日宁河地震(M_L:7.1)的强震加速度记录进行了校正,最大校正量(幅值)达35％。此外,还对比了由失真加速度记录和校正加速度记录计算的位移曲线,表明这种校正工作对获得准确的地震位移曲线是十分必要的。     

近场大位移下GPS与强震仪记录的差异性分析

本文用频域仿真的方法对强震仪加速度记录积分得到位移记录,引入相关系数分析了大位移作用下的强震仪与GPS位移记录的一致性和差异性,结果表明,稳定激发下,两者水平向位移记录的初始相关系数均超过0.8,具有较大的相似度,但仍存在一定的幅值差异,本文主要通过对比分析大位移实验和稳定激发实验来研究该差异性。分析了大位移实验的信噪频谱,大位移实验与稳定激发实验的信号频谱,认为在大位移实验中,强震仪在问题频段的记录很有可能是信号而非噪声。随后,在转角时程中发现,在大转角位移作用下,强震仪和GPS位移记录的差异性表现得更明显,这可能是强震仪受工作原理限制,无法记录到旋转位移所致。随后,本文依据GPS记录的转角信息对强震仪位移进行修正,校正后的位移记录幅值差异明显减小,可以认为由工作原理差异致使参考坐标系的不同是引起两者记录幅值差异的主要原因,同时,也说明GPS能有效的校正强震仪在有转角的复杂观测环境下的位移记录。     

数字强震仪记录的长周期误差分析

对四种型号的数字强震仪作了振动台试验分析，发现加速度记录的背景噪声水平均较低，但均存在零线变动现象。所产生的长周期误差对加速度记录影响极小，但使积分位移产生很大的零线漂移，因而无法直接积分得到可靠的位移过程。在对不同校正方法进行了比较研究之后，提出了一种校正处理方法。     

宽频带强震仪与地震仪同一台基上记录仿真对比研究

本文依据作者提出的由加速度记录实时仿真速度、位移时程和由速度记录实时仿真加速度时程及位移时程时域实时方法,对福建省和黑龙江省在同一台基上记录到的宽频带加速度记录与速度记录分别进行了仿真,并与仪器记录进行了比较分析。结果表明,可由宽频带加速度记录仿真得到真实的速度与位移时程;由宽频带速度记录也可得到加速度时程和位移时程,但对加速度时程高频成分会有一定的损失;应用此方法也可以仿真得到某一型号地震仪或者强震仪记录。     

2001年7月7日天祝ML 4.4地震强震仪记录资料处理

对Etna固态存储数字强震仪记录的2001年7月7日天祝ML4．4地震的加速度记录进行了分析处理，对仪器响应和基线进行了校正，计算了速度和位移时程曲线及各种谱值，并对记录特点做了总结。     

2002年12月17日玉门ML4.5地震的强震仪多条记录资料分析

对2002年12月17日玉门ML4．5地震近场多道强震仪的加速度记录进行了分析处理，校正了仪器响应和基线，计算了速度和位移时程曲线及各种谱值，并对记录特点做了分析。     

强震记录仪器响应失真校正的权函数方法—时域离散序列数值分析方法与应用研究之二

简要评述了现有强震记录仪器响应失真校正方法的优点和存在的不足。在文献[1]的基础上，提出了对强震记录进行仪器响应失真校正的权函数方法，并推导建立了相应的计算公式。通过设计真实地震动为已知的算例，对加速度摆和速度摆强震仪的未校正记录，和用不同方法获得的校正记录的精度（或误差）进行了对比分析。理论和算例分析表明，本文方法简单、实用，具有很高的计算机精度且无稳定性问题。