数字地震观测网络通讯与记录系统

介绍了基于国产方舟SOC及嵌入式Linux操作系统的数字地震观测网络通讯与记录系统. 它支持TCP/IP计算机网络通讯协议，具有自监控、自复位功能，支持大容量固态存储器，功耗小，授时精度高，运行连续可靠，可以通过网络同时向20个客户端提供实时波形数据服务，满足固定台网观测、虚拟地震台网观测的实时波形数据传输的需要，也适用于流动观测、强震观测及地震勘探观测等.      

一个紧密结构地震台网中心核心数据处理系统

介绍一个基于UNIX类操作系统的紧密结构地震台网中心核心数据处理系统。 该系统适用于复杂结构的数字地震台网中心, 支持以比较低的成本, 可靠地完成地震台网中心的核心任务, 可以接收来自串口和网络的实时地震波形数据, 支持虚拟数字地震台网组网要求的节点数据服务功能等。 该系统的数据服务协议具有实时性高、 通讯可靠、 适应范围广等特点, 可以满足包括地震预警在内的所有实时地震数据应用的需要。 系统结构紧凑, 自动化程度高, 安全, 稳定, 系统伸缩性大, 可以满足台站数目不大于100个的数字地震台网中心的需要, 同时也可以作为大型数字地震台网中心的处理节点, 构成大型数字地震台网中心的数据处理系统。     

基于互联网的强震仪监测网络系统的设计与实现

密集布设的MEMS强震仪台网获取的准实时强震观测数据,可以为震后灾情快速判断和平时地震学基础研究提供科学依据。本文阐述了利用3G/4G无线通信和L2TP（Layer Two Tunneling Protocol,第二层通道协议）VPN（Virtual Private Network,虚拟专用网络）技术,基于互联网组建MEMS（Micro Electromechanical System,微机电系统）强震仪监测网络的主要步骤和实现过程,实现了MEMS数据的实时传输。提供了一种简单的组网模式,为建立灵活、实用、覆盖面广,并具有一定安全性的密集监测网络提供参考。     

线缆式海底地震观测技术——以浯屿岛海底地震观测台为例

地球科学研究的新型观测平台——线缆式海底地震观测台（网）,是一种基于海底光电复合缆的光电传输技术,将传统的陆地地震观测台站向海区延伸、弥补海区地震观测台站的不足,实现实时、长期连续观测地球内部过程的新技术,目前已成为海洋科学的创新性研究平台,相关的技术方法也有了突飞猛进的进步.2018年,我国研发建设的"福建近海海底地震观测台",在前人探索研究的基础上,突破了线缆式海底地震观测台（网）关键技术,实现数据实时传输功能,具备进入地震行业网的能力.经过超过三个月的试运行检验,证实了系统的稳定性和可靠性.本文详细介绍了福建浯屿岛海底地震台（网）研发的关键技术与建设流程、关键技术环节相关规范和检测结果.地震采集数据结果表明,浯屿岛海底地震观测台实现了数据实时流服务,并可接入中国地震局JOPENS系统,数据实时传输正常,并自动存储实时波形数据;试运行期间以实际99%以上的高运行率,达到了国家测震台网管理规定的优秀标准.研发结果可为我国今后的海底地震观测台（网）建设提供重要参考指标与经验借鉴.     

地震观测仪器的MiniSEED数据格式的实现

为适应地震观测台网的数字化、标准化和数据网络资源共享的要求,研究实现了在地震观测仪器的Linux系统中直接生成MinisEED数据格式,使数据的记录、网络化传输和接收处理更为快捷、准确,适用于地震观测仪器的实时数据交换与存储.     

一种新型分量式钻孔应变仪数据采集单元的设计及应用

本文根据新一代RZB型分量式钻孔应变仪的信号特点,设计了一种新型数据采集器.本设计采用了基于32位ARM的工控核心板以及嵌入式Windows CE操作系统作为软硬件平台,集成了总线数字信号与多通道高精度模拟信号的数据记录单元,实现了分量式钻孔应变观测系统的数据采集、存储、传输以及远程监控.实际测试表明,本采集系统具有高分辨率、低功耗等特点,主要参数指标达到了新型RZB型分量式钻孔应变观测系统信号采集要求.实际台站应用表明,本系统具有较高的可靠性和稳定性,可满足实际台站观测要求.     

基于物联网技术的便携式地震流动观测网关设计

针对地震野外流动观测网络系统的无公用网络、流动性强、范围广、密度大、环境复杂的观测模式特点,又为了解决地震野外监测的低成本、高效传输、快速部署的台阵组网难题,以LoRa为主要通讯网络,结合Wifi和ZigBee无线网络技术,设计实现一种便携式、低功耗、快速组网的无线复合通讯网关。实验测试表明,该网关在LoRa组网下可以实现2 km范围内最高21 kbps空中传输速率的网络通讯状态,适用于地震野外监测高效传输、快速部署的台阵组网。     

低漂移地磁相对观测磁通门磁力仪

针对地磁相对观测工作存在的时间及幅值漂移等问题,进行时间一致性、幅值低漂移以及网络通讯等关键技术研究,开发了由低漂移磁通门传感器和低漂移数据采集电路组成的地磁相对观测仪器,将研制的3台仪器与昌黎后土桥地震台现有GM4磁通门磁力仪进行对比测试,并对测试数据进行日形态变化和预处理分钟值等分析,结果表明,3台待测仪器30天内漂移小于1个采样点,日变化曲线一致性强,与GM4数据曲线最大偏差小于0.7 nT,满足地震台站相对记录设备技术指标的要求。     

对地震流动台网组网的初步研究

较为详细地阐述了地震流动台网在不同地理环境及通信条件下的快速组网方式,利用目前的各种通信方式根据不同的通信条件组建与其相适应的网络。通过这些通信方式的组合交叉使用来克服通信中遇到的困难,很大程度上保证了数据的实时传输。同时,对流动台网中心的组网也做了阐述,包括数据的接收、转发、分析以及对数据的处理和备份。     

流域化数字水库地震台网监测系统

雅砻江数字水库地震台网技术系统按照流域化建设和运行模式,以科学合理的测震台站布设、多样化及时通信组网方式和现代化台网中心,构成一个台站流域化布局、地震数据传输通信方式多元化、监测成果实时共享的水库地震监测系统,为工程安全监测和区域防震减灾及相关研究工作提供准确详实的基础资料,并为同类工程及大规模水库地震台网的设计和建设提供参考依据。     

地震观测无人值守台站信息智能化观测系统研究

为了保证地震观测台站的正常运行,解决当前台站动行观测系统存在的抗干扰性不高、观测结果与实际结果不一致,资源利用不足及工作效率不高等问题,利用多种技术相结合的方式,设计一套集设备管理、地震观测无人值守台站信息采集、信息通讯、信息管理与应用为一体的地震观测无人值守台站信息智能化观测系统。考虑到地震观测台站工作任务的特殊性,分析台站运行状态观测系统应具备的功能;为了实现实时监测、及时抢修以及远程操控,采用具有双通道可切换的12 V稳压直流电源和UPS作为观测系统供电设备,采用有线、无线双线路备份的方式集成网络通信系统,并实现人机交互设计;在此基础上,重点设计包括用户管理、值班工作管理、台站设备管理、台站运行状态观测、故障预警以及故障派单及抢修等系统软件部分,完成系统设计。性能测试结果表明,设计系统能够在网络中断时继续保持信息传输连续率,工作效率较高,具有较强的抗干扰性、稳定性和可靠性,同时没有造成较大的资源浪费。     

天津简易烈度计地震预警试验区建设

通过建设80个简易烈度计观测点,与天津行政区内具备实时传输能力的测震台站和强震动台站共同组建了天津地震预警观测网络,初步实现了地震预警功能,提升了天津行政区的防震减灾能力,同时开展地震预警信息服务试验,为政府和社会提供地震预警信息。本文介绍了天津简易烈度计地震预警试验区的建设情况、台站分布情况、仪器性能指标、数据处理及数据记录情况,并探讨了简易烈度计在预警台网中的应用,获得了初步认识。     

基于北斗卫星的地震应急现场通信系统应用研究设想

破坏性地震发生后,传统的地面通信网络会受到严重的破坏,甚至会处于瘫痪状态,无法保证前后方应急指挥部之间的数据传输、应急通信、指挥调度等应急需求。为了确保地震应急指挥的顺利开展,需要有一套安全、可靠的通信系统,而我国自主研制的北斗卫星导航系统（BDS）是全球性的卫星导航系统,具有精准定位导航、精密授时、短报文通信等功能,可以在灾害应急指挥中发挥重要作用。因此,从地震现场应急工作的需求出发,在分析各种通信技术的基础上,研究探索一种基于北斗卫星导航系统的地震应急现场通信系统,以满足快速获取灾情信息、精准定位灾区位置、实时传送灾情报告的地震现场应急需求,保障地震现场通信能够畅通无阻,确保应急指挥顺利开展。      

基于地震监测能力的地方测震台网布局优化

为解决带约束条件的台站选址问题,本文借鉴公共服务设施选址最优化理论,深入分析测震台网监测能力的构成要素,并考虑地形坡度、环境噪声水平、台站布局等约束条件,建立了基于地震检测能力、记录能力和定位精度的台网布局最优化模型。之后以成都市测震台网为例,经模拟退火算法求解,获得了分别满足重点监测区和非重点监测区地震监测能力需求的台网布局优化方案,明确给出了新增或新建监测台站的地理位置。      

强震观测用MEMS型加速度计研究

强震观测中记录的加速度时程是城市大型建筑抗震设计的重要依据,为城市抗震设防提供可靠的数据支持。因此,对加速度计在稳定性、线性度、动态范围和直流响应等性能方面有着很高的要求。提出利用静电力反馈控制技术与传感器技术相结合形成闭环力平衡式MEMS加速度计,使之具有良好的低频特性。并采用四阶ΣΔ调制器完成低噪声信号采样,确保其动态范围高于140 dB,完全满足现有强震观测规范对该项指标的要求。     

基于WSN的分布式节点地震仪分层通信网络

针对深部探测对节点地震仪器提出的质量监控和数据现场回收要求,本文设计了基于WSN的三维地震勘探分层通信网络.分层网络由骨干网和多跳网两个网络层构成:骨干网使用LTE技术与监控中心进行数据交换,并实现了链路带宽的合理分配与大范围的信号覆盖;多跳网结合地震勘探的特点,使用私有路由协议和数据传输协议完成了仪器的组网与数据的接力式传输.测试结果验证了组网协议的设计正确性与数据传输的稳定性,且网络总体性能满足实际应用的需求.数据多跳传输实现了无线局域网技术的远程访问,从而提高了勘探作业效率.     

地震前兆野外流动观测无线组网系统

针对目前地震前兆野外流动观测的测点分散在各地、数量众多的特点,采用基于无线宽带接入的McWiLL系统的组网技术,通过设备与无线接入系统的连接、宽带无线网络接入系统、前兆流动观测中心管理系统的前兆野外流动观测通信系统将来自这些采集点的大量数据实时可靠地传送到监控中心,从而实现远程仪器监测、数据传输等.     

数字地震仪的发展历史及展望

地震仪经历了光点，模拟和数字的变化，数字地震仪本身由16位发展到24位，其附属设备（电缆，检波器）也是到了不同程度的发展。近年来，I／O等公司利用MEMS技术研制了新型地震检波器，这一新的发展对于地震采集尤其是多分量采集带来重要影响。     

"九五"四川数字强震台网的建设与发展

在2005年以前的4年时间里,四川省相继建立了若干数字强震子台,以前的8个布局不合理的老旧模拟式强震台全部退役,取而代之的是22个分布于四川省内各主要地震多发地带的数字强震台,从而结束了连续十几年无数字强震观测成果的历史。现在获取记录的数量和质量正在逐年成倍增长,与仪器相关的软件分析系统得到进一步改进,在数据常规处理后,还将四川省现今所有的数字强震仪都转变成了“烈度仪”,为防震减灾工作提供了最直接服务的观测资料。     

Automated Estimation of Seismic Shaking Intensity from Instrumental Data in Quasi-Real-time Mode and Its Use in the Operation of the of Seismic Early Warning Service in the Kamchatka Region

Early warning systems are becoming increasingly important in the modern world. These systems combine several components: predictive systems (For example, tsunami warning systems), earthquake early warning systems, emergency message services, and systems of seismic damage monitoring. Information about shaking intensity becomes especially important in the case of a strong earthquake occurrence. These data are necessary for planning emergency rescue operations, but they are difficult to collect in a natural disasters situation because of possible communication problems. Application of data on instrumental seismic intensity may make it possible to solve this problem. Early warning systems predicting seismic intensity distributions just after the occurrence of an earthquake have already been developed in many seismically active regions of the world. Such a system also needs to be implemented in Kamchatka, where the strongest earthquakes can produce extremely high values of strong motion acceleration. As a result of the development of a system for seismological observation in Kamchatka, a unified specialized system for collection, transmission, archiving, and processing of seismic information was created. Seismological observations in Kamchatka were significantly improved with the update of the tsunami warning service in 2006–2011. As a result, a network of strong motion stations is currently operating in Kamchatka and can serve as a basis for creating a quasi-real-time seismic early warning system under the auspices the Kamchatka Branch of the Geophysical Survey, Russian Academy of Sciences (KB GS RAS). It uses data from strong motion stations to estimate the instrumental seismic intensity in quasi-real-time mode and visualizes the results. During the operational period while the service is being intensively used in the framework of the Seismic Early Warning Reports Tsunami Warning Service in the Kamchatka and Sakhalin branches of the GS RAS for real-time warning of interested parties about the shaking intensities at observation points, the technology implemented in this service has proved highly informative. In total, 75 messages on instrumental intensity in various places of Kamchatka krai and the northern Kuril Islands (Paramushir Islands) have been sent since the service was commissioned at the end of 2014. The currently operating version of the service has proved its informativeness and applicability for special departments of the Emergency Situations Ministry. In addition, real-time warning has improved coordination between the departments of KB GS RAS, and the results of this system are being used in a number of basic research projects. Further development of the service is related to the creation of denser instrumental networks to record strong ground motions and the transition to automatic decision-making and message sending.