地震计与垂直摆倾斜仪同点观测数据对比

利用垂直摆倾斜仪与地震计进行同点观测对比实验。将传感器输出信号统一采样后,以时域背景噪声包络为标准对数据进行统一量化,计算振幅谱,根据振幅随频率的变化判断2种仪器对不同信号的检测能力。在此基础上,以背景噪声、地震波、固体潮汐为天然测试信号测试2种仪器的检测能力。结果表明,对于固体潮汐所在的长周期频段的信号,垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计,地震计在该频段的记录数据主要来源于仪器噪声;对于远震面波,2种仪器皆有较好的记录效果,其中垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计;近震及地方震引起的高频地震动处于垂直摆倾斜仪设计的响应通带之外,数据可比性不大。     

汶川地震前泰安台摆式倾斜仪异常现象分析

对泰安台水平摆和垂直摆倾斜仪长期观测资料进行了分析,通过对M2波潮汐因子变化和矢量图进动轨迹的分析发现,汶川地震前存在异常现象.     

通海台垂直摆受建筑载荷影响的数值模拟研究

针对通海台垂直摆NS和EW测项自2019-04出现同步趋势转折变化,计算2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子。结合监测井等地下介质结构资料,构建通海台沿垂向分层的三维有限元物理模型,定量分析不同岩石参数模型下建筑载荷对通海台NS向及EW向位移影响的差异特征。结果表明：1）2019-04后NS测项N倾变化量达到约2 750 ms,而EW测项E倾变化量达到约580 ms,NS测项趋势变化量显著大于EW测项;2）2017~2020年NS和EW测项M₂波潮汐因子较为稳定,NS测项M₂波潮汐因子在0.7左右波动,EW测项M₂波潮汐因子在0.52左右波动,数据的转折变化未能在潮汐频段引起同步变化;3）位于通海台东北部的医院建筑物载荷在通海台附近产生N向和E向位移加载,与垂直摆NS和EW测项在2019-04后出现的N倾和E倾趋势转折变化较为一致,模拟得到的N向位移量约为E向位移量的3倍。     

五台地震科技中心SSQ-2I型石英水平摆倾斜仪资料分析

分析五台地震科技中心SSQ-2I型石英水平摆倾斜仪的基本运行情况,并对水平摆倾斜仪的年、月、日变化特征及计震能力进行研究,对比实际观测中潮汐因子、均方差、年变幅和年零漂,总结归纳形变观测中的常见干扰源,为精准识别异常特征提供参考。     

观测墩改造对摆式倾斜仪观测质量的影响

对马陵山台VS型垂直摆和SSQ-2I型水平摆倾斜仪搬迁前后的观测资料进行对比分析。结果表明,仪器搬迁后内精度m_γ优于搬迁前,NS向分量的精度显著提高。搬迁后2套仪器噪声M₁显著降低,稳定性更好。     

VS型垂直摆倾斜仪电容测微传感器摆动误差分析

根据高斯定理分析并推导出非平行平板电容器的电容计算公式,并将其结果用于分析VS型垂直摆倾斜仪的三片式差动电容特性,得出了垂直摆在摆动情况下倾斜角与输出电压非线性关系的表达式.按仪器的结构参数计算了非线性误差的大小,以及线性化近似处理的范围.结果说明倾斜仪输出特性线性化处理合理可行.最后介绍了一种电容传感器装配的妥善方法和允许的装配误差.     

涉县地震台VS型垂直摆倾斜仪与DSQ型水管倾斜仪观测资料对比分析

选取涉县地震台VS型垂直摆与DSQ型水管倾斜仪2015~2018年的观测资料,采用形态对比法、Venedikov调和分析法、相关性分析法检验两者反映同一区域地倾斜量及同步变化的能力。结果表明,两者在排除倾向变化影响的前提下,月变及年变形态一致性较高,且固体潮记录清晰、地震记录及时准确。潮汐因子及其相对误差结果显示,2套仪器的精度均满足要求,相关性分析结果表明两者在排除倾向变化影响的前提下具有较高的相关性。     

三类倾斜仪故障现象分析

分析总结2017~2019年湖北前兆台网中DSQ型水管倾斜仪、VP型宽频带倾斜仪、VS型垂直摆倾斜仪3类倾斜仪的故障现象、原因及解决方法,为分析预报人员判断地震前兆异常提供科学依据,为仪器维护人员判断仪器故障提供借签。     

国家知识产权局授予VS型垂直摆倾斜仪“发明专利证书”

由中国地震局地震研究所胡国庆、蒋幼华、张道忠等共同研制的小型垂直摆倾斜仪(VS型垂直摆倾斜仪)，经中华人民共和国国家知识产权局审查通过，授予国家发明专利权，并颁发专利证书。专利号：ZL99116673．6，国际专利主分类号：GO1C9／12，授权公告日：2003年11月5日。     

库尔勒台重力、体应变、水平摆数据固体潮汐分析映震研究

主要以库尔勒地震台GS-15型号重力仪、体应变、水平摆记录到的观测数据为研究对象,通过潮汐变化分析固体潮M₂波、O₁波潮汐因子等异常次数,再结合实际发生的地震统计异常对应率及虚报率,计算其异常对应效能,最终判断固体潮M₂波、O₁波潮汐因子可否作为地震前兆异常指标。     

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。     

利用M2潮波振幅因子精密测定gPhone弹簧重力仪的标定因子

用SG-C053超导重力仪长时间观测数据潮汐分析结果中的M2潮波振幅因子,对同址观测的28台gPhone重力仪标定因子进行了精密测定,结果表明,28台仪器标定因子的变化范围为0.999 9~1.019 6,反应出仪器的标定因子在出厂前已经过测定,但在新的观测位置产生了微小的变化。对经过改正后的观测数据重新进行分析,得到的M2潮波振幅因子精度均优于0.8‰,去除漂移后的残差时间序列中重力非潮汐变化为(4~10)×10^-8 ms^-2,周日波振幅小于0.1×10^-8 ms^-2,半日波振幅小于0.3×10^-8 ms^-2,较之测定前有明显的改善。因此利用精确的M2潮波振幅因子测定仪器的标定因子,能够保证所有gPhone弹簧重力仪在统一的潮汐基准下观测。     

利用全台网垂直摆倾斜仪数据检测日本MW9.0地震激发的低频自由振荡

首次利用全台网多台垂直摆倾斜仪观测数据检测地球自由振荡。2011年日本MW9.0大地震发生后，43台仪器记录到其所激发的自由振荡信号。谱分析结果显示,垂直摆倾斜仪检测到了低频段（1~5 mHz）地球自由振荡振型，并且在超低频部分（<1.5 mHz）仍然还有较高的信噪比。选取43个台站中观测质量较好的36个台站数据进行叠积以增强信号，可以探测到一些非常微弱的模态，最终得到频率高于4.7 mHz的所有零阶球型振荡0S3~0S38（其中7个振型的观测频率与理论值的偏差近似为0）和环型振荡0T3~0T28几乎所有振型，此外还检测到21个谐频振型。     

全台网垂直摆倾斜仪背景噪声水平分析

利用全台网垂直摆倾斜仪的观测数据，研究不同采样率对功率谱密度结果的影响，并对不同台站、不同类型仪器连续观测数据在地震频段（200~600 s）的背景噪声水平进行着重分析。结果表明：1）不论是单个测站还是全国台网的统计结果，均显示2类垂直摆在地震频段噪声水平相当；2）在区域分布上未见明显规律性变化，但由于受海浪及活跃构造运动的影响，沿海地区部分台站噪声水平较高；3）高噪声水平仪器观测曲线普遍表现为不光滑、毛刺多，除部分台站受海浪影响，大多是观测环境或仪器本身的原因。     

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。     

以潮汐模型为约束的gPhone重力仪格值系数标定方法改进

以观测数据与DDW潮汐模型之差的均方根和重力残差为约束,对基于M₂潮波标定gPhone重力仪格值系数的方法进行改进。利用改进方法对连续重力台网内的9台gPhone重力仪格值系数进行标定,基于M₂潮波相对误差、残差振幅谱均方根等指标对标定结果进行精度评定,并与FG5绝对重力仪比测法、M₂潮波标定法进行比较。结果表明,改进方法的M₂潮波潮汐因子与理论固体潮模型平均相对误差提高到0.215 2%,残差振幅谱均方根平均达到1.690 2μGal,与FG5比测法精度相当,优于M₂潮波标定法。最后,讨论格值系数分布规律以及重力残差矢量与台站所在位置的经度依赖关系。     

兰州台潮汐形变观测结果与景泰6.2级地震

本文介绍了兰州形变台水管倾斜仪和石英伸缩仪1987年初至1990年底观测资料的调和分析结果和各分量的年变化,分析了M_2波γ和α因子的月重复精度及其对非潮汐变化的监测能力和本区当前的构造活动特征,对异常变化与1990年10月20日甘肃景泰Ms6.2级地震之关系作了初步探讨。     

2020年唐山古冶5.1级地震前流体固体潮参数时空变化研究

以2020-07-12唐山古冶5.1级地震为例,探讨流体固体潮参数的时空分布特征与孕震的关系。收集2017-01~2020-07唐山古冶周边16口井水位整点值资料,通过Baytap-G程序计算分析M2波与O1波潮汐参数,研究M2波潮汐因子随时间变化的趋势及空间分布情况。结果表明:1）唐山古冶地震前,震中附近井水位潮汐因子具有上升趋势,表现为应力积累;2）结合本次地震震源机制解可知,震中周边16口井潮汐因子的震时变化形态主要受主应力方向影响,东西向压缩,潮汐因子减小;南北向拉张,潮汐因子增大。     

基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

邹城台钻孔应变更换探头前后数据精度评价

利用相对标定、四分量自检分析、M2潮汐因子相对中误差计算及与同台站TJ-2体应变观测资料进行相关性对比等方法,计算邹城地震台RZB-2分量式钻孔应变2020-01~2021-07更换探头前后仪器的内精度、自检情况及M2波潮汐因子精度,综合分析分量式钻孔应变观测系统的稳定性和观测数据的可靠性。结果表明,更换探头后邹城台RZB-2分量式钻孔应变数据内精度高,两组面应变符合四分量自检方程,相关系数接近1,面应变与体应变的面应变数据的相关性也接近1,仪器观测系统稳定,观测数据可靠。但2021年台站周边新建工厂导致干扰增多,数据潮汐因子精度较差,平均值为0.07左右,建议做好环境保护工作,以提高观测数据质量。