我国基准地震台上使用的十二种地震仪的传递函数、频率特性和时间特性

在我国基准地震台上,目前主要使用三种类型地霞仪。它们是,直接放大地震仪(包括513型中强震仪,维谢尔特地震仪(SW)和大森式地震仪),电流计放大光记录地震仪(包括62型、64型、哈林(SH)、维开克(VGK)等短周期地震仪,基式(SK)和加维(GW)中长周期地震仪,763型长周期地震仪)和电子放大笔绘记录地震仪(包括 DD—1型微震仪和 DK—1中长周期地震仪)。这些仪器在过去的观测中积累了大量地震资料。要充分利用这些资料,必须对这些资料的可靠性和精确程度做出正确估计,为此,必须确知这些仪器的动力学特性。作者的工作是,根据上述十二种仪器分段标定结果,给出了它们的传递函数,并由传递函数分别导出了它们幅频特性、相频特性和时间特性的解析表达式,最后给出了计算结果和幅频特性曲线、相频特性曲线和时间特性曲线。     

用短周期地震仪的记录图纸分析远震和确定震源深度

0 引言 众所周知,固有周期不同的地震仪监测不同周期的地震波。短周期地震仪主要用于监测地方震、近震以及远震P波初至,而中长周期和长周期地震仪监测震中距大于1000km的远震和极远震。目前,地震台站都配备有短周期地震仪,笔者在分析乌鲁木齐台短周期地震仪的记录时,发现对部分远震,不管是DD-1(T_0=1.0s)可见记录仪还是62型(T_0=2.0s)短周期光记录仪,其图纸上S波、pP波sP波、PP波、PcP波、ScP波、ScS波的起始一般都很清楚(图1)。特别对于中源地震(h>60km)和深源地震(h>300km),在短周期地震仪记录图上的震相形态清楚,比中长周期和长周期地震仪都具有优势,显示出独特的作用。在中长周期和长周期地震仪记录图上有些震级小于6.0的中深源地震的震相往往根本看不到,而在短周期地震仪的记录图上却清楚可见。 有些大地震,由于震级较大,加之传播路经上地壳结构等因素的影响,在中长周期仪上记录的纵波段比较发育,横波的起始因纵波的迭加而不太清楚。短周期仪对大周期成份有滤波作     

513中强震仪时分号电路

513中强震仪是机械杠杆放大低倍率的地震仪,对于近距离较大地震有较好的记录,目前有些台站仍安装了该型号的地震仪。由于我省条件所限,513中强震仪上未配标准钟,这种无时间服务系统的记录显然是不符要求的。在实践中,我们采用从SY-2型石英钟(一般测震台站上均有)中获得时分号的电路。     

地震波初动测量探讨

鉴于记录仪走纸速度及放大倍数的优越,短周期地震仪(如 DD-1)记录的测量精度肯定要比中、长周期地震仪(如 SK、763)记录的高。但是,对于地震初动的记录及到时的测量,是否 DD-1的肯定比 SK、763仪的好呢?本文从观测事实及理论上作了初步探讨,纠正了这种误解,并得出了一些有益的结论。     

短周期地震仪接收函数的可行性分析——以新疆和田地震台阵为例

利用新疆和田地震台阵3 km孔径范围内架设的9个子台(包括1套宽频带和9套短周期地震仪)记录的3年远震波形数据,对比研究和分析了短周期地震仪接收函数的稳定性和可靠性.通过比较和分析短周期和长周期地震仪获取的接收函数波形,结果发现:(1)短周期地震仪记录与宽频带地震仪记录得到的接收函数有很好的一致性,且具有较高的稳定性,无论α取值为1.5还是2.5,短周期地震仪接收函数与宽频带地震仪接收函数都具有较强的线性相关性(相关系数0.9),但Ps震相均存在小幅的振幅差(约20%);(2)采用接收函数震相到时信息的方法(如H-κ叠加搜索),短周期地震仪可以代替宽频带地震仪;(3)由于短周期地震仪缺乏0.155 Hz以下的低频信号和在1 Hz以下频段非线性的振幅响应,仅仅采用短周期地震仪接收函数波形反演台站下方S波速度结构,获得下地壳到上地幔顶部的速度偏差较大(约0.3 km/s),可能会造成错误解释(如下地壳低速层),因此需要和其它对波速值敏感的数据(如面波频散)进行联合分析.     

光记录维开克地震仪常数测定面板线路及使用方法

测震仪器按照《规范》要求每年必须测定一次仪器参数(即平时大家称为常数)。短周期光记录地震仪按《规范》要求其测定方法与原测定法有了一些变化,笔者根据《规范》要求,于八○年五月自行设计安装了一个光记录维开克地震仪常数面板。通过六月康定台维式仪的常数测定结果认为效果较好,符合《规范》要求,使用方便,测定结果可靠。鉴于目     

地震仪标定常数计算程序组

为了快速准确地计算地震仪标定常数,作者根据国家地震局规定的地震仪标准标定方法,参考本台姚立平工程师编制的《基式仪常数计算程序》,编制了这一组地震仪常数计算程序。本程序组的硬件配置为IBM-PC/XT计算机或其它兼容机、打印机和绘图仪(可选)。程     

限幅地震震级的一种简易计算法

目前我省台站一般均配备DD—1地震仪、64型地震仪或65型地震仪.若在二、三百公里范围内发生4级以上地震或在台站附近发生3级以上有感地震时,这些短周期地震仪,由于放大倍数较高,都会出现体波出格(即限幅)的现象,如何计算限幅地震的震级,不少台站做了这方面的工作.     

基式地震仪辅助设备的改进

本文介绍了在原有基式地震仪辅助设备上稍加改进,获得了显著的效益。主要对GDJA型记录电源、报警器的光源灯接线;报警、增光系统进行了改进;增设推动钟停走报警。     

深井探头密封技术的初步研究

本文是1973～1985年天津地震局在研制“井下短周期地震仪”和“深井综合观测系统”过程中,在室内高温、高压模拟试验和野外下井观测试验的基础上,提出了六种深井探头密封方法,即(1)矩形环自紧式密封,(2)“0”形环自密式密封,(3)插管型密封,(4)瓷头型密封,(5)硫化型密封,(6)组合型密封.     

用PC—1500袖珍计算机计算地震仪常数

地震仪常数的计算,长期以来是台站的一项比较繁琐的工作。使用 PC—1500计算机就可使繁杂的常数计算简单化。以我台基式地震仪为例,应用我们自编的程序,以人机对话形式给主机输入二十多个基本常数或测量数据(见下表)打印机就可自动打印出常数计算的全部结果,提高了计算精度,基本上避免了计算中的错误。该程序通过我台83年12月份基式仪常数实测检验,效果比较好。现对该程序的编制和使用作如下说明。     

人工值守台数字化地震仪标定原理

推导了人工台数字化地震仪的分段标定公式，提出数字化记录系统的微分近似标定和拾震器阻尼衰减法标定的方法，并提供了不同短周期地震仪与数字化地震仪并行的藕合方式和标定计算公式。     

噪声环境下宽频带与短周期地震仪观测资料对比分析

短周期密集台阵观测是目前开展深浅部地球物理探测的一种低成本、高环保、高效率的地震学手段,目前处于蓬勃发展的重要阶段.为了对短周期地震仪的观测资料有一个全面认识,本文选择接近野外噪声的观测环境,对短周期和宽频带地震记录仪的观测资料进行了系统时频分析和对比.结果 表明:短周期地震仪虽存在仪器频带宽度的限制,但对于观测到的天然地震和背景噪声,在选择合适的滤波器条件下,其观测与宽频带地震仪有较好一致性.本文将两种仪器记录的远震波形进行了接收函数计算与分析对比,结果也表现出较好一致性.本文结果表明传统地震学探测地下结构的方法在合适的频带范围内也可应用于短周期密集台阵资料.该研究对于密集短周期台阵数据的应用具有一定参考价值.     

电流计耦合地震仪的脉冲响应及初动分析

从理论上研究了电流计耦合地震仪的脉冲响应.用数字计算的结果分析了基式仪脉冲响应的基本形态特征.给出了仪器对于几种不同形式的地动位移函数的响应的解析解.利用数字计算的结果求得了基式仪的初动特性.结果表明,仪器的初动特性和稳态特性之间确实存在极大的差异.      

太原基准台长周期与中长周期地震仪记录波形的对比分析

对太原台长周期与中长周期地震仪记录的79个地震、180张典型震例进行了对比。发现同一地区地震的体波与面波震相(包括长、短周期面波)不同仪器的记录形态有很大差异,长周期仪对各类长、短周期震相均不明显记录。而中长周期仪有时记录不清极远震的初至波Pdif,而对可以明显反映地球分层特征的地核穿透波PKHKP,长周期面波G,两种仪器均有不同记录。实践表明,对有不同频率特征的仪器所记录的地震波形进行综合分析,有利于提高测震分析的质量及提高测定震源时空参数的准确性。     

最小相位地震仪及其相频特性的确定

本文根据最小相位系统判据,对目前我国地震台站普遍使用的几种类型地震仪做了分析指出,这些仪器都是最小相位系统;最小相位系统的相频特性可由其幅频特性计算出来.作者按照地震台站观测规范规定,标定了 DD-1型、DK-1型和基式地震仪的幅频特性.然后,用希尔伯特(Hilbert)变换由实测幅频特性计算了它们的相频特性.并把计算结果与用相位特性测试仪器实测的结果做了比较:对于 DD-1型地震仪,在从0.0125秒到12.5秒的周期范围内,最大误差小于5;对于 DK-1地震仪,在从0.05秒到100秒的周期内,最大误差小于5;对于基式地震仪,在从0.01秒到100秒的周期范围内,最大误差小于1.5.这种方法可以解决台站仪器相频特性的标定问题.标定精度比快速傅里叶变换(FFT)方法和用近似解析表达式计算方法要高.应用这种方法的关键是能对被测系统幅频特性曲线高频段和低频段的斜率做出正确的判断.这种方法的误差取决于幅频特性曲线的标定精度.用插值方法计算,计算的尾差和截断误差可以不必考虑.      

2014年1-4月中国及邻区地震目录

本地震目录由中国地震台网中心（CENC）提供。中国地震台网中心使用全国90个测震台站的地震数据,记录了中国及邻区 M≥2．5的地震,各地震事件的记录台站均在5个以上。地震目录使用的走时表为 J-B表①,发震时刻为国际时,地名为按 Flinn、Engdahl 和 Hill②③划出的地震分区给出的大致的地理位置（仅作位置参考,不含任何政治意义）。其中：MS 是由数字地震记录仿真成中周期宽频带地震仪（SK 和 DK-1仪）测定的震级,MS7是由数字地震记录仿真成763长周期地震仪记录测定的震级,mB 是用宽频带中周期仪（SK 仪或 DK-1仪）或763长周期仪测定,mb 是用短周期地震仪测定。为便于使用和对比,报告中还给出了美国国家地震信息中心（NEIC）测定的短周期体波震级 mb 和面波震级 MSZ 。为避免混乱,各种震级之间概不换算。     

金寨地震台数字地震仪的监测能力分析

利用目前各类仿真记录的震级计算公式及近年金寨地震台台基的地动噪声有效值,结合各区域震相识别经验等设定了可检测地震的首至P波震相振幅、S波和面波的最大振幅与台基地动噪声有效值的比值,并分别计算和分析了金寨台宽频带数字地震仪仿短周期(DD-1仪)记录的近震监测能力、仿中长周期记录的远震监测能力及仿长周期(763仪)记录的远震和极远震监测能力。     

苏联通过地震实验决定震源的定量特性

本文讨论了苏联在地震观测中使用标准地震仪的记录来确定震源参数的问题,标准仪器包括数字记录站(STSR)和频率选择设备(TCHISS)。在地震实践中,为了使用短周期仪器记录的到P波确定震级,苏联推荐采用等幅系统(HMS)进行标定。为估价震源参数(地     

不同类型短周期地震仪器对测定M_L的影响

本文用广东台网26个测震台站,10种类型短周期地震仪记录的291次地震,1700多组震级资料,研究了不同类型地震仪测定的近震震级 M_L(K)值与台网值 M_L 之间的系统差。还对 M_L4.0级以上的地震做了单相关回归分析。结果发现①在震中距500km 范围内,用不同类型短周期地震仪测定5级以下中小地震的 M_L 值,一般不出现系统性偏差,一但超越上述检测范围,例如△>600km,M_L>5以后,各类仪器的检测效果将呈现较大差异。②对于 M_L4级以上地震,任何一类地震仪器测定的 M_L(K)值与台网值 M_L之间的单相关性很差,相关系数都比较小。而且台网 M_L 值与 M_s之间的相关系数也很低,因此,不宜相互换算。