关于地震观测系统中滤波器的讨论

用于定点连续观测的地震观测仪器,产出的观测数据是一个时间序列,反映了被观测量随时间的变化。本文将地震观测系统中任何与频率特性有关的信号处理过程均视为滤波器,如传感器的频率特性、数据采集过程中的抗混叠滤波等,对地震观测系统中的滤波器进行了深入讨论。实际工作中往往认为慢变量信号中不存在高频分量,使得在数据采集过程中忽视了抗混叠滤波器的应用,从而在实际观测中导致频率混叠干扰时有发生。针对这一问题,本文通过模拟计算的示例,显示了频率混叠干扰对观测数据质量的影响,解释了分量应变分钟值观测数据中同震响应波形的不合理现象,进一步阐明了数据采集过程中抗混叠滤波器的重要作用。     

用于地震观测的瞬态滤波研究

目前,地震数据采集器使用的最后两级数字滤波器相位有最小相位和线性相位两种,相位特性直接影响着记录的地震数据波形质量.最小相位滤波的优点是:地震波形没有“前缀”波形出现,不会干扰分析人员对震相的判读;其缺点是:通带边沿频率附近不同频率分量群时延差异较大,导致最小相位滤波会带来波形失真,对初动半周期的波形影响显著.     

二维最佳线性数字滤波器的设计原理

针对如何在干扰场的背景上区分出低缓异常,以及在位场的向下延拓一类计算中如何限制因误差的高频放大所导至的解的不稳定性等问题,本文探讨了在“最小二乘”意义下的最佳线性数字滤波器的设计原理,并将它转化为下述数学问题,即在L2线性赋范函数空间中如何选取最佳滤波函数的问题。在空间域中直接解这个问题是十分复杂和困难的,我们发现在波数域中用变分法中的等周问题的解法直接选取最佳线性滤波器的传输函数（或波数响应）,则在数学方法上既简单又严格。这样选取的最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）其表达式也很简单,即L（f,k）=|Si（f,k）|2/{|Si（f,k）|2+λ|Ni（f,k）|2}。式中,|Si（f,k）|2及|Ni（f,k）|2分别代表滤波器输入端讯号和干扰的能谱（或功率谱）,f、k分别代表x、y方向上的波数,λ为大于零的常数。 对上述两类问题以及相关的两种最佳线性滤波器而言,L（f,k）的表达式是相同的,而区别仅在于其参变量λ的选取条件不同而已。 有了最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）的理论公式,就可以在最小二乘的意义下分析和评价国内外所发表的解决上述两类问题的各种线性滤波方法,并能指出在不同的讯号与干扰条件下,在理论上线性滤波可能达到的最佳效果,从而为设计二维线性数字滤波器时,提供一个理论上的准则。 对位     

二维最佳线性数字滤波器的设计原理

针对如何在干扰场的背景上区分出低缓异常,以及在位场的向下延拓一类计算中如何限制因误差的高频放大所导至的解的不稳定性等问题,本文探讨了在“最小二乘”意义下的最佳线性数字滤波器的设计原理,并将它转化为下述数学问题,即在L₂线性赋范函数空间中如何选取最佳滤波函数的问题。在空间域中直接解这个问题是十分复杂和困难的,我们发现在波数域中用变分法中的等周问题的解法直接选取最佳线性滤波器的传输函数（或波数响应）,则在数学方法上既简单又严格。这样选取的最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）其表达式也很简单,即L（f,k）=|S_i（f,k）|²/{|S_i（f,k）|²+λ|N_i（f,k）|²}。式中,|S_i（f,k）|²及|N_i（f,k）|²分别代表滤波器输入端讯号和干扰的能谱（或功率谱）,f、k分别代表x、y方向上的波数,λ为大于零的常数。 对上述两类问题以及相关的两种最佳线性滤波器而言,L（f,k）的表达式是相同的,而区别仅在于其参变量λ的选取条件不同而已。 有了最佳线性滤波器的传输函数L（f,k）的理论公式,就可以在最小二乘的意义下分析和评价国内外所发表的解决上述两类问题的各种线性滤波方法,并能指出在不同的讯号与干扰条件下,在理论上线性滤波可能达到的最佳效果,从而为设计二维线性数字滤波器时,提供一个理论上的准则。 对位     

永安地震台数字地震观测系统常见故障的分析及排除

论述了永安地震台数字地震观测系统的组成单元及各单元的作用与功能,总结、分析日常观测中常见的各类故障,并详细分析仪器运行过程中典型故障的产生原因及排除方法,可为其他相关地震台站提供借鉴。     

数字地震观测中由台风产生的震颤信号分析

本文的工作源于我们在以宽频数字地震计和倾斜、重力仪开展对"慢地震"、"前驱波"等信号连续观测和分析的过程中,观测到不少异常的波动信号.在探讨这些异常信号的产生原因的研究中,发现其中一部分由热带气旋(台风)产生.     

触发检测算法在数字地震台的应用

介绍了在地震数据实时处理系统中常用的几种触发检测算法。以喀什地震台、巴楚地震台为例 ,对触发检测算法在国家数字地震台、区域有人值守数字地震台的实际应用进行了分析和讨论。     

航空重力数据无限脉冲响应低通数字滤波器设计与试验研究

采用巴特沃思(Butterworth)和切比雪夫(Chebyshev)逼近,设计无限脉冲响应(Infinite Impulse Response, IIR)低通数字滤波器,对GT-1A航空重力勘查系统的测量数据进行了滤波试验研究,结果表明,通过选择合适的通带和阻带衰减等滤波参数,IIR低通数字滤波器在航空重力数据的低通滤波处理中可以发挥重要作用,获得与GT-1A系统滤波结果几乎同样满意的滤波效果.     

基于ARM的光纤Bragg光栅地震观测系统的研究

为满足地震观测系统对实时性、高精度以及网络化的要求,提出了基于光纤Bragg光栅传感器和ARM的嵌入式系统设计方案,阐述了可调光纤F-P滤波器的工作机理和特点,并介绍了基于FBG传感器和ARM的地震观测系统的硬件结构和软件设计.采用三星公司的S3C2440对经过可调谐F-P腔解调后的波长信息进行采集,并对得到的数据进行处理.实验结果表明,该系统在处理精度和实时性方面都能达到要求,性价比高,有一定实用价值.     

数字地震观测中的线性和最小相位滤波

线性相位滤波和最小相位滤波是数字地震观测中经常都要遇到的两类滤波器。现代地震数据采集器中就预置有这两种滤波系数供用户选用。本文以EDAS—C24地震数据采集器为例,通过比较两者滤波特性的差异后得出：为什么在以震相判读分析为主要用途的数字地震观测中必须选用最小相位滤波器,最好不要使用线性相位滤波器。同时还指出,最小相位滤波对优势频谱较高的地方微震波形影响较大,且振荡尾巴较长,分析研究时应注意其影响。     

国家数字台网资料分析软件的改进系统

根据国家数字台网资料处理的实际工作需要,在原有的资料处理系统基础上,研制了开发的具有高效、高精度、高度自动化的软件改进系统。本系统利用VC++开发,共开发了6个独立模块,能与原系统融合成一个整体,方便工作人员使用,减轻工作负担,提高了工作效率与质量。     

重力卫星精密星间测距系统滤波器技术指标论证

本文基于重力卫星精密星间测距测量模式,从星间测距观测值与地球重力场频谱关系的角度,建立了距离观测值关于重力位系数的敏感矩阵,分析了各阶次重力场位系数对应的敏感矩阵的频谱特性,讨论了星间测距信息中能反应地球重力场信息的有效信号频带,给出了能最大限度保留地球重力场信息的低通滤波器的通带截止频率、通带增益波纹和频率采样率技术指标设计方案,可为我国首期卫星跟踪卫星重力测量计划的主要技术指标的初步设计提供参考.     

云南省地州市地震局数字化地震观测系统建设与运行

2001年5月以来,为了满足云南省部分地州市地震局实现测震数字化的需求,昆明数字地震遥测台网在不影响台网正常观测的前提下,相继为6个地州市地震局及弥勒县地震局进行了测震数字化建设。测震数字化系统建设不仅节约了成本,而且提高了当地地震局的地震监控能力和分析速报能力,有效实现了资源共享。     

用于地电阻率交流电法观测的低频稳流电源研发

为了解决地电阻率观测中台站受环境干扰而影响观测等问题,我国地震工作者正在研究和尝试基于交流电法的新型地电阻率观测系统,这种新型观测系统主要由低频稳流电源系统和接收系统组成。本文对低频稳流电源系统的关键技术进行了分析,并介绍了电源系统的功率变换电路和逆变输出电路等关键环节设计,最后对研发的具有大功率可变频稳流输出性能的低频电源样机的输出性能进行了测试。测试结果表明,该型电源样机的各项技术指标均达到了设计要求,其输出性能良好。     

区域测震台网监测效能评估方法研究及应用

如何通过评价区域测震台网方式,改善与提高我国区域测震台网监测效能,是当前我们面临的一个新的课题。本文提出的一个省级区域测震台网监测效能评价体系基本思路是,通过建立台网监测效能评价子系统,引入动态统计,指标分析,目标评价,公众评判的综合分析与关联评价方法,探讨我国省级测震台网系统性能与台网运行,维护能力及资料产出、数据服务之间的相互关联。以安徽区域测震台网为例,检验区域台网监测效能评价体系的可行性与实效性。     

VC＋＋与Matlab混合编程技术在数字地震信号处理软件中的应用

通过一个数字信号功率谱分析程序设计的实例,详细地介绍了Visual C＋＋和Matlab通过engine引擎接口进行混合编程的技术,在信号处理的软件开发中采用这种方法可以提高软件开发的效率和可靠性。     

数字与模拟地震观测系统拾震能力的对比分析

研究的区域为内蒙古中西部地区(38°～43°N,104°～116°E)。通过对数字地震观测技术系统(简称"数字系统")、模拟地震观测技术系统(简称"模拟系统")同步观测记录的对比,可以看到,数字系统在判断震相初动方面有着明显的优势;检测地震的能力明显高于模拟系统;在测定地震发震时刻、震中位置等方面,与模拟系统存在一些偏差,但差异并不很大,因此数字系统目录与模拟系统目录能够基本衔接。     

保证地震前兆数字化设备正常运转的条件和方法

"九·五"期间,陕西省地震局对周至深井进行了数字化改造。该项目于2001年底通过验收,于2002年元月开始投入正式运行。从正式观测至今,周至深井的数字化公用设备一直正常运转,保持着近100%的运行率。笔者认为,保证前兆数字化观测设备正常运转,要有可靠的接地系统,合理的供电系统,高度的工作责任心,较强的工作技能等。     

数字信号分配器在红山地震台数字化地震观测系统中的应用

为了保证红山地震台数字化观测系统的正常运行和向国家台网中心的实时波形传输,数字信号分配器在数字化地震观测系统中的应用实现了数采输出的信号分道,分别输出到卫星、台站的实时监控前台机和备份前台机及数采监控仪。避免了实时监控机因硬件和软件故障所造成的台站资料断记和卫星传输中断,在全国数字化台站中具有普遍的应用价值。