基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪

对典型的地震预警与烈度速报方法进行分析,提出了基于非对称传感器的地震预警与烈度速报综合用烈度仪,其由非对称结构的三分量传感器和基于ARM嵌入式系统的专用数据采集器组成。经过测试,该地震烈度仪的专用数据采集器具有大于107 dB的动态范围;其非对称三分量传感器结构中,所选的单分量B类传感器的加速度误差小于0.8%,动态范围大于105 dB,而所选的三分量C类传感器的加速度误差小于5%,动态范围大于61 dB。该地震烈度仪的各项指标均满足地震预警与烈度速报综合应用的各项技术要求,且功耗低、成本低,适合于高密度布设。     

基于MEMS台站的温州珊溪水库区域高密度烈度台网

以高性能机械式力平衡加速度计为主,24位数据采集、动态范围大于或等于90 dB的工业级MEMS烈度观测系统为辅,温州珊溪水库区域高密度烈度台网的建设完成使区域内强震动观测系统实现高密度、数字化、网络化覆盖,提高了该地区的地震烈度速报能力和地震观测动态范围。该台网充分利用MEMS烈度计成本低、易扩充、好管理、组网灵活方便的特点,其在浙江省地震监测中的首次成功应用将推动地震观测技术的发展。     

基于STM32F107的强震数据采集传输系统设计

针对我国城市地震烈度速报系统需要大量布置地震数据采集点的实际情况,提出以ARM作为微处理器,控制模数转换芯片转换由MEMS加速度计采集的振动信号,并通过以太网进行数据传输的强震动数据采集方案,获得的信号符合地震观测数据采集相关要求。     

加速度计及其融合高采样GNSS的低频信号测量特性研究

搭建了一套振动台系统,模拟不同频率振动信号对加速度计进行测试,并从信号功率谱密度和积分位移2个方面对其低频测量特性进行分析。实验表明,当振动信号频率高于0.05 Hz时,对加速度计信号进行高通滤波并积分能够恢复出较准确的振动位移;反之,随着信号频率的降低,积分位移误差增大。因此,为解决加速度计低频测量能力不足的问题,利用高采样GNSS与加速度计数据融合的方法,成功恢复了极低频振动信号。研究表明,振动台系统能够为地震监测研究提供良好的基础平台;加速度计准确恢复位移信号的低频下限在003~0.05 Hz左右,研究方法及结果可为加速度计频带的合理选择提供参考;同时,利用高采样GNSS与加速度计融合方法能够有效弥补加速度计低频测量能力不足的缺点,使地震低频位移更加准确可靠。     

GRACE-FO加速度计校正方法研究

以2019-01 GRACE-FO实测数据为例,基于动力学方法,采用24 h弧长,通过设置不同的加速度计偏差参数校正策略,分析其对轨道拟合及时变重力场反演结果的影响。结果表明,轨道拟合结果与加速度计校正参数的个数有关,加速度计校正参数个数越多轨道拟合的效果越好,而对于三轴加速度计不同方向采用不同策略时,轨道拟合结果未表现出明显差异;基于本文加速度参数校正策略计算时变重力场时,计算结果表现出明显的差异,结果的好坏与加速度计校正参数有关,同时与不同方向的加速度计参数校正策略相关。综合分析对比发现,对三轴加速度计不同方向采用不同的校正策略会得到不同的结果,其差异主要体现在40阶以上部分,其中Y方向的参数较多时计算结果最优。     

基于GeoKSCloud的地震影响场分析云服务研究——以福建省为例

地震发生后处于不同地震烈度区域的地物受灾程度不同。快速准确地获取地震影响或波及范围内地震烈度空间分布,是震后应急救援的重要依据和主要参数。依托云计算技术,以云服务方式构建地震烈度速报系统,提供可扩展、可配置、开放透明的地震影响场分析应用服务,将是我国烈度速报系统研究开发与应用中的一项新技术和发展趋势。本文依托研究小组自主研发的地理知识云服务系统GeoKSCloud,以福建省为研究区域,在提出适用于福建省地震烈度衰减关系与地震动峰值加速度场地校正方法的基础上,开展了地震影响场分析云服务系统的设计与实现工作,分析了地震影响场分析云服务的运行机制和服务组合工作流;实现了地震烈度衰减关系计算方法、场地放大因子校正方法、网格点场地类别属性获取、网格点沿地震衰减长短轴方向的坐标变换等相关原子服务的云服务封装,以及支撑数据云存储、网络地理信息系统的云服务门户的开发与集成;最后,以1604年发生在泉州近海7.5级大地震为震例,在云服务门户进行了全省范围内所有等间距网格点地震峰值加速度(基岩PGA和地表PGA)的计算、插值,并进行计算结果与实际调查数据的对比分析。结果表明,因充分考虑了具体场地的放大效应,构建的地震影响场分析云服务,不仅较传统单凭地震烈度衰减关系确定地震动峰值加速度方法更加精细化,而且提供的服务与传统的网络服务相比具有可扩展、可配置、开放透明等明显优势,可为我国烈度速报系统研究与应用提供一个共性技术与支撑服务平台,创新地震烈度速报的运营模式。     

点火脉冲对GRACE加速度计校准的影响

GRACE卫星搭载的高精度SuperSTAR加速度计观测数据包含点火脉冲信号,本文分析点火脉冲数据特点,讨论点火脉冲对加速度计校准结果(尺度参数和偏差参数)的影响。2008-04一个月的加速度计实测数据分析表明,点火脉冲对尺度参数、比例参数的影响最大分别为0.02、10-7m·s-2,对加速度校准结果的影响在Y、Z方向上高达10-10m·s-2。     

CHAMP姿态数据间断的处理方法与精度分析

为探究CHAMP加速度计数据的预处理方法,分析了姿态数据间断的各种情况,提出了采用二次插值方法处理姿态数据间断,并用实测的CHAMP加速度计数据进行了验证。统计结果表明采用二次插值方法处理姿态数据间断,精度比线性插值法明显提高,当姿态数据连续间断小于40个历元的情况下,内插姿态数据对加速度的影响小于10-9ms-2,不影响其使用。     

基于MEMS加速度计的地震触发器的设计

介绍基于MEMS加速度计的地震触发器的测量原理和软硬件设计。该设备可检测地面加速度峰值(PGA)和地面累积绝对速度(CAV),当检测值达到设定阈值时,对外发出报警。     

武昌台JCZ-1地震计LP通道的信号分析

对武汉地震基准台JCZ-1超宽频地震计加速度信号通道的记录数据进行了分析,并对其中垂直分量记录的信息进行了潮汐计算。结果表明：JCZ-1超宽频地震计LP加速度通道记录的观测信号以固体潮汐信息为主,其中垂直分量记录的主要是重力固体潮,其观测基本达到传统固体潮仪器的精度水平。给出了经典的Venedikov调和分析结果。     

基于DTU的加速度强振动记录终端的设计

设计基于DTU的强振记录终端,采用SOC系列C8051F015型单片机对MEMS加速度计的输出信号进行A/D转换,监测待测体所经受的强振加速度值,并通过DTU内嵌的GPRS无线网络通讯方式将数据发送到远程数据中心.该系统具有体积小,安装与操作方便,免维护等特性.     

基于EMD的GNSS/加速度计振动监测模型研究

采用GNSS与加速度计相结合的方式对结构进行振动监测,以获取结构动态响应,同时提出一种基于经验模态分解(EMD)与切比雪夫滤波相结合的混合型滤波器对GNSS采集得到的数据进行滤波处理,识别结构高频与低频动态位移,与加速度数据积分得到的高频动态位移结合重构整体动态位移。模拟实验验证了重构位移算法的可行性。     

DZY-2型海洋重力仪

我所最近研制的DZY-2型走航式海洋重力仪,采用高刚度横摆结构、精密电容测微、单层恒温等技术,具有精度高、结构简单、操作方便、可靠性和稳定性好等特点。特别是采用了和力平衡加速度计相同的原理,极大地提高了仪器的抗干扰加速度能力,省掉了C-C计算机。适用于远洋重力测量。 1983年10月DZY-2型海洋重力仪随向阳红10号船进行首次海上试验,向国家单位提供测量数据。1984年11月至1985年4月又在南极海域恶劣海况试验中始终正常,取得航途和南大洋大约22100浬的海洋重力资料。 本文介绍了DZY-2型海洋重力仪的基本原理、结构和一部分试验数据。     

MEMS加速度计与传统地震加速度计的比较研究

对MEMS加速度计记录的地面震动数据与传统地震加速度计记录的数据进行对比研究,探讨MEMS加速度计用于地震监测的可行性。     

基于零速修正辅助MIMU的行人导航算法研究

针对微惯性测量单元(MIMU)误差积累问题,根据行人行走过程中每一次迈步的落地阶段短时间内速度可保持为0的特性,在零速时刻利用系统输出对系统误差进行估计,从而提高导航精度。对比分析基于加速度、角速度、加速度方差和加速度与角速度组合的4种零速检测算法,结果表明,在步态平缓、行走距离较短的情况下,4种算法都能达到较高的精度,其中组合检测法精度最高。     

不同峰值加速度取值方法的比较研究

将新版《中国地震动参数区划图》直接给出经验系数确定不同地震动下的峰值加速度方法、地震动峰值加速度的烈度转换方法、极值Ⅱ型分布拟合方法进行比较;并基于地震安全性评价报告给出的京沪高铁沿线十一个城市的地震动峰值加速度值,将该三种方法转换得到的结果,与安评报告中的数值进行对比分析。分析结果对于抗震设计中地震动峰值加速度的取值具有参考意义。     

地震烈度应急遥感评估研究与应用进展

地震烈度是地震引起的地面震动及其影响强弱程度的度量。地震烈度在地震区划、建筑物与生命线工程抗震设计、灾害防御等方面具有广泛的应用。震后评定的地震烈度图是地震应急救援、恢复重建等的主要依据之一,因此,震后快速确定地震烈度具有重要救灾与减灾意义。本文在论述地震应急及其对遥感应用需求的基础上,回顾了遥感技术及其在地震应急研究与应用中的发展历程,概述了中国地震应急遥感应用的基本思路、地震灾害和地震烈度遥感定量评估方法,展示了该方法在巴楚-伽师地震、汶川地震、玉树地震、芦山地震、鲁甸地震等震后实际应急应用效果。最后,指出了目前震害遥感定量评估中存在的问题,并展望了未来震害遥感定量评估研究与应用。     

复外差法处理绝对重力仪数字干涉信号

使用复外差方法分析绝对重力仪中自由下落过程产生的激光干涉信号。对采样的扫频信号进行一系列复外差处理,迭代地缩窄其频带至接近零频的位置,估算落体初始速度及加速度,并用非线性拟合得到重力加速度值g。仿真结果表明,该方法的拟合精度可达10^－3 μGal,满足精确测量要求。     

地铁电磁场对甚宽频带地震计观测的影响评估

在距离地铁3 km的地震观测台站安装2台相同型号的甚宽频带地震计,其中1台安装屏蔽罩,另外1台没有安装,通过计算连续24 h观测数据的加速度功率谱密度,评估地铁电磁场对甚宽频带地震计观测的影响。计算结果表明,地铁电磁场对甚宽频带地震计三分向的影响主要在10~1 000 s频带范围内,其中受影响最大的是垂直分向,其次是水平分向。     

湖北及邻区地震峰值速度衰减关系研究

地震峰值速度是大型结构和地下管道抗震设计的一个重要参数。以有丰富强震记录和地震烈度资料的美国南加州地区作为参考区,结合湖北及邻区地震烈度衰减关系,采用转换法得到了湖北及邻区的地震峰值速度衰减关系。