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。     

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。     

763长周期地震仪及其地震记录特征

介绍了763长周期地震仪的原理特性,并着重分析讨论了长周期仪器在地震观测记录中显示出来的典型特性。指出763长周期资料的应用,能明显提高地震台站的监测能力和单台定位精度。地震记录震相清晰,特别是对记录“影区”地震和极远震有独到之处。763资料的应用,对于地震学的研究与发展,将发挥更大的作用。     

远场地震动长周期特性对基础隔震结构地震响应影响研究

与普通强地震动相比,长周期地震动的低频分量丰富,对长周期结构影响显著。隔震结构作为一类具有较长自振周期的结构,其在长周期地震动作用下的动力行为值得研究。选取远场长周期地震记录和远场普通地震记录作为外部激励,以某基础隔震结构作为研究对象,研究了远场地震记录的长周期特性,及其对隔震层和上部结构地震响应的影响。研究结果表明:远场地震动长周期特性对结构地震响应的影响显著,远场长周期地震记录下结构的地震响应明显大于远场普通地震记录,在隔震结构设计中应考虑其不利影响;地震动功率谱与结构地震响应之间存在明显联系,应进行深入研究。研究结果可为长周期地震动作用下隔震结构的抗震设计提供参考。     

确保763长周期记录质量采取的措施

763长周期地震仪自投入正常观测以来,已为震相分析,地震参数的测定提供了清晰的地震记录,尤其是对于地球深部构造的研究提供了大量的信息,填补了我国监测全球范围的中强地震,获取丰富的地震信息方面的空白,提高了台站测震能力。由于该仪器是长周期仪器,因此它受温度、湿度和气压及台基倾斜的影响是十分灵敏的,为保证记录质量必须从条件上给以保证,为此我台自1981年架设该仪器以来,作了如下几个方面的工作。     

使用双线性变换构造实时地震波形仿真滤波器的方法研究

介绍了直接使用双线性变换把模拟系统的传递函数转换为离散系统的传递函数,构造出由宽带数字地震记录,仿真出传统模拟地震仪器记录波形的递归滤波器的方法,从而使在线实时波形仿真成为可能。并通过比较利用实际宽带数字地震记录,分别采用频域仿真和本文算法构造的仿真滤波器仿真得到的波形,验证了本文算法的正确性。     

MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测中的性能对比测试

为开展MEMS型加速度传感器在超高层建筑振动监测应用中的性能对比测试,选取4种不同类型MEMS型加速度传感器与G1B型力平衡式加速度传感器,将其安装在地王大厦相同测点,对MEMS型、G1B型加速度传感器记录的结构环境振动数据进行时程、频谱和模态频率对比分析,并对其记录的结构地震响应进行时域及频域对比。研究结果表明,不同类型MEMS型加速度传感器仪器噪声均大于G1B型加速度传感器,其中MEMS-I型加速度传感器噪声水平相对较小,与G1B型加速度传感器模态频率识别结果及地震响应监测数据吻合较好,验证了MEMS-I型加速度传感器可较准确地记录到结构强振动响应,适用于超高层建筑日常结构振动监测。     

极点和零点——数字地震学基础(英文,续4)

9 数字地震图的反演和仿真滤波 前面讨论的主要是滤波器问题,也就是已知系统特性时,对任意输入信号系统的输出.下面,将讨论仿真问题,即将数字记录转变为其他不同地震仪的记录.这个问题很重要,因为它能使我们用已经习惯的观测系统的处理方式来处理地震纪录.仿真主要针对一些标准的仪器类型进行.由于仪器的类型不止一种,所以在分析不同类型的地震波时必须考虑仪器的类型.例如,许多地震学家认为,对于高频的近震体波,短周期仪器(A类)的记录最易于分析;长周期的体波和远震的面波,长周期仪器(B类)的记录最易于分析;而区域范围内地震的体波和面波,则中等周期仪器(C类)的记录最合适.另外,伍德-安德森地震仪在确定近震震级方面具有特殊的历史地位.     

FBS-3A型反馈式宽频带地震计的传递函数

FBS-3A型反馈式宽频带地震计是目前广泛使用的一种地震计．对其传递函数开展相关研究，对仪器的使用、观测数据的分析，以及仪器的设计开发具有十分重要的实际意义．本文运用系统分析方法，从阐明仪器的工作原理入手，详尽地推导了该地震计的传递函数（包括标定过程的传递函数和测量过程的传递函数）；在此基础上，分析了其零、极点在复频域的分布情况，从而提供了将该地震计系统从一个高阶系统简化成为一个二阶系统的依据．此外，还以传递函数为基础，对该地震计的频率特性进行了数学仿真计算.      

水管倾斜仪观测频带拓展方法研究

现有水管倾斜仪可清晰记录长周期固体潮信息,但由于其固有周期高,对短周期倾斜形变无法响应,易导致震前短临异常信息缺失。通过机械结构优化以降低仪器固有周期,拓展仪器的观测频带;采用更高精度的传感器和放大电路提高仪器信噪比,保证固体潮观测正常;最后通过连续对比观测,分析仪器频带拓宽后的观测数据差异。     

新疆测震台网与中国地震台网测定的地震震级对比分析

选用2010～2012年间新疆境内和边邻地区MS≥4.0地震41个,以中国地震台网给出的震级为标准震级,对新疆台网记录的数字记录波形使用不同仪器分析、仿真处理。用速度量记录直接计算,将速度量记录仿真为短周期WA位移记录、中长周期SK仪记录的勒夫波和长周期763仪记录的瑞利波位移记录计算震级,分别进行了震级偏差统计分析,初步得出震级偏差值的震级校正值,有利于提高新疆地震台网速报地震震级的准确性。     

短周期仪器记录在远震分析中的应用

地震泼由多种频率成份组成,在其传播过程中。由于地球介质的滤波作用,随着传播距离的增大。高频成份逐渐被衰减。周期越大的成份传播越远。因此,在地震观测上,不同频带的地震仪用于观测不同震中距范围的地震,使仪器较好地响应,就我国台网而言,短周期仪用于地方震、近震的监测,中长周期仪和长周期仪用于远震,极远震的监测,其中长周期仪偏重于记录极远震。但作者在实际分析工作中注意到,短周期仪的记录应用于远震,极远震的分析,显示出独特的作用,充分挖掘和利用短仪资料,将会更加丰富远震、极远震的震相资料。本文以高台地震台的资料为依据,从震中距和震级角度,与中长仪和长仪作比较,对短仪记录远震、极远震的震相及特征作了统计分析与初步探讨,并对新疆地区“影区”地震S波的记录、日本地区地震_PPcP等震相的出现提出了现象的存在,给出了相应的观测结果,以待步一步研究。     

强震、微震记录数据差异的模型验算

在分析强震观测与微震观测本质区别的基础上, 以已知的地震波强度资料为参照, 通过对比FBS-3B型微震计及BBAS-2型强震加速度计的仪器噪声,揭示了仪器噪声、响应类型对两种仪器检测灵敏度的影响. 我们对小湾台网记录到的一次微震进行了模拟计算. 用正弦子波叠加合成地震记录作为地震计摆体响应方程的输入,通过计算,获得了微震计和强震加速度计的输出. 对输入和输出数据进行分析,证明了两种仪器对远震长周期信号的监测能力存在显著差异,这种差异来源于强震计与微震计检测下限的不同.      

我国763型光记录长周期地震仪系统

本文介绍我国自行研制的一套三分向检流计记录地震仪。仪器系统是按世界标准地震仪台网（WWSSN）长周期地震仪特性设计,并在北京、牡丹江、乌鲁木齐、佘山、泰安等地震台运转了一定时期,获得了许多过去的仪器记录不到的宝贵资料,为进一步开展地震及地球内部构造的研究工作提供了必要的观测手段。     

井水位长周期事件记录及其机理的讨论

选择了几口具有代表性的观测井, 并对这些井孔在强震前记录到长周期波现象的特征进行了分析。从理论上对地震前的长周期事件给出了较为合理的解释, 认为地震前一些敏感井水位长周期事件可能反映了断层蠕动、静地震与慢地震、断裂的预扩展和地震成核等。井— 含水层系统像一个长周期地震仪, 它为记录到有价值的前兆低频波提供了最佳的频率响应范围。     

日本9.0级地震后云南短周期地震计通带外信号的解释

正2011年3月11日日本9.0级大地震在全球引发了长时间的地球自由振荡。云南所有台站的宽频带地震计和地倾斜观测仪器都记录到了同步出现的长周期信号,其中,地倾斜观测记录中的地球自由振荡持续到震后的第3天甚至更长时间。除此之外,多个水库台网所有台站的短周期地震记录数据中也出现了大量特征极为相似的低频长周期信号,这些信号的频率远远超出地震计的截止频率,完全处于短周期地震计的通频带之外,这一现象难以用经典的地震观测理论     

763长周期地震仪在台站的维护及使用

佘山地震台于1979年6月安装了763长周期地震仪,该年8月13日—14日记录了第一张地震图,至今已有十多年。仪器本身逐渐稳定,图面质量逐步符合要求,并很快应用于地震分析工作。在每五日拍发的国际电报中,从1979年底起已使用了763地震记录图的部分资料。在十多年的实际工作中,我们对763长周期地震仪的维护和使用摸索出一点经验。     

基于噪声概率密度函数的地震计观测性能对比

在记录波形一致性分析的基础上,对比不同仪器的噪声概率密度函数的分布形态和中值曲线,以及不同频率处的概率密度分布,得出仪器的实际观测性能差别,其与仪器特性及传递函数的差别相一致。利用对比噪声概率密度函数的方法可以定量地、直观地给出不同仪器观测性能差别,更为细致地了解不同地震计的差别,对观测资料作出合理的评估。      

基于拉普拉斯变换构建校正窄频速度记录的传递函数

受窄频地震仪平坦响应范围影响,窄频速度记录存在低频成分失真问题,导致地震记录可用范围受限。针对此问题,本文推导基于拉普拉斯变换和双线性变换的传递函数,实现由窄频地震记录向宽频地震记录的校正,并以日本Hi-net速度记录为例进行验证,将校正后的速度记录与同台KiK-net加速度积分所得的速度记录予以对比。结果显示,原始速度记录在低频处存在失真,而校正后的波形与KiK-net加速度积分速度记录波形一致,这表明改进的传递函数能有效地解决原速度记录中的低频成分失真问题,有效地拓宽了低频可使用范围,而且相较于Nakata校正速度记录方法,以本文给出的传递函数校正的速度记录在振幅和波形等方面的精度更高。     

地震计自噪声的研究

仪器的固有噪声水平是地震计的关键技术指标。 如何降低仪器的自噪声是地震计设计中需要解决的重要问题。 本文分析了产生地震计自噪声的两个主要噪声源: 布朗热噪声和电子噪声(1/f噪声), 以及它们对地震计传递函数的影响。 分析了三种地震计所记录的地震台台基噪声, 并且通过试验来检验仪器噪声对地震计观测数据的影响。