钻孔应变观测原位标定方法研究进展

钻孔应变观测的原位标定是制约钻孔应变定量观测理论与技术发展的基础性问题。为推进钻孔应变观测在地球动力学研究中的应用,从标定模型、参考应变信号等方面系统总结钻孔应变观测原位标定方法研究的最新进展,指出钻孔应变观测原位标定中存在的主要问题,并展望今后的发展方向。     

钻孔四分量应变观测自检内精度分析

根据钻孔四分量应变观测特点,分析了评价该观测手段的质量指标:相对标定自检内精度.介绍了相对标定自检内精度方法以及存在的问题.通过对比分析平均值、相关系数等,提出不同的求偏差方法,改进了相对标定自检内精度法,使其能尽量客观地评价观测质量.     

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。     

用地震仪准确标定钻孔应变仪

通过共同观测远震面波,可以用地震仪标定钻孔应变仪。其基本思路是先用勒夫波标定剪应变灵敏系数B值,再用瑞利波标定面应变灵敏系数A值。但用不同远震的面波标定出的B值和A值差别较大。为此,引入效度来表示所用地震的面波能够准确地标定出B值和A值的程度,用效度最高的标定值作为最终标定值。用该方法标定仁和地震台的钻孔应变仪,得到A=0.36,效度为-0.71;B=0.73,效度为-0.92。     

钻孔四分量应变观测数据不同时间尺度的自检分析

利用高台地震台不同时间尺度的钻孔四分量应变观测数据计算元件相对校正系数、自检内精度和面应变相关系数。分析认为,对较长时间尺度观测数据进行质量评价、应变换算和地震研究时,相对标定处理应选用连续观测的日均值或5日均值数据|对较短时间尺度观测数据进行以上分析时,相对标定处理应选用整时值数据。     

综合应用固体潮观测资料求解钻孔应变地震波

由于钻孔内外的介质模型的力学性能不能测定,不能用波动方程来解钻孔应变地震波.为此,利用钻孔应变固体潮观测资料的调和拟合结果,对钻孔应变仪进行标定,或用摆式地震仪测出的位移进行标定,求出钻孔应变的应力响应系数,用平衡方程的解近似地代替波动方程的解.文中还导出了计算地震震级的公式和计算钻孔周围岩石弹性系数的方法,不但解决了上述难题,还使计算大为简化.     

三峡重庆地区钻孔应变资料可靠性检验与分析

对三峡重庆地区6个四分量钻孔应变资料进行可靠性分析,利用其增量观测数据进行相对标定,得到各站点测区的应变参数,并分析测区相对应变特征。结果表明,6个站点的钻孔应变观测资料是可靠的,其中1个站点测区面应变呈现张性变化,靠近三峡库首区的5个站点测区面应变呈现压性变化,测点主压应变方向与大范围构造应力场方向较为一致,表明三峡重庆地区呈现压性特征。     

用固体潮观测资料将钻孔应变变化换算为地层的应力变化

利用钻孔应变观测值中潮汐频段部分和钻孔岩芯的弹性系数,将钻孔应变换算为地层应力的格值,用此格值可将钻孔应变的非潮汐变化换算成该地地层的非潮汐应力变化.从潮汐模型研究和潮汐观测结果来看,勒夫数受地球大结构的影响,空间变化不大,据此可用勒夫数的模型值去求定标定应力.由钻孔应变观测值求定钻孔应变的面应力系数和差应力系数,而不必知道耦合介质的力学性能.探头周围介质若非各向同性时,应力系数可用椭圆的解析式拟合.此外,还讨论了同井、同台、台网的校核问题,以及应力场模型的拟合和漂移的分离问题.     

一种RZB分量式钻孔应变仪原地线性标定技术及试验

由于运维时间长,RZB钻孔应变仪存在元器件老化、材质蠕变等问题,使传感器性能不断发生变化,需要定期对其进行原地静态物理标定。目前采用的以压电陶瓷为核心的静态物理标定方式存在迟滞、蠕变、非线性等缺陷,使标定结果精度差、误差大。本文设计了以陶瓷马达为核心、光栅传感器作为反馈、RS485总线为基础的远程线性标定机构,实现了RZB钻孔应变仪原地线性标定功能。在实验室开展原地线性标定模拟试验,传感器满量程的标定数据结果表明,标定分辨率达到2 μm,线性度优于1%。     

中国钻孔应变观测能力及在地震预报中的应用

对钻孔应变观测在地震预报中的应用情况的分析结果表明,钻孔应变震前异常多数情况下分布在远离震源的区域上,而近震源区域却较少观测到显著的前兆。这种观测事实一方面可能反映了钻孔应变观测仪器数量有限和钻孔应变观测场地分布不均匀对分析结果的影响;另一方面也可能反映了震源区的力学性质,即震前震源区呈现应变高积累、小变形的特征。     

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PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例,分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号,结果表明,应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析,二者同震响应一致性较好,应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现,同震阶段应变主方向指向震中。     

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光学卫星常态化相对辐射定标方法研究

相对辐射定标是获得各类光学遥感卫星传感器的高精度观测产品的必备条件,由于受发射震动、在轨空间环境变化等因素以及传感器自身衰减的影响,传感器在轨响应状态会随时间发生衰减和漂移,单一相对辐射定标方法无法保障卫星传感器在特定时间的探元响应一致性。本文以光学卫星传感器全生命周期影像辐射质量保障为目标,主要研究了光学卫星传感器在轨生命周期内高频率、高定标精度的常态化相对辐射定标方法,并总结了当前常用的相对辐射定标精度评估方法,评估了各定标方法的指标以及应用场景。利用珞珈一号01星（LJ1-01）夜光传感器获取的影像进行在轨暗电流、和在轨均匀场地定标实验和验证,珠海一号02组高光谱卫星影像被用来实施和验证统计定标和偏航辐射定标方法,并耦合多种定标方法实现常态化辐射定标。实验结果表明：各种定标方法处理后影像的条纹系数小于0.25%,图像相对标准差均优于3.00%;多种定标方法相互结合的常态化辐射定标方法实现了多种定标方法的优势最大化,完成常见传感器的高精度在轨标定。     

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RZB型电容式多分量钻孔应变仪主机系统的升级改造

在保留RZB型电容式分量钻孔应变仪传感器功能不变的前提下,充分吸取了原RZB型电容式多分量钻孔应变仪及其他前兆仪器的优点,对其主机部分进行升级改造,实现了RZB多分量的宽频带响应（采样率提升为秒采样）;采用了低功耗、高稳定性的ARM920T高速处理器内核、固化WinCE操作系统,为仪器的稳定性、连续性提供了技术保障;网络接口板外嵌触摸式显示屏,极大地方便了仪器的参数配置以及现场检修;对原供电方式进行改进,实现了集防雷、供电、充电、交直流切换于一体以及软件的远程更新、软件工作的详细日志查询等功能。通过对新仪器数据分析发现,其连续率得到大幅提升,并记录到分钟采样所记录不到的详细地震波响应过程。     

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