五台山地震科技中心SSQ-2I水平摆仪观测数据干扰因素分析

收集整理五台山地震科技中心2015~2019年SSQ-2I型水平摆倾斜仪的固体潮观测分钟值资料,对典型干扰及原因进行分析,总结各类干扰对观测曲线的影响及机理,为利用数字化资料及时识别干扰、准确捕捉短临异常提供可借鉴的实例。     

涉县地震台VS型垂直摆倾斜仪与DSQ型水管倾斜仪观测资料对比分析

选取涉县地震台VS型垂直摆与DSQ型水管倾斜仪2015~2018年的观测资料,采用形态对比法、Venedikov调和分析法、相关性分析法检验两者反映同一区域地倾斜量及同步变化的能力。结果表明,两者在排除倾向变化影响的前提下,月变及年变形态一致性较高,且固体潮记录清晰、地震记录及时准确。潮汐因子及其相对误差结果显示,2套仪器的精度均满足要求,相关性分析结果表明两者在排除倾向变化影响的前提下具有较高的相关性。     

山东省水平摆倾斜仪数据跟踪分析

对山东省2018年水平摆数据进行跟踪分析,总结自然环境、人为干扰、系统故障和地球物理事件固体潮汐等干扰的特征。结果表明,气压和降雨影响显著,气压骤变同步引起固体潮畸变,降雨引起趋势性变化;人为干扰主要有调零、标定、人员进洞和仪器调修,会造成固体潮畸变,使标定过程中数据出现突跳;观测系统故障主要有供电故障、数采故障和传感器故障,多表现为数据错误;水平摆记录到大量的地球物理事件,说明水平摆有较强的映震能力。     

基于非线性最小二乘法的石英水平摆倾斜仪格值标定

采用非线性最小二乘法对石英水平摆倾斜仪格值标定的秒采样数据进行拟合。通过Levenberg-Marquardt算法实现迭代计算过程,准确求解光记录位移信号参数并计算标定格值。仿真和台站标定实验结果表明,采用非线性最小二乘法计算倾斜仪秒采样数据的标定格值与倾斜仪校准格值的一致性较好。     

全台网垂直摆倾斜仪背景噪声水平分析

利用全台网垂直摆倾斜仪的观测数据,研究不同采样率对功率谱密度结果的影响,并对不同台站、不同类型仪器连续观测数据在地震频段（200~600 s）的背景噪声水平进行着重分析。结果表明：1）不论是单个测站还是全国台网的统计结果,均显示2类垂直摆在地震频段噪声水平相当;2）在区域分布上未见明显规律性变化,但由于受海浪及活跃构造运动的影响,沿海地区部分台站噪声水平较高;3）高噪声水平仪器观测曲线普遍表现为不光滑、毛刺多,除部分台站受海浪影响,大多是观测环境或仪器本身的原因。     

汶川地震前泰安台摆式倾斜仪异常现象分析

对泰安台水平摆和垂直摆倾斜仪长期观测资料进行了分析,通过对M2波潮汐因子变化和矢量图进动轨迹的分析发现,汶川地震前存在异常现象.     

泰安地震台SSQ-2数字水平摆曲线畸变分析

对山东泰安地震台数字化水平摆10年的观测资料中的典型畸变现象进行了分类,具体为:1)大幅度漂移,趋势性改变;2)单日固体潮畸变;3)多日固体潮畸变伴频繁掉格;4)频繁掉格,固体潮无明显畸变。NS分量畸变以趋势改变、固体潮升降变化为主,EW分量畸变以频繁掉格为主。映震能力:对震中距2 000~5 000 km大于7级以上的地震有反应,甚至远于5 000 km的极远震也有为数不少的震前畸变出现。     

狮子山台VS型垂直摆倾斜仪和VP型宽频带倾斜仪事件响应特征对比分析

对狮子山台VS型垂直摆倾斜仪和VP型宽频带倾斜仪就降雨干扰、仪器调零、地震响应等各种事件进行对比分析发现,VP型宽频带倾斜仪抗降雨干扰能力强,地震响应灵敏度高,网页自动调零恢复时间短,可极大地提高观测数据质量,保证数据的连续率。     

VS型垂直摆倾斜仪电容测微传感器摆动误差分析

根据高斯定理分析并推导出非平行平板电容器的电容计算公式,并将其结果用于分析VS型垂直摆倾斜仪的三片式差动电容特性,得出了垂直摆在摆动情况下倾斜角与输出电压非线性关系的表达式.按仪器的结构参数计算了非线性误差的大小,以及线性化近似处理的范围.结果说明倾斜仪输出特性线性化处理合理可行.最后介绍了一种电容传感器装配的妥善方法和允许的装配误差.     

地震计与垂直摆倾斜仪同点观测数据对比

利用垂直摆倾斜仪与地震计进行同点观测对比实验。将传感器输出信号统一采样后,以时域背景噪声包络为标准对数据进行统一量化,计算振幅谱,根据振幅随频率的变化判断2种仪器对不同信号的检测能力。在此基础上,以背景噪声、地震波、固体潮汐为天然测试信号测试2种仪器的检测能力。结果表明,对于固体潮汐所在的长周期频段的信号,垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计,地震计在该频段的记录数据主要来源于仪器噪声;对于远震面波,2种仪器皆有较好的记录效果,其中垂直摆倾斜仪记录的振幅大于地震计;近震及地方震引起的高频地震动处于垂直摆倾斜仪设计的响应通带之外,数据可比性不大。     

气象因素对倾斜仪观测干扰特征分析

采用常熟台水管仪与垂直摆2009～2015年观测数据,研究了气压、降雨、气温、洞温等因素对地倾斜观测的影响特征。结果表明,降雨对地倾斜观测数据干扰最为显著,表现为NS分量发生南倾,EW分量发生西倾,量级上NS分量受干扰程度比EW分量大,垂直摆受干扰程度比水管仪大;气压变化影响表现为短周期扰动,并导致日值曲线出现短时间畸变;气温及洞温变化影响观测值出现明显的年变规律和年变幅变化,对日观测值影响不明显。     

国家知识产权局授予VS型垂直摆倾斜仪“发明专利证书”

由中国地震局地震研究所胡国庆、蒋幼华、张道忠等共同研制的小型垂直摆倾斜仪(VS型垂直摆倾斜仪)，经中华人民共和国国家知识产权局审查通过，授予国家发明专利权，并颁发专利证书。专利号：ZL99116673．6，国际专利主分类号：GO1C9／12，授权公告日：2003年11月5日。     

降雨对垂直摆倾斜仪的干扰与排除

针对龙岩地震台垂直摆倾斜仪观测受降雨干扰明显的情况,通过对覆盖层地形、地质条件进行研究,分析降雨干扰产生的原因。由于垂直摆倾斜仪观测值曲线与降雨累积值曲线存在很强的相关性,可以利用一元线性回归方法对降雨干扰进行剔除。同时,对映震效果进行了探讨。     

降雨变化对云县台垂直摆倾斜仪的影响分析

通过分析云县台2013～2016年降雨对垂直摆倾斜仪观测数据的影响发现,在春冬两季,主要受孤立的强降雨影响,当日降雨量达到15 mm以上时,便对倾斜量产生影响;在降雨较集中的夏秋季节,受连续降雨的影响,当日降雨量达到驱动降雨量后,降雨与倾斜量有很好的相关性,而雨季中期关系不明显。由于垂直摆倾斜仪观测值曲线与降雨累积值曲线存在很强的相关性,利用一元线性回归方法对降雨干扰进行剔除,有利于准确提取和识别前兆异常。     

VP型垂直摆倾斜仪观测频带的分析及改进

从仪器原理、传递函数和观测数据等方面分析目前在网进行1 Hz采样的VP型垂直摆倾斜仪在2~60 s周期内的频率特性,认为该仪器可以观测到频带内的信号变化,但因处于过渡带,观测幅度较真实幅度削弱约20~40 dB。对VP型垂直摆倾斜仪观测频带进行拓展,使2~60 s周期内的观测信号由之前的过渡带进入到仪器的通频带,结果与相同采样率的其他定点形变仪器的观测效果相同,将地倾斜观测量转换为加速度表达后,其幅频特性符合全球地震背景噪声模型。改进后的VP型垂直摆倾斜仪对于远距离震级不大的同震体波震相记录效果略优于改进前,但受地脉动影响,在识别非地脉动信号时需要采用更精细的方法和手段来提高识别效果。     

3类地倾斜仪地球固体潮的潮汐响应特征及其差异

选用宜昌地震台DSQ水管倾斜仪、VS型垂直摆倾斜仪、VP型垂直摆倾斜仪2018-01-01~10-14整点观测数据,采用Nakai逐日拟合计算结果中的潮汐振幅比A和非数字滤波调和分析计算结果中的M₂波潮汐因子A_M2,对比分析这3类仪器对地倾斜固体潮的振幅响应特征。结果表明,该台NS分量潮汐振幅比只相当于EW分量的90%;1~9月M2波潮汐因子的月结果中误差小于0.02;给出6个分量9个月的54个潮汐因子结果,它们的中误差小于等于0.02;同一分量9个月结果（潮汐因子）之间的极差小于等于8.3%,离散相对中误差小于2.8%。     

VP型宽频带垂直摆倾斜仪与SQ-70石英水平摆倾斜仪观测资料对比分析

从干扰因素、连续性、稳定性、观测精度和映震能力等方面对徐州地震台SQ-70模拟石英水平摆倾斜仪和VP型宽频带垂直摆倾斜仪2014-01~12数据进行对比分析后认为,后者性能明显优于前者,并能实现远距离数据快速传输,有利于及时捕捉地震的短临信息和资料共享。     

青岛台CZB-1c型钻孔倾斜仪观测资料质量影响因素分析

本文通过对青岛地震台CZB-1c型竖直摆钻孔倾斜仪自安装以来的月漂移量、调和分析、相位滞后、潮汐因子等进行分析研究发现,仪器观测基本不受降雨、地下水、大气和地磁场的影响。同震应变阶、周边场地干扰和仪器格值变化等因素会严重影响观测质量的可靠性、精度和潮汐因子,尤其是自仪器格值变化后潮汐因子和潮汐因子中误差明显变大;仪器的映震能力较强,同震变化幅度与震级成指数性正相关,与震中距成反比。     

利用全台网垂直摆倾斜仪数据检测日本MW9.0地震激发的低频自由振荡

首次利用全台网多台垂直摆倾斜仪观测数据检测地球自由振荡。2011年日本MW9.0大地震发生后,43台仪器记录到其所激发的自由振荡信号。谱分析结果显示,垂直摆倾斜仪检测到了低频段（1~5 mHz）地球自由振荡振型,并且在超低频部分（<1.5 mHz）仍然还有较高的信噪比。选取43个台站中观测质量较好的36个台站数据进行叠积以增强信号,可以探测到一些非常微弱的模态,最终得到频率高于4.7 mHz的所有零阶球型振荡0S3~0S38（其中7个振型的观测频率与理论值的偏差近似为0）和环型振荡0T3~0T28几乎所有振型,此外还检测到21个谐频振型。     

常熟地震台数字水管倾斜仪观测资料质量分析

通过对常熟台DSQ水管仪2008-2011年倾斜潮汐观测资料的质量分析得出:DSQ水管仪工作稳定,观测资料的质量达到了形变规范的要求.