宾川地震信号发射台的震源系统、观测系统和观测结果

概括总结了宾川地震信号发射台及所处区域地球物理观测的基本情况,重点介绍了宾川地震信号发射台观测系统的构成以及气枪震源在水库、井中激发的特性和信号的传播距离。对发射台建成以来所开展的工作、取得的观测实验研究结果以及遇到的问题进行了总结和探讨。结合项目的目标提出了今后一段时间主要应开展的研究工作。     

宾川地震信号发射台的震源系统、观测系统和观测结果

概括总结了宾川地震信号发射台及所处区域地球物理观测的基本情况,重点介绍了宾川地震信号发射台观测系统的构成以及气枪震源在水库、井中激发的特性和信号的传播距离。对发射台建成以来所开展的工作、取得的观测实验研究结果以及遇到的问题进行了总结和探讨。结合项目的目标提出了今后一段时间主要应开展的研究工作。     

中国电磁卫星地面对比观测系统方案研究

针对我国即将发射的电磁监测试验卫星观测物理量和观测频段, 结合我国现有地基观测基础和对比观测需求, 本文提出了地面对比观测系统设计方案, 包括观测对象、 观测频段和观测区域的选取以及台网布局方式． 在此基础上, 根据该方案在甘肃省天祝前兆台阵区域建立了古丰、 寺滩和坪城等3个台站的地面对比观测原型系统, 并取得了电磁场的初步观测资料． 对观测资料的分析结果表明, 地电场和地磁场观测数据呈典型的日变化形态, 具有较好的同步性和一致性, 能够真实地反映小区域地电场和地磁场的变化． 该结果可为今后开展试验性的星地联合观测和建立我国地震电离层立体监测体系提供技术支撑.      

地-电离层耦合地震电磁观测系统

强地震前,在震区产生先兆电磁现象已经得到了越来越多的测量记录证实,地面直接电磁辐射异常和电离层异常扰动是地震前最显著的前兆现象,而且具有较稳定的时间尺度。除了卫星观测方法外,地震先兆电磁信息的观测方法有多种。根据接收的信号来源途径不同,地面观测方法可划分为：①被动观测：在地面观测附近孕震区直接辐射的ULF／ELF／VLF的电磁波;     

地震勘探观测系统定义模块的实现

地震勘探资料处理软件系统中观测系统定义是必不可少的模块.本文论述了在Linux环境下使用QT图形可视化工具集成多种方法实现观测系统定义的过程和思路,本模块能够处理多种文件格式实现观测系统定义,还可以根据施工班报快速定义单边放炮、双边放炮、中间放炮两边接收等多种观测系统,并给出几种图形显示辅助观测系统的质量控制.     

岩石电磁辐射信号观测系统构建及检验

针对岩石电磁实验研究需要,构建专用岩石电磁辐射信号观测系统。铜板电容传感器的采用,将观测的频率带宽由固定点频拓宽至2.5 kHz—800 kHz的宽频带范围;PXIe-6368数据采集卡的应用,消除了PAC声发射仪的带通滤波和波形前端滤波功能对信号的影响,使观测系统可以记录到原始的EME信号。通过人工信号和岩石加载实验,对观测系统进行检验,发现:该观测系统可以采集2.5 kHz—800 kHz频带范围内0.1 mV以上EME信号,具有每通道最大2 M采样率、最多16通道同步采集功能。本套电磁辐射信号观测系统可以用来检测岩石加载过程中产生的EME信号,也可用于多种岩石物性参数的多通道同步采集。     

河南荥阳台水管观测的高频抖动信号分析

通过对河南荥阳地震台形变观测曲线中的“高频抖动信号”与干扰因素的对比分析,认为这种高频抖动信号有别于干扰信号,具有一定的前兆意义,是地壳形变过程的一种反映,也是一种前兆性异常现象。这种高频信号要在排除风扰等因素后才能够找出其真正的映震前兆信息。     

分布式多通道电法电磁法数据同步采集系统

采集系统是电磁法仪器的重要组成部分,设计出高精度、低功耗的分布式采集系统是电磁法仪器研制的重点和难点.本文设计的采集系统集成了6个采集通道,每个采集通道的A/D转换器都选用了32位的ADS1282,并通过DAC1282来提供ADS1282校准和自检所需要的外部信号.采集部分的控制中心选用了MachXO2 ZE系列这款功耗极低的CPLD.为了保证同步采集的精度,设计中采用了GPS和OCXO协同授时的方案来提供同步时钟.采集系统具备MT、CSEM、SIP等测量功能.测试结果表明,本采集系统同步精度维持在1E-11以下,待机状态下功耗为0.32 W,运行功耗2.76 W,各通道短路噪声值均在μV级,信噪比在118 dB附近,满足设计要求.     

地震电磁扰动观测方法与技术专题研讨会纪要

中国地震学会地震电磁学专业委员会和中国地震局地壳应力研究所于2011年12月26-27日在北京联合召开地震电磁扰动专题研讨会.参加本次专题研讨会的有中国地震学会地震电磁学专业委员会主任委员、中国地震局地震预测研究所副所长蔡晋安,中国地震局地壳应力研究所副所长杨树新,中国地震局地震预测研究所研究员钱家栋、赵家骝、关华平、副研究员席继楼,中国地震局兰州地震研究所研究员杜学彬、副研究员谭大诚,中国地震台网中心研究员卢军,上海市地震局研究员马钦忠,中国地震局地壳应力研究所研究员吴荣辉、田家勇、王兰炜、副研究员张世中以及该所其他从事电磁扰动观测研究的科研人员.     

潮湿对763观测系统的影响

７６３长周期地震仪具有频带宽、动态特性好、摆的零位稳定性好等优点,已取代了ＳＫ基式地震仪,成为我国基准地震台网的主要测震仪器,因此,如何确保７６３观测系统的稳定性,就显得更加重要。泉州地震台在基建项目完成后,对停机两年多的７６３地震仪重新进行了清理和...     

电磁法观测系统采样时钟不确定度及误差研究

电磁法观测系统中,采样时钟质量直接影响高精度ADC的信噪比,而高精度ADC芯片的信噪比作为电磁法观测系统信号检测非常关键的指标,决定了获取数据的质量.采样时钟的时间抖动是时钟孔径不确定度产生的原因,导致电磁法观测系统中ADC数据转换的信噪比变差,严重影响电磁系统观测质量,为此提出了ADC采样时钟不确定度最大时间抖动的确定方法.该方法通过对ADC采样过程进行时域、频域分析,借助正弦波导数给出采样时钟孔径不确定度引起的采样数据误差数学描述,结合极大值法与ADC信噪比计算方法获取系统信噪比需求范围内的最差时钟孔径不确定度,进而计算出相应采样时钟的最大时间抖动误差.以地球物理仪器中常用的ADC芯片AD7760为例进行了相应的时钟抖动误差计算,确定时钟的孔径不确定度抖动时间.根据信噪比指标确定了时钟孔径不确定度后,采用压控恒温晶振跟踪GPS信号中的秒脉冲的方法,保证时钟抖动误差能够满足AD7760的要求,根据测试表明,在GPS失锁4 h内,时钟输出能够满足技术要求.

     

光隔测试信号发生器的设计与使用

在数字化前兆遥测台网的信号传输链路中,光隔主侧、光隔副侧是一个故障多发点。为维修方便,笔者研制了光隔测试信号发生器,提高了光隔维修质量。     

华北遥测地震台网联网中心信号系统设计与实现

根据世界银行贷款项目——国家部分的总体设计和实施方案的要求,建立华北遥测地震台网联网中心。本文概括介绍了华北联网中心信号汇集与分配系统的设计与实现。     

基于多尺度线调频基稀疏信号分解的线性时变SDOF系统参数识别

对于参数时变的SDOF系统,提出一种基于多尺度线调频基稀疏信号分解的参数识别方法。该方法能将SDOF系统的强迫振动响应自适应地分解为稳态响应和瞬态响应。从系统的稳态响应可得到外部激振力的频率估计;对系统的瞬态响应用多尺度线调频基稀疏信号分解方法进一步分解,可得到系统的瞬时频率估计,进而可得到系统的刚度和阻尼,从而实现对SDOF系统的参数识别。刚度线性变化、刚度突变与刚度周期缓变3种情况下的参数识别仿真算例表明,本文方法能有效识别线性时变SDOF系统参数,具有重要的工程应用价值。     

基于尺度变换随机共振的瞬变电磁弱信号检测

晚期瞬变电磁信号是大参数、多频率、且各频率分量未知的电磁信号,特别在晚期还是强噪声背景下的微弱信号.随机共振系统可以在极限信噪比的情况下提取微弱信号,但仅适用于小参数、单一频率或频率已知的高频信号的情况.为此,本文提出一种基于尺度变换的随机共振算法用于检测晚期瞬变电磁信号,该方法充分利用了随机共振检测弱信号的优势,通过引入尺度变换,消除了随机共振系统对待测信号频率的限制,在绝热近似理论下,实现了从强噪声中提取出微弱晚期瞬变电磁目标信号.理论分析和仿真结果表明:对埋在强噪声中的未知频率的晚期瞬变电磁信号,采用连续的压缩算法,以获得一个适当的输入信号到随机共振体系,根据输出信号共振谐振峰的变化,经反变换运算可得待测弱晚期瞬变电磁信号的各个未知频率,各个频率的叠加即可还原晚期瞬变电磁信号.与传统方法相比,本方法数据采集量和采集时间都减小到原来的几十分之一,能在极限信噪比(信噪比-50 dB)下,提取出目标信号,为获得深层目标信号提供了可能,从而提高了瞬变电磁探测仪器的探测深度和探测精度.     

老挝万象省爬立山(PHaLek)铁矿磁异常特征及找矿评价

老挝万象省爬立山铁矿床位于长山褶皱带北西端,是长山成矿带内与岩浆作用有关的一个大型铁矿床.矿床类型以矽卡岩型为主,其次为热液型,成矿作用与花岗岩类侵入作用有关,矿区内发育致密块状磁铁矿、孔洞状赤铁矿、砂砾土状铁矿.该区地球物理工作研究程度较低,仅有部分航磁资料,难以准确控制矿化异常;老挝热带雨林气候植被覆盖严重,地表露头难寻,圈定矿体规模和划分地层界线难度较大.为了获得该区铁矿体地表规模及深部延展,笔者在该区开展了1:10000地面高精度磁法测量,运用解析延拓、水平总梯度模、垂向导数、2.5D人机交互反演等方法有效克服了低纬度地区磁异常化极不稳定形成假异常的问题,解译了爬立山矿区磁异常特征,提高了磁异常的解译分辨率,更加准确的控制了爬立山铁矿区铁矿体的范围、深部延展.后期钻探验证结果表明,在老挝地质勘查程度低、覆盖严重的爬立山地区开展高精度磁法是控制该地区铁矿的有效地球物理方法.     

电磁勘探数据粗大误差处理的一种新方法

由于存在各种地电干扰, 电磁法勘探采集到的原始电场数据中往往包含粗大误差.电磁法勘探中信号量的测量与传统的精密测量在误差来源与特点、测量值分布等方面均存在较大差异.经试验, 对电磁勘探采集到的原始电场数据采用传统的莱伊达、格拉布斯、狄克逊等准则进行粗大误差的自动判别和剔除, 处理效果不好;采用Robust估计和中值滤波方法, 也不能达到满意的效果;采用手工方式挑拣剔除粗大误差, 处理效率太低, 均不能满足电磁勘探数据预处理的要求.作者提出了一种自适应双向均方差阈值法实现电磁勘探数据粗大误差的自动判别和剔除, 此方法对采集到的原始电场数据样本进行排序后, 采用迭代或递归的方式, 每次均以中点为界分别计算前后两部分数据的均方差, 将较大的一个与预先设置的均方差阈值进行比较, 若其大于阈值, 则判断粗大误差存在于相应的一端, 进而剔除相应端端点位置的数据点;若前后均方差值都小于阈值或样本数量小于3个时算法结束.此方法具有自适应优化、阈值参数化控制、适应小样本数据以及计算简单效率高等特点.大量实验结果表明:在选取均方差阈值在30至90范围内时(经验值), 能够有效地剔除电磁勘探原始电场数据中的粗大误差, 保留最可信数据.目前已在多个实际勘探生产项目中应用此方法处理粗大误差, 取得了令人满意的处理效果.     

用扩散电场法估算CHTEM-I系统的探测深度

时间域航空电磁系统的探测深度是一项关键技术参数,在系统研制设计和资料解释中都有重要作用.当目标层与围岩电性差异不大或目标层引起的异常响应不明显时,常规的估算探测深度方法不再适用,为克服这种缺陷,本文提出了一种系统探测深度的估算方法,该方法通过模拟电场在均匀半空间模型和层状模型中的扩散过程,记录电场最大幅值在地下的瞬时位置,将系统的探测深度定义为观测到的响应值等于给定的噪声水平时,对应时刻的地下介质中感应电场幅度的最大值对应的深度.论文以我国自主研制的直升机时间域航空电磁系统CHTEM-I为例,根据对不同条件下的计算结果的分析,给出了探测深度与模型电导率、飞行高度和噪声水平之间的关系曲线,并总结出一些能够提高系统探测深度的建议.结果表明半空间模型电导率在0.000295~0.0422 S/m范围内,CHTEM-I系统可以在噪声水平与t－0.5成正比条件下达到300 m的探测深度.本文方法的估算结果不受模型层厚薄,或目标层与围岩电性差异小等因素影响,因而具有较高的实用性.文中的结论对时间域航空电磁系统设计有理论指导意义,也可用于其它时间域电磁勘探系统探测深度的估算.     

利用甚低频信号相位变化特性判断X射线耀斑类型的研究

甚低频(Very Low Frequency,VLF)信号在地面-电离层波导中传播,当太阳耀斑爆发时日地空间中X射线通量增大,使电离层电子密度分布受到影响,进而导致地面-电离层波导状态发生改变,造成接收到的VLF信号出现异常.本研究利用位于河南省新乡市的VLF信号接收站,对俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号进行长期的监测和观察后,发现X射线耀斑爆发引起VLF信号相位产生缓变型和急始型两种类型响应.与美国气象卫星(GOES)观测的耀斑数据进行对比,发现VLF信号相位产生两种类型响应与耀斑到达峰值所用时长在耀斑持续时长中的占比有关,缓变型相位对应的耀斑到达峰值时长在耀斑持续时长中占比通常在30%~40%之间,急始型则不高于30%.研究X射线耀斑与VLF信号相位响应之间的对应关系,对进一步研究VLF信号传播及不同类型X射线耀斑的成因有积极的推动作用.

     

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。