地震计传递函数的精确测定研究

数字地震观测系统中地震计传递函数的测定对于观测数据在地震学中的解释和应用是非常重要的。本文详细地研究了对地震计传递函数测定的一些基本问题。具体的内容和结果如下 :分析了 FBS-3 A型等宽频带地震计的基本原理、零极点的分布和频率特性。结果表明FBS-3 A地震计低频段的频率特性主要由机械结构和反馈电路共同决定 ,高频段主要由电子电路来决定。本文对宽频带地震计的频率特性测试是在地震计的低频段进行 ,对于地震计高频段的频率特性采用理论分析计算获得。比较了常用的测试信号 ,如稳态正弦信号、阶跃信号、脉冲信号、高阶脉冲…     

CZ－1型标定信号发生器

ＣＺ－１型标定信号发生器是根据国家地震局“遥测地震台网观测技术规范“和对地震观测台站的要求而研制的。它可以在地震观测现场用于对地震计和放大记录系统标定测试,也可用于实验室对放大器、滤波器等进行测试和维修,与其它常规信号发生器相比,更能满足地震局系统的需要。     

一种地震流动观测数据采集器

流动地震数据采集器 ,除必须具备固定地震观测台站地震记录仪器相同的技术性能 ,如大动态范围、高分辨率外 ,还须具有野外流动观测的特殊性 :1高可靠性 .仪器必须能够在无人值守运行中长期稳定可靠工作 ;2强野外环境适应能力 .野外流动观测可能经常遭遇恶劣的工作环境 ,如潮湿、灰尘、环境温度等 ,仪器必须能够在各种野外恶劣环境下正常工作 ;3良好抗振性能 .仪器必须能够抵抗流动观测中的长途颠簸运输 ;4巨大数据存储能力 .地震观测数据量巨大 ,但野外流动观测数据收集困难 ,如何可靠存储和收集巨大的地震观测数据一直是困扰流动观测技术领…     

地震数据采集器中的GPS授时技术和校时技术

从模拟地震观测到数字地震观测,地震事件的时间标识一直是地震观测中的关键技术之一。当一个地震事件发生时,模拟观测时代是通过短波授时和校时技术为地震事件标识时间,而数字观测时代则是借助于精度更高的全球定位系统(Global Position System,简称GPS)为地震事件标识时间。本文详细介绍地震数据采集器中的GPS授时技术和校时技术。     

CZ—1型标定信号发生器

ＣＺ－１型标定信号发生器是根据国家根据国家地震局“遥测地震台网观测技术规范”和对地震观测台站的要求而研制的。它可以在地震观测现场用于对地震诸放大记录系统标定测试，也可用于实验室对放大器，滤波器等进行测试和维修，与其它常规信号发生器相比，更能满足地震局系统的需要。     

应对巨大地震的应急流动观测系统

通过“十五”数字地震观测网络项目建设,目前。我国的地震观测系统和地震观测信号传输几乎完全依赖于公共通讯网络。但是,大地震常常严重破坏公共通讯系统,应对巨大地震的流动观测系统就提到迫切的日程。2007年,通过采用无线竞带接入技术,结合中国地震局数字地震观测网络技术,初步建成了应对巨大地震的应急流动观测系统,并在汶川地震现场观测初期发挥了重要作用。     

数字地震仪系统传递函数的一种计算方法

随着科学技术的发展 ,近年来我国地震观测大量采用数字地震仪系统 ,并将逐步取代原模拟记录系统 ,这是地震观测工作中的一大飞跃 .它使我们有可能更快地进行大震速报 ,更方便地从地震记录中获取更多、更真实的来自地球内部介质和震源过程的信息 ,从而进行更深入的地震科学研究 .由我国港震公司生产的速度型数字地震仪系统包括FBS 3A宽带反馈式地震计 ① 、EDAS 3型地震数据采集器以及电信传输系统和计算机系统 .当地震发生时 ,仪器记录了地震信号 ,而我们从计算机中读出的信号只是一些无量纲整数 ,并非是真正的地动速度或地动位移 ,它必…     

数字地震观测中的线性和最小相位滤波

线性相位滤波和最小相位滤波是数字地震观测中经常都要遇到的两类滤波器。现代地震数据采集器中就预置有这两种滤波系数供用户选用。本文以EDAS—C24地震数据采集器为例,通过比较两者滤波特性的差异后得出：为什么在以震相判读分析为主要用途的数字地震观测中必须选用最小相位滤波器,最好不要使用线性相位滤波器。同时还指出,最小相位滤波对优势频谱较高的地方微震波形影响较大,且振荡尾巴较长,分析研究时应注意其影响。     

地震观测数据质量控制研究综述

地震观测的数据质量直接影响地震学研究结果的可信度,因此需要进行观测数据的质量分析及控制研究.本文详细调研了国内外地震观测发展以及观测数据质量控制的历史,分别从观测技术、数据中心以及数据用户反馈三个角度介绍了地震观测数据质量控制的方法、发展和思路,同时结合国内地震观测实际情况以及作者的亲身实践对数据质量控制过程中的一些技术细节进行了讨论并提出了一些建议.     

微型机数据采集系统

目前在地震观测中已积累了相当数量模拟磁带记录的地震信号,由于没有合适的数据采集系统,影响了这些资料的有效使用和处理。最近,我们在紫竹饭店工地动力参数测量数据处理的过程中,研制成适于处理模拟磁带记录地震信号的数据采集系统,该系统适用于目前最普及的TRS-80型微计算机。目前市面上卖到的数据采集系统,普遍没有去假滤波器和采样保持电路,这在应用中会遇到一些问题。在我们设计的系统中,没有采样保持电路,从而减小了孔径效应引起的误差,并消除了路间的采样时差;系统中设有去假滤波器可消除频谱分析中的假频干扰。该系统方框图如下:     

A FREQUENCY DOMAIN MAPPING APPROXIMATION OF MOVEOUT FILTERS WITH APPLICATIONS*

Wavenumber aliasing is the main limitation of conventional optimum least-squares linear moveout filters: it prevents adequate reject domain weighting for efficient coherent noise rejection. A general frequency domain multichannel filter design technique based on a one-to-one mapping method between two-dimensional (2D) space and one-dimensional (1D) space is presented. The 2D desired response is mapped to the 1D frequency axis after a suitable sorting of the coefficients. A min-max or Tchebycheff approximation to the desired response is obtained in the 1D frequency domain and mapped back to the 2D frequency domain. The algorithm is suitable for multiband 2D filter design. No aliasing damage is inherent in the linear moveout filters designed using this technique because the approximation is done in the frequency-wavenumber (f, k)-domain. Linear moveout filters designed by using the present coefficient mapping technique achieve better pass domain approximations than the corresponding conventional least-squares filters. Compatible reject domain approximations can be obtained from suitable mappings of the origin coefficient of the desired (f k)-response to the 1D frequency axis. The (fk)-responses of linear moveout filters designed by using the new technique show equi-ripple behavior. Synthetic and real data applications show that the present technique is superior to the optimum least-squares filters and straight stacking in recovering and enhancing the signal events with relatively high residual statics. Their outputs also show higher resolution than those of the optimum least-squares filters.     

小波包单子带重构提取GPS序列特征信息

GPS观测环境愈来愈复杂,动态观测值包含的影响因素较多,函数关系复杂,影响特征信息的提取和参数模型的解释能力.小波包具有良好的时频分析能力,利用小波包理论对GPS数据序列进行分解与重构过程中有三个基本运算：与小波滤波器卷积、隔点采样、隔点插零,该三项运算产生频率交错和频率折叠等频率混淆现象.为消除频率混淆现象,分解与重构时,每作一次信号与小波卷积后,将其结果作一次快速傅立叶变换,频谱中多余的频率成分的谱值置零,再对置零后的频谱进行傅立叶逆变换,然后继续进行小波包的分解与重构,从而实现单子带重构提取GPS数据序列特征项.通过实例验证了小波包单子带重构提取GPS特征信息的有效性.     

乾陵地震台DSQ型水管倾斜仪观测数据常见干扰分析

根据地球物理数据跟踪分析方法,对乾陵地震台DSQ型水管倾斜仪观测资料常见干扰进行分析,发现：观测数据主要受观测系统故障、自然环境因素和人为干扰影响,在曲线形态上表现为毛刺、高频扰动、趋势倾斜等;大风、降雨对水管倾斜仪NS分量干扰幅度明显较大,可能与NS、EW分量所在处洞顶覆盖层厚度不同有关。通过对以上干扰特征的认识,可为观测资料预处理及应用提供参考。     

基于余弦函数的自适应单频干扰消除

在野外地震数据采集过程中,如果地震测线上空有高压输电线通过时,在地震记录中就存在一个50HZ左右强单频干扰.这种干扰在地震记录的整个时间段上具有很强的能量,并且从浅层到深层频率、相位和振幅可能不相同,但是它们的变化不太大,可以认为基本保持不变.采用频率域压制方法很难完全消除这种干扰,仅仅是噪声和信号同时压制一定的倍数,因此并没有改善单频分量频率附近的信噪比.我们提出了基于余弦函数的自适应单频干扰消除方法,以有效消除地震数据单频干扰.在时间域内采用频率、时延和振幅的余弦函数来逼近这种单频干扰并从地震记录中减去,以实现消除这种单频干扰的目的.单频干扰余弦函数的振幅使用公式直接计算,单频干扰频率和时延采用自适应方法估算.本方法的最大优点就是能够有效消除干扰,而并不伤害干扰附近有效信号,因此在单频干扰频率分量附近数据信噪比提高了.通过实际数据的试算,说明了本方法的有效性和可行性.     

Filter formulation and wavefield separation of cross-well seismic data

Multichannel filtering to obtain wavefield separation has been used in seismic processing for decades and has become an essential component in VSP and cross-well reflection imaging. The need for good multichannel wavefield separation filters is acute in borehole seismic imaging techniques such as VSP and cross-well reflection imaging, where strong interfering arrivals such as tube waves, shear conversions, multiples, direct arrivals and guided waves can overlap temporally with desired arrivals. We investigate the effects of preprocessing (alignment and equalization) on the quality of cross-well reflection imaging wavefield separation and we show that the choice of the multichannel filter and filter parameters is critical to the wavefield separation of cross-well data (median filters, f–k pie-slice filters, eigenvector filters). We show that spatial aliasing creates situations where the application of purely spatial filters (median filters) will create notches in the frequency spectrum of the desired reflection arrival. Eigenvector filters allow us to work past the limits of aliasing, but these kinds of filter are strongly dependent on the ratio of undesired to desired signal amplitude. On the basis of these observations, we developed a new type of multichannel filter that combined the best characteristics of spatial filters and eigenvector filters. We call this filter a ‘constrained eigenvector filter’. We use two real data sets of cross-well seismic experiments with small and large well spacing to evaluate the effects of these factors on the quality of cross-well wavefield separation. We apply median filters, f–k pie-slice filters and constrained eigenvector filters in multiple domains available for these data sets (common-source, common-receiver, common-offset and common-midpoint gathers). We show that the results of applying the constrained eigenvector filter to the entire cross-well data set are superior to both the spatial and standard eigenvector filter results.     

A FILTER,DELAY AND SPREAD TECHNIQUE FOR 3D DMO1

The calculation of dip moveout involves spreading the amplitudes of each input trace along the source-receiver axis followed by stacking the results into a 3D zero-offset data cube. The offset-traveltime (x–t) domain integral implementation of the DMO operator is very efficient in terms of computation time but suffers from operator aliasing. The log-stretch approach, using a logarithmic transformation of the time axis to force the DMO operator to be time invariant, can avoid operator aliasing by direct implementation in the frequency-wavenumber (f–k) domain. An alternative technique for log-stretch DMO corrections using the anti-aliasing filters of the f–k approach in the x-log t domain will be presented. Conventionally, the 2D filter representing the DMO operator is designed and applied in the f–k domain. The new technique uses a 2D convolution filter acting in single input/multiple output trace mode. Each single input trace is passed through several 1D filters to create the overall DMO response of that trace. The resulting traces can be stacked directly in the 3D data cube. The single trace filters are the result of a filter design technique reducing the 2D problem to several ID problems. These filters can be decomposed into a pure time-delay and a low-pass filter, representing the kinematic and dynamic behaviour of the DMO operator. The low-pass filters avoid any incidental operator aliasing. Different types of low-pass filters can be used to achieve different amplitude-versus-offset characteristics of the DMO operator.     

Body-wave dispersion: Measurement and interpretation

Generalizing previous studies on short-period data, it is shown that body-wave dispersion can be measured from broad-band records of earthquakes of moderate magnitude. The method is based on the direct measurement of the arrival time of the frequency components of a seismic wave, and the arrival time is defined by its expectation value. The frequency components of the signal are obtained through a narrow band-pass filtering process. Previous to any interpretation, a correction of the arrival time for instrument response and group delay of the filter is needed. In the first step, body-wave dispersion is related to an absorption band to account for intrinsic attenuation, and thereafter we generalize this interpretation by considering a cascade of filters to account for medium parameters (attenuation and a layered crust) and source parameters (source time function and finiteness of fault). An inversion scheme to obtain the filter parameters can be devised by following, in a formal way, the same procedure as for the case of surface wave dispersion.     

内蒙古中部地区形变主要干扰的时频响应特征分析

选取内蒙古中部地区定点形变观测中受降雨、大风、气压干扰以及地震波影响的典型数据,采用S变换,对该地区形变观测中4种主要干扰信号的时频响应特征进行分析与讨论。结果表明,降雨干扰信号主要集中在低频区域,其频率先增大后减小;大风干扰表现为高频干扰,时频域能量强度与观测曲线受风扰影响变化幅度成正比;气压干扰信号的优势频率分布在低频段内;地震波影响中VP垂直摆和JCZ地震计记录的地震波较为相似,但VP垂直摆记录的频段要小于JCZ地震计,VP垂直摆主要记录的是低频地震波。同时,4种干扰信号的时频域频率、能量强度随时间变化趋势与数据观测时域变化趋势相一致。     

利用变分模态分解(VMD)和匹配追踪(MP)联合压制音频大地电磁(AMT)强干扰

为了有效分离矿集区音频大地电磁（AMT）信号中的大尺度强干扰、抑制近源效应,本文提出利用变分模态分解（VMD）和匹配追踪（MP）联合压制AMT强干扰的方法.首先,对比了VMD与经验模态分解（EMD）、固有时间尺度分解（ITD）的处理效果,验证了VMD在避免模态混叠和端点效应方面的优势;讨论了VMD中模态个数对典型大尺度强干扰的去噪性能,并选择合适的模态初步获取待处理信号的重构信息.然后,运用MP对VMD重构信号做二次信噪分离处理,进一步滤除残余的尖脉冲干扰.通过对模拟和实测数据的分析处理,以及与远参考法结果对比,本研究能有效剔除时间域序列中的大尺度强干扰,且重构信号中保留了更多的低频缓变化信息和细节成分,近源干扰得到有效压制;视电阻率-相位曲线更为光滑、连续,低频段的数据质量得到明显改善,其结果能更为真实、可靠地反映地下电性结构信息.     

超低频(ULF)电磁辐射观测与资料处理方法

叙述了1982年以来在首都圈附近超低频(ULF)电磁辐射观测网的建设，该台网以埋地电极接收地下电场变化为主，用感应线圈接收磁场变化为辅。采用选择观测频段、埋深电极、隔直、滤波等技术措施减小干扰。给出了记录资料异常图形的分类及处理方法。研究了一些相关因素的可能影响。