北斗授时在地震观测技术中的应用

中国正在实施的北斗卫星导航系统,已经覆盖亚太地区,可以为用户提供高质量的定位、导航和授时服务。本文介绍如何在地震数据采集器中引入北斗授时,并对比分析使用北斗授时和GPS授时的地震数据采集器的数据时间精度,结果发现,绝对精度均优于1 ms,可以利用该授时系统来提高地震观测台站时间服务的可靠性。     

迎接地震观测技术的新变革

回顾了地震观测技术发展的三个阶段及其特点，简要总结了随着这几个阶段的措施进步南京基准地震台观测技术的重要变革，并从记录地震事件数量，大地震速报作用和推动某些研究的深入等方面评估了由于这些技术进步所带来的地城台效能的提高，对目前地震观测技术从模拟观测向数字观测的转折时期，地震台如何尽快过渡，充分发挥效能提出了初步对策。     

GPS在我国地震研究中的应用现状与展望

GPS应用已成为现代地震研究领域中的一个重要组成部分,已经深入到我国地震研究领域中的各个学科.本文介绍了GPS在形变、测震、电磁、地震预警和地震观测仪器授时中的应用现状,并对GPS在地震研究中应用的发展趋势进行了展望.     

GPS授时技术在地震观测中的应用

在地震观测中，时间基准测量的精度非常重要。我们利用全球定位系统（ＧＰＳ）设计完成了数字地震记录仪的实时在线授时系统，提高了时间服务精度。本文详细介绍了利用ＧＰＳ授时的基本原理，给出了我们研制的数字地震仪中授时系统设计的理论计算和具体的同步算法和程序以及硬件设计框图。     

我国现代地震台网观测技术的开拓者

引言 张奕麟先生是我国现代地震台网观测技术的开拓者和奠基人之一.20世纪60年代至90年代,他致力于现代模拟和数字地震台网观测技术研究,为推动我国地震观测技术现代化做出了突出贡献.本文就他在北京八条线遥测地震台网、国家地震局768工程,以及中国数字地震台网(CDSN)等科技项目中,发挥的历史作用做简要回顾.     

中国地震交变电磁场观测数据处理技术新进展

交变电磁场是对地震事件反应最灵敏的物理场之一,已观测到与地震有关大量的电磁场异常现象.随着人工源极低频电磁技术和卫星电磁观测技术在地震观测中被逐步应用研究,交变电磁场法用于地震观测的数据量呈数量级的增加,急需发展适于海量数据或大数据的信息处理和挖掘技术.本文介绍了自适应滤波技术及其在地面电磁场观测数据处理中的应用研究,以及小波分析技术在地面和卫星观测数据分析中的应用研究,表明在对实际测量数据处理中,自适应滤波技术可以有效识别天然源信号和人工源信号,并且提高了电磁场频谱和视电阻率计算的信噪比,小波分析等技术可以发现电磁异常现象与地震事件可能存在的相关性.这些技术可能成为对海量观测数据处理分析的有效方法.     

背景噪声在数字地震台网时间系统中的稳定性估计

核查地震波形数据记录中的时间系统是数字地震台网最困难的任务之一,特别是当波形数据进行离线保存或使用时,在时空部署上通常具有不确定性.对于层析成像、地震定位、预警等来说,时间系统的精度是极其关键的.尽管目前数字地震台网中部普遍采用了GPS或广播信号来进行授时,但当GPS重复不断地连接外部时钟失败时,数据的记录时间就只能依赖于内部时钟.     

现代地震观测技术

80年代以来，微电子技术的发展和定量地震学研究的深入使地震观测技术发生了多方面的变化。地震观测的目标由单纯实现地面运动向地震记录的转化发展为实现地面运动向地震记录的转化、地震观测设备向地震观测系统的转化和研究成果向常规工作的转化。本文结合数字地震学的发展，对现代地震观测技术的特点进行了介绍和讨论。     

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。     

强震仪器常用授时方式的优缺点及应用——以ETNA2为例

地震观测仪器的计时单元是地震观测仪器不可或缺的组成部分,以强震动观测授时为例,将常用强震动观测仪器计时单元进行简要介绍,并对5种授时方式的原理及优缺点进行分析,根据强震动观测组网方式和布设条件的差异,采取不同的授时方式,以求在条件允许的范围内,为强震观测提供更佳的时间服务。     

高频GPS和强震仪数据在汶川地震参数快速确定中的初步应用

高频GPS可以实时获取地表位移数据,在地震学中有十分重要的现实应用,比如快速获取震中、震级、地震烈度甚至震源破裂过程.本文以汶川地震为例,首先利用近场7个GPS台站数据反演震中位置,由于高频GPS和测震学确认的震相不一致,两种震中结果相距约15.7 km.然后对高频GPS和强震动数据进行了比较分析,我们的统计结果表明,尽管由于工作原理不同,高频GPS数据中的地震动峰值与强震记录相比存在明显差异,但是高频GPS记录的PGA、PGV和PGD同样可以作为计算地震烈度的指标.进而,使用SMBLOC程序对强震记录进行事后的基线偏移校正,得到与实时高频GPS精度相当的地表位移序列.最后,采用移动平均窗口对这些位移数据作平滑,基于最速下降法和OKADA模型,对汶川地震断层破裂的过程进行了回溯性准实时反演.结果表明,汶川地震主断层由西南向东北方向破裂,以14∶28∶04为基准,在震后20 s提供初始震级M_W7.0,震后70 s震级稳定在M_W7.8,但断层仍在破裂,在震后159 s根据位移波形判断事件基本结束.研究表明,实时地表位移数据可以快速准确获取强震震级和破裂方向,从而使得高频GPS将对现有地震预警系统提供很好的补充.     

2011年日本东北大地震（M_W=9.0）震间与震前变形场特征及其对强震预测的启示

强震震前(preseismic)动力学过程的研究对于地震预测具有十分重要的意义,但由于观测资料的限制,目前对强震前孕震区力学状态及其演化过程的认识还非常有限.2011年日本东北9.0特大地震(Tohoku-Oki)发生在GPS观测台站最为密集的地区,为研究特大地震震间(interseismic)与震前的变形状态提供了难得的机会.文中将利用日本东北大地震之前连续的GPS观测资料,分别计算震间与震前的速度场与变形场.通过对比分析发现,日本东北地区(Tohoku)震前的应变状态与震间的有很大的不同,震间的变形主要受到太平洋板块向日本海沟北西西向的俯冲挤压作用所控制,其主压应变以近东西向压缩为主,日本东北地区的运动方向与太平洋板块的运动方向大体一致.但是,临近地震前(震前)日本东北地区的运动方向发生了很大变化,震前30天的连续GPS观测结果显示,速度场的优势方向经常变换,间歇性地出现与太平洋板块运动方向相反的情况.这意味着震前孕震区的力学状态发生了很大的改变.这种变化可能与震前破裂成核或慢滑移及慢地震等过程有关,这些过程将加速或促进大地震的发生,从而为大地震的发生准备了力学条件.值得特别强调的是,这些现象都是可以通过直接观测能够发现的大地震之前的异常现象.由此可见,加密GPS站点进行连续观测,寻找震前变形异常区以及探索异常的物理机制对于地震预测预报有重要的科学意义.     

2001年11月14日昆仑山口西M 8.1地震前的缓慢地震事件

2001年11月14日昆仑山口西M8．1地震前发生了缓慢运动事件，新疆地震台网记录分析结果表明，这次事件在大震前3．5天开始出现，长周期前驱波持续约47小时，波列呈现规则的正弦波形，视周期约为8．8秒。笔者认为，该慢地震事件是M8．1大震前中昆仑断裂临震预滑动引起的。事实表明，慢地震的观测与研究对深入了解断层失稳过程和实现地震短临预报具有重大意义，同时也显示了宽频带数字地震台网的优越性。     

对地震科技发展与创新中若干问题的思考

思考与探讨福建省地震局"十一五"规划期间在城乡防震减灾、地震工程、测震观测、地震台站和科技队伍建设等方面科技发展以及科技创新中的若干问题,并对有关方面提出一些个人的设想与建议.     

The crustal micro-deformation anomaly and the credible precursor*

What is a credible seismic precursor in observation of deformation A real seismic precursor ought to be resulted from the variations in the earth strain and stress. The deformation observation can provide the information during earthquake gestation and occurrence period for us. Usually the seismic precursors can be divided into field and epicentral region precursors. The precursor information is very useful for seismic prediction from epicentral region or near epicentral region. Micro-deformation observation mainly includes tilt, strain and gravity observation. Compared with GPS, geodesy and mobile deformation observation, micro-deformation (tilt, strain) shows the change of deformation which is continual in a limited volume with dominant observed range of 10(6~10(10 m. Because the variation of the crustal nature and cracking can be directly obtained by micro-deformation observation, it is an effective way to find middle-short term and short-term precursor.     

我国地震科技进步的回顾与展望（一）

本文对近半个世纪以来我国地震科技发展所经历的艰辛历程和所取得的长足进步作了简要回顾。阐明了如下3点：（1）全社会对减轻地震灾害及减轻地震对社会经济生活影响的强烈要求是推动我国地震科技发展的强劲动力；（2）为人民生命财产安全、经济可持续发展和社会稳定提供更好的保障是推动我国地震科技发展的根本目的；（3）坚持地震监测等技术系统建设与地震科学研究的辩证统一，并处理好任务性、科学性、可行性之间的关系是推动我国地震科技进步性质遵循的重要原则。地震预报预防工作所取得的某些成功和所遭受的许多挫折不断加深了人们对地震的发生条件和孕育发生过程复杂性的认识，促进了地震监测等技术系统的改造与现代化建设和地震科学研究的深入。尤其是20世纪最后5年，地震监测等技术系统的改造和现代化建设使地震预报预防研究与实践的技术支撑得到较明显的改善，既突出重点，又广泛探索的地震科学研究，使人们对我国大陆地震的发生条件和孕育发生过程，以及震害特征与机理研究等取得一些新的重要认识。所取得的长足进步不仅使防震减灾工作实效得以明显提高，而且为加速新世纪，首先是“十五”期间我国地震科技的进步进一步奠定了基础。在回顾历史的基础上，阐明了当前和今后一段时期我国地震科技发展的总体要求和应重点加强的10个方面的工作，即地震观测台网的数字化改造与建设；地震前兆观测台网的改造与建设；强地震动观测台网的建设；地震实验室的建设；地震信息和应急指挥与紧急救援技术系统的建设；地震短临预报的研究；地震中长期预报的研究；地震动衰减和震害机理与震害控制的研究；城市地震活动断层探测与震害预测的研究；地震科学和地球科学有关领域的基础研究。期望通过这些努力使我国地震科技全面达到国际先进水平，地震预报预防的理论、技术、方法显著改进，防震减灾工作实效显著提高。     

Progress in Earthquake Science and Technology in China: Review and Prospects (I)

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔＣｈｉｎａｉｓａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｐｒｏｎｅｃｏｕｎｔｒｙｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄａｎｄｉｓａｌｓｏａｃｏｕｎｔｒｙｓｕｆｆｅｒｉｎｇｍｏｓｔｓｅｖｅｒｅｓｅｉｓｍｉｃｃａｌａｍｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ .Ｃｈｉｎａ’ｓｔｅｒｒｉｔｏｒｙｏｃｃｕｐｉｅｓａｂｏｕｔ 1 1 4ｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｃｏｎｔｉ ｎｅｎｔａｌａｒｅａ ,ｗｈｉｌｅａｂｏｕｔ 1 3ｏｆｇｌｏｂａｌＭ≥ 7.0ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎＣｈ…     

有关地震烈度速报信息化发展的思考

汶川8.0级地震给我们很多警示,其中之一就是地震观测系统应当在大地震后快速产出地震烈度分布图。本文对快速产出地震烈度的策略和方法进行了探讨,着重介绍了用同震位移分布快速获得地震烈度产出的方法。实现地震烈度快速产出这一目标应当走测震学、强地面运动学与信息技术有效结合的道路,这是大震后地震烈度快速产出的有效途径。     

Progress in Earthquake Science and Technology in China: Review and Prospects (Ⅰ)

In the article the author looks back the hard development course and great progress in earth quake science and technology in China during the last near a half of century and expounds the following 3 aspects: (1) The strong desire of the whole society to mitigate seismic disasters and reduce the effect of earthquakes on social-economic live is a great driving force to push forward the development of earthquake science and technology in China; (2) To better ensure people‘ s life and property, sustainable economic development, and social stability is an essential purpose to drive the development of earthquake science and technology in China; and (3) To insist on the dialectical connection of setup of technical system for seismic monitoring with the scientific research of earthquakes and to better handle the relation between crucial task, current scientif ic level, and the feasibility are the important principles to advance the earthquake science and technology in China. Some success and many setbacks in earthquake disaster mitigation consistently enrich our knowledge regarding the complexity of the conditions for earthquake occurrence and the process of earthquake preparation, promote the reconstruction and modernization of technical system for earthquake monitoring, and deepen the scientific research of earthquakes. During the last 5 years, the improvement and modernization of technical system for earthquake monitoring have clearly provided the technical support to study and practice of earthquake prediction and pre caution, give prominence to key problems and broaden the field of scientific research of earth quakes. These have enabled us to get some new recognition of the conditions for earthquake oc currence and process of earthquake preparation, characteristics of seismic disaster, and mecha nism for earthquake generation in China‘s continent. The progress we have made not only en courages us to enhance the effectiveness of earthquake disaster mitigation, but also provides a basis for accelerating further development of earthquake science and technology in China in the new century, especially in the 10th five-year plan. Based on the history reviewed, the author sets forth a general requirement for develop ment of earthquake science and technology in China and brings out 10 aspects to be stressed and strengthened at present and in the future. These are: upgrade and setup of the network of digitized seismic observation; upgrade and setup of the network for observation of seismic pre cursors; setup of the network for observation of strong motion; setup of the laboratories for ex periment on seismic regime; establishment of technical system for seismic information, emer gency command and urgent rescue; research on short-term and imminent earthquake predic tion; research on intermediate- and long-term earthquake prediction; research on attenuation of seismic ground motion, mechanism for seismic disaster, and control on seismic disaster; ba sic research fields related to seismology and geoscience. We expect that these efforts will signifi cantly elevate the level of earthquake science and technology in China to the advanced interna tional level, improve theories, techniques, and methods for earthquake precaution and predic tion, and enhance the effectiveness of earthquake disaster mitigation.