r71e短波接收机天线r71e短波接收机天线29.6M接收电路

  此次制作天线的思路是:一是要合拢&蜘蛛腿&,同向伸展,便于架设;二是要轻一些,尽可能减少天线支杆的负荷;三是要能方便升降,以利于调整和维护;四是要有一定强度,能抗风荷;五是波段尽量多一些(4个波段,7MH z、1 4MH z、2lMH z、28M~29MHz),方便到处&溜达&。
  基于上述思路,笔者制作了一款短波三角形四波段倒V天线,结构见右图。
  选料制作
  制作该天线的材料都是常见的,振子为2.5平方毫米的多股软铜线,各波段每一侧振子长度按预定谐振的&/4计算,并要留一点余量。我选择的各波段振子长度,7MHz段10.63m、14MHz段5.26m、21MHz段3.52m、28MHz~29MHz段2.54m;振子拉绳用的是户外电话线芯线,它是铜包钢线,轻便、强度高,关键是防锈蚀性能较好;三角形支架用的是&20mm的PVC硬塑料管,质量要好一点的。还有一种厚壁的塑料水管,强度虽好,但重量要增加不少。管材间使用PVC胶粘接,并辅以尼龙扎带等非金属材料加固,振子支架结构见左图。
该支架用于固定4个振子的相对位置,振子穿过支架孔洞的地方应将其固定,防止支架在振子上滑动,以避免天线变形影响参数;绝缘纤维板长10cm,其宽窄、薄厚以满足抗拉强度要求为准(瓷质的更好,但重量增加);辅助拉绳也用铜包钢芯电话线,是为防止风摆造成三角形天线臂的旋转而设置的,结构见左图,因此不能与主拉绳拴在一个固定点上;天线杆为毛竹,顶端固定一个蝴蝶瓷瓶当滑轮用,穿过一根钢丝或单根铜包钢芯电话线,勾住巴伦组件,构成简便实用的天线升降系统,以便于调试和维护。成品滑轮固然好,只是金属件容易锈死,而塑料的又不耐老化。馈线采用SYV-50-7高频电缆,与巴伦连接的SL&16高频插头,固定后应在连接处涂防水胶。
  制作天线要有&三心&和&二意&:选料用心,以免留下隐患;制作细心,避免留下缺陷;调整耐心,否则前功尽弃。
  天线的制作要有意义,天线的形式要有创意。
  万事具备,只欠东风(施工)。周末笔者邀来周围几位HAM一同架设,帮忙加聚会,其乐无穷。因为轻便和没有了四面八方的&蜘蛛腿&,架设起来轻松了许多,几经修剪,算是大功告成,心情格外舒畅。
  各波段谐振点的驻波比大致如下:
  7MHz段近似为1,14MHz段为1.06,2lMHz段为1.2,28/29MHz段稍高,为2.1。估计是振子拉绳已超过该段谐振频率的&/4,有朋友建议将振子拉绳截为约2m长的几段,连接处加绝缘子,尚需继续试验改进。各波段的谐振点可以根据个人的通联习惯选择,我选择的是7.050MHz、14.250MHz、21.300MHz、29.500MHz。该天线与FT-757-Ⅱ电台配套,经过近两年的使用,通信效果良好。我还养成了不用时将天线接地并拔掉插头的习惯,对防雷及保障人身和设备安全很有好处。现将资料奉献给大家,与朋友们交流和共享。架设好的天线见题图。
本网站试开通微、小企业商家广告业务;维修点推荐项目。收费实惠有效果!欢迎在QQ或邮箱联系!
试试再找找您想看的资料
资料搜索:
查看相关资料 & & &
   同意评论声明
   发表
尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款
copyright & &广电电器(中国梧州) -all right reserved& 若您有什么意见或建议请mail: & &
地址: 电话:(86)774-2826670&&&&&&&当前位置:&gt
一淘网为您找到短波电台-天线产品的详细资讯,实时报价,价格行情,短波电台-天线商品分类,论坛问答/求购等相关产品信息。
增值电信业务经营许可证:浙B2-自制短波三角形四波段倒V天线
  笔者原来使用的三波段倒V天线,振子用的是6平方毫米塑套多股铜线,搬家后欲原样重装,但楼顶的形状却无法让它的“蜘蛛腿”(不同方向的6条斜拉振子)伸展到合理的地点,而且天线偏重。
  思来想去,笔者决定还是重新做一副,因地制宜制作适合自己使用的天线,这也是HAM的乐趣和应具有的看家本领。
  天线制作思路
  此次制作天线的思路是:一是要合拢“蜘蛛腿”,同向伸展,便于架设;二是要轻一些,尽可能减少天线支杆的负荷;三是要能方便升降,以利于调整和维护;四是要有一定强度,能抗风荷;五是波段尽量多一些(4个波段,7MH z、1 4MH z、2lMH z、28MHz~29MHz),方便到处“溜达”。
  基于上述思路,笔者制作了一款短波三角形四波段倒V天线,结构见右图。
  选料制作
  制作该天线的材料都是常见的,振子为2.5平方毫米的多股软铜线,各波段每一侧振子长度按预定谐振频率的λ/4计算,并要留一点余量。我选择的各波段振子长度,7MHz段10.63m、14MHz段5.26m、21MHz段3.52m、28MHz~29MHz段2.54m;振子拉绳用的是户外电话线芯线,它是铜包钢线,轻便、强度高,关键是防锈蚀性能较好;三角形支架用的是φ20mm的PVC硬塑料管,质量要好一点的。还有一种厚壁的塑料水管,强度虽好,但重量要增加不少。管材间使用PVC胶粘接,并辅以尼龙扎带等非金属材料加固,振子支架结构见左图。
该支架用于固定4个振子的相对位置,振子穿过支架孔洞的地方应将其固定,防止支架在振子上滑动,以避免天线变形影响参数;绝缘纤维板长10cm,其宽窄、薄厚以满足抗拉强度要求为准(瓷质的更好,但重量增加);辅助拉绳也用铜包钢芯电话线,是为防止风摆造成三角形天线臂的旋转而设置的,结构见左图,因此不能与主拉绳拴在一个固定点上;天线杆为毛竹,顶端固定一个蝴蝶瓷瓶当滑轮用,穿过一根钢丝或单根铜包钢芯电话线,勾住巴伦组件,构成简便实用的天线升降系统,以便于调试和维护。成品滑轮固然好,只是金属件容易锈死,而塑料的又不耐老化。馈线采用SYV-50-7高频电缆,与巴伦连接的SL—16高频插头,固定后应在连接处涂防水胶。
  制作天线要有“三心”和“二意”:选料用心,以免留下隐患;制作细心,避免留下缺陷;调整耐心,否则前功尽弃。
  天线的制作要有意义,天线的形式要有创意。
  万事具备,只欠东风(施工)。周末笔者邀来周围几位HAM一同架设,帮忙加聚会,其乐无穷。因为轻便和没有了四面八方的“蜘蛛腿”,架设起来轻松了许多,几经修剪,算是大功告成,心情格外舒畅。
  各波段谐振点的驻波比大致如下:
  7MHz段近似为1,14MHz段为1.06,2lMHz段为1.2,28/29MHz段稍高,为2.1。估计是振子拉绳已超过该段谐振频率的λ/4,有朋友建议将振子拉绳截为约2m长的几段,连接处加绝缘子,尚需继续试验改进。各波段的谐振点可以根据个人的通联习惯选择,我选择的是7.050MHz、14.250MHz、21.300MHz、29.500MHz。该天线与FT-757-Ⅱ电台配套,经过近两年的使用,通信效果良好。我还养成了不用时将天线接地并拔掉电源插头的习惯,对防雷及保障人身和设备安全很有好处。现将资料奉献给大家,与朋友们交流和共享。架设好的天线见题图。
Related Articles
11/15 20:29
无论通信活动是在室内还是在野外都需要架设天线,对于大多数业余无线电爱好者来讲,自己动手制作一些简易的天线架设在室外,取材容易,架设方便,也扩大了通信距离,同时也锻炼了自己的动手能力,还培养了自己的生活乐趣. 一.V/U段&J&形及折合天线的制作 V/U段电波是直线传播(也称视距传播).传播效果与天线的高度有直接关系,所以我们一般把V/U段天线架设在室外的最高处.J形天线用于与本地HAM作直接通联效果非常好,在丘陵地区用5w功率通信距离大于30km,在平原地区用5W功率通信距离大于50k
01/21 02:40
不久前,BA4SE.BD4SF.BD4SBP三位出资出力,为我们BY4SJX架设了一支由BA4SE设计的三波段倒V天线,使用效果极佳,7M.14M.21M每个波段的阻波几乎都接近1.征得BA4SE同意,推荐给各位HAM朋友.
02/04 02:24
1.基站无盲区天线 地波类短波天线主要产生中低仰角辐射,天波类短波天线架设高度合适能够产生高仰角辐射,因此无盲区基站天线首先要选择天波类天线.典型的天波类基站天线包括三线式天线.帐篷形天线.三角组合全向全角天线等(见下图).无盲区基站天线的选择余地较大.以下重点介绍性能和价格综合优势很好的三线式天线.这种天线最初是德国和澳大利亚几个厂家生产,此后国内的其他一些企业也开始生产三线天线.这种天线近年来在地方呈现普及之势.被视为普通双极宽带天线和笼形天线的升级换代产品.三线天线的优势是:通信仰角全面,
04/01 14:15
所用器材是60cm铝锅盖.其有效面积约50cm左右.用旧方管制作了一个支架,调整前,参照原有的远程教育天线的位置.大致确定了鑫诺l号卫星的方位角和仰角.将已知的远程教育节目参数输入接收机,手拿ku头在铝锅盖前仔细寻找.大约在离锅心33cm高处闪出信号,处于正馈位置.由于高频头较轻,用三根8号铁丝做了一个支架.用铁皮做了一个夹子,将高频头夹在上面,然后仔细调整,终于找到了最佳信号焦点.下面是所使用的器材和试收到的参数,供大家参考: 所用器材:CAN518C天地星数字接收机,11.3GHz科海Ku头
08/07 23:05
这里介绍的有源短波天线可有效提高微弱短波信号的增益,使短波收音机听起来更加清晰响亮. 这种有源短波天线不需要与收音机进行任何物理连接,只需要将它放在收音机近旁6~7cm范围内便能很好工作. 低噪声晶体管T1(BF494或BF495)连接如附图.其中R1决定T1的直流偏置基极电流,其取值介于100kΩ与22kΩ之间,低于22KΩ时因基极电流太大不宣使用.R2,限制T1集电极电流并能稳定T1的直流工作点.L1用SWG 26号漆包线在1cm直径.5mm长的空心管上绕40圈,它适用于13-49米的短波段
11/24 05:34
用一面闲置手推车车轮,其车圈与大锅底座相同,将车圈与大锅底座焊在一起,又将车轴焊在废弃的柴油机缸体上,调整车轴螺丝,使大锅能左右转动并晃动最小,计算出本地极轴夹角,借助水平仪,指南针和量角器,调整缸体底部,是车轴与极轴夹角一致,然后将方位角对准中星6B,打开接收机中星6B节目,调出信息单,调整仰角和极化角,使信号质量最佳,在车圈和缸体各焊一根四分铁管,以便插入销子定位.再调出鑫诺三号节目,打开信息单,慢慢向东转到天线,在信号最佳位置与车圈铁管对应的缸体上焊上定位铁管.再输入凤凰卫视参数,向西转动
06/08 20:05
天线作为通信设备的前端部件,对通信质量起着至关重要的作用.随着现代军事通信系统中跳频.扩频等技术的应用,寻求天线的宽频带.全向性.小型化.共用化成为天线研究中一个重要课题.单纯依靠天线的结构设计难以满足上述要求.人们采用多种措施来改善天线的性能,加载就是适应这种小型化天线的典型技术.使用天线宽带匹配网络,则是进一步改善天线宽频带技术的一种有效技术.本文以120-520 MHz工作频率为例,根据限定的天线结构数据,选择合适的加载位置,利用软件优化,得到了合理的加载值和优化的匹配网络. 1 天线及匹
10/14 21:50
不少高楼生活的火腿,由于物业管理问题,不能安装常规的短波天线,利用钓鱼竿来制作阳台天线.窗台天线,一直是这些火腿的热门话题,让我们一起来探讨一下吧.以下是几种钓鱼竿天线原理图! 图(1) 图(2) 这是平面图. 图(3) 鱼竿天线 ---- 长线天线(LONGWIRE)这是典型的长线天线,导线主体的长度越长越好,通过天调,可以工作在多个波段.这种天线的优点是,调试简单,可工作在多个波段.缺点是,效率低. ICOM的AH-4,AT-120等,如果DIY,可以按上面的图纸制作. 图(4) 这是利用钓
11/12 03:51
凭着对一本老电子杂志描述的方法的残缺记忆,我想按此介绍的方法用橱门的外围制作一种&超级框型天线&.我不知道这个天线的线材是什么,也不知道究竟需要有几圈,但是我想这个天线一定挺&酷&,因为您可以摇动橱门来改变这个天线的方向转到您需要的地方. 通过增加一个可变电容,应该可以做成一个非常好的广播段天线.有谁知道确切的参数? 在七月底我进行了仔细的数学计算,得出的结论是这样的,如果你使用的是一个正方形的橱门,和标准的0-365 pF可调电容器,使用大约80英尺(25米)的线第一节 地震观测台网&
&& 地震台网是将分布在一个地域上的多个地震台站的观测信息通过人工传递、电信传输等方法汇总在一起进行分析处理的地震观测系统。它主要服务于地震速报、对该地区的地震监测和地球内部结构研究等目的。地震台网的一个首要任务是地震定位,定位一个地震一般说来必须要三个以上的地震台站数据,三个以上的台站数据的汇集处理,就有了‘网’的概念。当然,在地震定位的基础上,利用地震台网的数据还可以进一步做很多项研究。
&&& 从地震台网发展来看可分成如上几种形式:
1、各地震台产出纸介质的地震图,将这些图纸通过邮寄等方式集中后统一分析处理。我国在五十年代后建立的国家基本台网就是这种情况。
2、各地震台上地震计输出的模拟电信号经过放大调制和合路由电话专线等传输到台网中心后,经放大调理并行记录到可见记录器上,值守人员再对可见记录进行分析处理。我国邢台地震以后建立的、由八条电话专线直接传输的北京台网就是这种形式。
3、各地震台上地震计输出的模拟电信号经过电话专线或无线电台等方法传输到台网中心。在台网中心经分路解调还原为超低频信号后用纸介质和磁介质并行记录。与此同时,多个地震台的多路地震信号还通过一个公用的模数转换设备将模拟信号转换成数字信号进入计算机集中处理。20世纪70年代末,我国建立的遥测地震台网(768工程)就是这种形式。
4、各地震台上地震计输出的模拟电信号通过地震数据釆集器转成数字量,然后经过数字数据传输通道传到台网中心进计算机进行处理。“九五”计划后我国建立的国家数字地震台网和区域数字地震台网就是这种形式。
5、在各地震台上的地震数据釆集器具有网络输出接口和IP地址,地震数据釆集器承担网络数据服务的功能,任何一个具有网络通信功能的用户,可以根据自身的需要通过网络任意选择若干个台站,实时或非实时的得到这组台站的数据,组成虚拟地震台网。“十五”期间我国的数字地震台网具有这种功能。
在物理上讲,地震台站和台网中心的地震波形信息的电量表达形式可以是连续的模拟量,也可以是量化了的二进制数字量,如果就地震台站和台网中心的波形信息形式来说,地震台网又可分为模拟地震台网和数字地震台网。上列的1和2的情况属模拟地震台网;4和5的情况属数字地震台网,致于3,则是台上的模拟地震信号经过模拟传输到台网中心后统一数字化,数字地震台网动态范围大的优势并没有显示出来,一般说来还归为模拟地震台网。
一、组网技术
地震定位需要使用多个地震台观测到的震相数据才能取得较满意的结合。因此地震观测一开始就需要利用通信方式将多个地震台的数据集中起来处理。这就是地震观测必须组网的根本原因。
地震观测台网技术的发展,地震台网的组网经历了以下几种组网方式:
(1)、人工值守台电话报送震相数据和邮寄图纸组网;
(2)、实线传送单分向地震波形组网;
(3)、采用模拟调制解调技术的有线或无线传送多路模拟地震数据组网;
(4)、采用数字调制解调和差错控制技术以及数据复用技术的有线(含光纤)或无线(含卫星)传送数字地震数据组网;
(5)、采用了互联网技术传送数字地震数据组网。
随着模拟地震观测技术退出历史舞台前三种组网方式亦在我国逐渐淡出应用。现阶段广泛使用的为后两种组网方式或它们的组合。
(一)人工值守台的组网方式
人工值守台站用电话报送震相和邮寄图纸式的组网是最原始的地震信息汇集分析处理方式。这种方式数据汇集处理速度慢,加上台站计时系统分散设置各台的钟差在所难免、速报时分析处理人员不能直接看见图纸以修正台站震相分析的差错等,不利于地震观测精度的提高和大震速报的快速准确。但在模拟地震观测时代,限于当时地震观测技术和公众通信技术发展水平只能采用这样的组网方式。这种组网方式在我国从20世纪50年代开始一直延续至90年代末。
(二)模拟遥测组网方式
实线远距离直接传送单分向地震波形的组网方式仅在北京地区应用过。那是在特定的历史条件下(邢台1966年3月大地震后,周总理亲自指令要求)建立北京八条线采用的组网方式。尽管这种方式耗资巨大传送的信息量又很小,但这却是我国第一个采用电话实线传输地震波形、实现了集中记录、集中时间服务、速报分析人员立即可见多个地震台记录图的地震台网。正是它的成功运行并展现了巨大的优越性才会有后来的768工程和区域电信传输地震台网的建设。
采用模拟调制技术的有线或无线组建地震观测台网在我国起步于768工程。在768工程中,调频地震遥测设备PTY-8采用频分多路调频技术可以在一个标准有线话路的频带300~3400Hz内实时传送八路地震波形信息。PTY-8可传送地震波形的最高频率按20Hz设计,最低频率既可以满足短周期地震观测的需要,也可以稍作改动(改变积分时间常数和耦合电路的时间常数)用以满足中长周期地震观测的需要。当时建设的六大区域电信传输地震台网将PTY-8作为主力设备,通过租用公网的有线话路完成了组网任务。后来安徽与成都等遥测地震台网与成都地震仪器厂合作将改造后的PTY-8配合专项课题研制的低失真无线信道设备和768-11单路无线遥测设备等组网。在无线组网中采用了频分多址(即用不同的射频工作频率区分不同的子台)和频分多路(即用不同的副载波频率区分不同的地震观测项目)二次调频技术。
采用上述技术既可以组成单纯的有线传输地震台网,也可以组成单纯的无线传输地震台网,还可以因地制宜地实现无线和有线混合组网。模拟遥测组网的致命弱点是动态范围受信息传输过程中的路际串扰、噪声积累的影响难于提高,一般最好只能作到40~55dB。模拟组网随着中继转接次数的增加,积累的噪声亦随之增加,进一步减小了地震观测的动态范围。为了确保地震信息无线传输的可靠,国家无线电管理委员会根据国家地震局的申请在45~48MHz和223~235MHz频段内支配了十余个点频共地震部门优先使用。后来又根据一些省市地震部门的要求,新批了数十个点频供他们优先使用。
(三)数字遥测组网方式
20世纪90年代,我国设计建设的第一批数字地震台网采用了数字调制解调技术和差错控制技术以及数据复用技术等,以有线(含光纤)和无线(含卫星和扩频微波等)方式组网。在数字组网中采用了时分多路方式传送多路地震波形数据,超短波无线组网仍用频分多址用以区分不同子台数据,扩频微波组网则既可用频分多址、也可用码分多址方式组网。有线数字调制解调在早期采用了残余边带回波调和人工信道均衡技术,典型代表是768工程中的768-07有线数传机,一个标准话路传送的速率为4800bit/s。九十年代的数字台网则采用市售的通用数传机,地震部门不再自行研制专用有线数传机。现代通用数传机中采用了多电平正交调幅或网格调制与差错控制和自动线路均衡结合的技术,用一个话路频带传送的最高速率可达56Kbit/s。有的台网在近距离专线中采用基带数传机,远距离则利用公用地面数据网X•25或DDN传送地震波形数据。超短波无线电台多采用高斯滤波频移键控调制解调技术配合前向差错控制技术,典型代表是成都地震仪器厂研制生产的无线数传电台。美国进口的MDS系列数传电台亦用了类似技术,在我国企业数字地震台网中应用很广泛。超短波无线组网的中继站必须用数字复用设备汇集多个子台的数据。复用设备汇集子台数最多可达30个,少则仅汇集2个子台的数据。最早使用数字复用技术的是珠江三角洲数字地震台网,帽峰山中继站使用了20路复用器汇集地震数据。三峡台网的黄牛岩和大金坪中继站汇集子台数分别为30个和16个。大容量汇集的无线数传设备既有选用通用微波设备的(如三峡台网的黄牛岩采用了工作频段为11GHZ的通用微波设备),也有选用扩频微波设备的(如小湾台网的金堂山中继站采用了工作频段为2.4GHZ的扩频微波),还有选用超短波高速数传设备的(如三峡台网大金坪中继站采用了工作频段为390MHZ的超短波数传电台与专用前向差错控制设备配合使用)。总之到了数字台网时代,随着通信技术的进步和公网质量不断提高服务不断完善,供数字台网设计者选用的传输方式及其相应的技术也日趋多样化。除了一些特殊应用,如建立在偏僻山区的小孔径水库台网、油田台网和临时搭建的流动台网之外,采用公网已经成为地震观测组网方式的首选。
我国的国家台网采用了卫星组网为主的组网方式。为此中国地震局专门租用了一个Ku波段卫星转发器,自建了一个主站用于数字地震观测的卫星组网。
采用互联网组网是“十•五”期间台网建设的主流。随着公众移动网数据传输业务(GPRS和CDMA)的普及和资费的降低,中国地震局提出了“十•五”台网改造的重点是“IP到台站”。因此各省台网在“十•五”期间纷纷摒弃了原有的组网方式,采用移动公网中的GPRS或CDMA数据传输服务进行组网。
二、模拟地震台网
&& 模拟地震台网是以连续变化的电学量或可见记录量表示的地震波形信息或震相数据进行传输的地震台网。模拟地震台网是在数字化技术成熟、并用于地震观测之前普遍釆用的地震台网组网技术,相对于数字地震台网来说,它的数据的动态范围和精度比较低。
(一)模拟地震台网的构成
&&& 如上所述,模拟地震台网有1、2和3种情况,这三种情况的基本构成见图1.3.1.、图1.3.2和图1.3.3。
图1.3.1.&& 将各地震台记录地震图集中后进行人工处理的模拟地震台网
&&&&&&&& 图1.3.2&& 各地震台的模拟信号经电话专线(基带)传到台网中心
集中记录、集中处理的模拟地震台网
图1.3.3&& 各地震台的模拟信号用频率调制的放法传到台网中心
经模数转换后进计算机处理的模拟地震台网
图1.3.1的情况中,台网中心通过邮寄或人工传送的方法汇集全部地震台的地震记录图,进行人工震相分析,作地震定位。分析人员根据分析处理结果编制地震观测报告和地震目录。这里的地震记录图可以是立即可见的,如薰烟和笔绘记录图,也可以是不能立即可见的,如照相记录图。照相记录必须经过显影、定影、漂洗和风干一系列操作后变成为可见的地震记录图。当大地震发生后,为了速报地震的基本参数,先由地震台站的值班人员从记录滚筒上卸下地震图,读取震相的到时后,用电话或电报吿诉台网中心的地震分析人员,地震分析人员用人工作图的方法确定地震的位置和震级,地震发到定出地震的位置和大小,这个过程至少要二个小时以上。
图1.3.2是将地震计的输出经前置放大后直接接到电话专线上,经过这种实线传输的信号到达地震台网中心后,经放大和调理(主要是滤除干扰)记录到地震图上。记录器可以是多路的,也就是说一张图上可以同时绘制多个地震台上的信号。由于信号是实时传输且记录器是立即可见的笔绘式墨水记录器,台网中心可以实时地看到地震台网中全部地震台上的信号,尽管还要靠人工分析,但与图3.1.1的情况比,大大地加快了地震速报的时间。这种传输方式叫基带传输,它的一个很大的缺点是一对专线只能传输一个单分向(如一个垂直向)地震信号,大大地浪费了信道的资源。
图1.3.3的情况又进了一步,它釆取了副载波调频传输。因此,在一根电话线的一个话路(3.4khz或2.8khz)上往往可以传送6到8个单分向地震信号。另外,在台网中心不仅有可见记录,还可以并行地经过多路模数转换器将实时地震信号直接进入计算机。因此这一类台网不仅可以进行人工分析处理还可以对地震作自动实时处理,或人机交互处理。计算机和专用软件的引入又进一歩的加快了地震处理的速度。
(二)我国模拟地震台网的基本参数
& 我国的模拟地震台网包括国家基本台网、区域遥测地震台网,另外还有服务于国民经济建设需要的各种地方性的地震台网。
& 1.国家基本地震台网主要技术指标
1)观测量:三分向位移量;
&&& 2)观测频带:
&&&&& (1)短周期:1Hz~20Hz;
&&&&& (2)中长周期:0.08~20Hz;
&&&&& (3)长周期:15秒~100秒。
根据台站的具体情况,一个台可以具有上列三种观测仪器,也可能仅有前两种观测仪器。
3)记录方式:可见纸记录(熏烟、照相或墨水记录)。
4)记录纸速:
&&&& (1)短周期:120mm/min;
&&&&& (2) 中长周期:30mm/min;
&&&&& (3) 长周期:15mm/min。
&&2.区域遥测地震台网的主要技术指标
1)观测量:三分向位移量;
&&& 2)观测频带:
&&&&& (1)短周期:1Hz~20Hz;
&&&&& (2)中长周期:0.05~3Hz,(千倍级、百倍级两种,仅在部分子台设置);
&&& 以上的观测频带为设计时的要求,实际实施时有得中长周期频带扩展到0.05~20Hz。
3)传输方式:
&&&&& 採取电话专线和无线电台的两种模拟数据传输方式。
(1)电话专线
&&&&&& 1调频传输
&&&&&&& 传输路数:在300~3400Hz话路频带内传输8路;
&&&&&&&&&&&&&&&&&
在300~2700Hz话路频带内传输6路。
&&&&&&& 传输信号频带:0.5~20Hz。
&&&&&& 2调幅传输
传输路数:在一路0.5~20Hz的调频传输信道内传3路;
传输信号频带:0.05~3Hz。
&&&&& (2)无线传输
&&&&&&& 在一个点频的带宽(16KHz)内传送一路(0.5~20Hz)或三路地震信号。
&&&& 4)记录方式
&&&& (1)模拟记录
&&&&&&&& 六笔自动换纸墨水记录器;
16路慢速模拟磁带机。
&&&& (2)数字记录
经过多路模数转换器后进计算机存储。
(三)我国模拟地震台网状况
1981年全国地震台网调整工作部署后,模拟地震台网工作逐步走向标准化、规范化。在北京、上海、沈阳、兰州、成都和昆明6个有线遥测地震台网的基础上,又先后建立了合肥、南京、大同等14个无线遥测台网。针对平原、沿海和工业干扰严重地区地面台站放大倍数不高的实际情况,研制和设置了井下地震计进行地震观测。在观测仪器配套方面逐步向多品种、宽频带、大动态目标迈进。除了已有的513强震仪和基式或DK-1中长周期地震仪外,又在基准台配备了763长周期地震仪。经过不断整顿、提高和发展,至1990年我国已有Ⅰ类基本台27个,分别为:昆明、成都、兰州、南京、佘山(上海)、拉萨、广州、北京、乌鲁木齐、喀什、泰安、高台、格尔木、银川、西宁、太原、大连、长春、沈阳、泉州、琼中、呼和浩特、武汉、牡丹江、包头、西安、贵阳;Ⅱ类基本台107个,遥测地震台网20个。各类地震台站727个,其中遥测子台265个,有人值守台320个,地方台142个。I、II类台站分布见图1.3.4,台站和仪器配置统计见表1.3.1,表1.3.2。
地震台网的监控能力和定位精度主要决定于:台站的密度和几何布局、台址的地表地质条件和环境的干扰水平、观测仪器的频率特性与放大倍数、地震走时表的精度或地壳模型的合理性、观测台站的时间服务精度等诸多因素。根据计算,除青藏高原中西部和南海绝大部分海域外,我国当时的测震台网可监控ML4级以上地震,其中嘉峪关—格尔木—腾冲以东陆地和近海域可监控ML3级以上地震,南北地震带的昆明—银川段和华北、苏、皖地区可监控ML2级以上地震。台网的监控能力大体与我国地震活动分布、人口密度和经济发展状况等相吻合,其结构和功能也基本与地震预报、科研和地震防灾等社会需求相适应。可见当时测震监测台网的布局和仪器配置基本上是合理、科学和系统的,当然也存在一些缺陷,如强震多发的青藏高原监测能力明显不足。台网监控能力见图1.3.5。
由全国测震台网分布图可见,地震台站的分布尚不均匀,东部密集西部稀少,边境地区甚至无台。东部地区某些地方的台站布局也不尽合理,有些台站相距太近,有的甚至重叠。
图1.3.4&& 1990年全国基本地震台网的台站分布
表1.3.1& 全国地震监测系统测震台站统计表
有人职守台
图1.3.5& 1990年全国地震台网监测能力图
表1.3.2& 全国测震台网主要仪器设备现状统计表
仪器设备名称
人工值守测震台网
短周期地震仪
中长周期地震仪
长周期地震仪
中强地震仪
数字地震仪
遥测地震台网
短周期地震仪
中长周期地震仪
地震记录器
(ID-2,SD-1)
768自动换纸
MYD-Ⅱ(Ⅲ)
地方性遥测台网使用的SY型石英钟已统计在人工值守测震台网内
三、数字地震台网
&&&& 数字地震台网是指在地震台上直接将地震计的输出数据经过地震数据采集器转换成二进制数字量后,再进行传输、存储和处理的地震台网。与模拟地震台网相比,数字地震台网有频带宽、动态范围大、分辩率高、失真度低等优点。
(一)数字地震台网的构成
&& 数字地震台网的构成如图1.3.6所示,左边是地震台上的设备,主体设备是地震计和地震数据采集器,图中表示共有n个台站。地震计的输出为模拟电信号,进入地震数据采集器后转成数字量,并将三分量地震数据合为一路适合传输的数据流送给数据通信网。各台站数据流经过数据传输网到地震台网中心集中,并进入计算机系统,作各种数据处理。数局传输网可以是地面数字公网、微波通信、卫星通信、超短波通信、移动通信的GPRS或CDMA等通信方式中的一种或者几种的组合。台网中心的计算机系统可以是由多个计算机和各种外围设备组成的计算机网络。
&&&&&&&&&&&&&&&&
图1.3.6 数字地震台网结构框图
(二)我国数字地震台网的基本参数
&&& 数字地震观测的一个基本出发点是要尽可能真实地记录真实的地面运动。为了达到这一目的首先要求地震观测系统在记录的频率和幅度上尽可能复盖地震产生地面运动的全部范围。在模拟地震观测的情况下由於技术的限止,做到地震信号的全频带、全幅度范围是十分困难的。而在数字地震观测的情况下,可以向这目标迈出一大步。图1.3.7在地动加速度幅度—频率域中列出了各种不同距离和不同震级的地震具有的幅度和频率范围,也标出了地球自由振荡和固体潮的频率和幅度。图中同时绘出了地球上最安静的地震台的环境地噪声。由此可见,地震观测的范围应在最安静的地震台的环境地噪声曲线之上、各不同的震级的曲线所渉及的部份,其幅度跨越8~10个量级,频率跨越6~7个量级。由图还可看到不同的震中距离,地震信号的频带也不一样,近震的信号频谱相对集中在比较高的频段,远震频谱则集中在比较低的频段。对于记录近震为主要目标的区域地震台网,其观测频带应主要覆盖高频段,而同时能记录近、远地震的国家地震台网,就要求更宽的频带。
我国数字地震台网分成国家数字地震台网、区域数字地震台网和流动数字地震台网三大类,流动数字地震台网又分地震应急数字地震台网和科学探测地震台网两种。
1.数字地震台网的数据字长
数据字长是标志系统分辨率和动态范围的一个重要技术指标。它既要与地震计的动态范围匹配,还取决于数据采集器中技术可实现的模数转换器的位数。近年来由于技术的进步,反馈地震计的动态范围一般都达到6~7个量级,在进入20世纪90年代,24位的芯片技术业已完善。因此在20世纪90年代初期数字地震台网的数据字长受到芯片技术的限制,仅取为16位,等到后期就定为24位,其中1位是位号位,其余则是数据位。70~80年代曾作为主流技术研究的浮点增益技术在我国的数字地震台网中尚未完全进入实用化,就被80年代后期出现的过采样技术所取代。
2.记录量和分量数
我国的数字地震台网系统中除了国家数字地震台网的超低频部分外(周期长于360秒),都记录地面运动的速度量。
&&& 我国的数字地震台网系统全部采用三分量观测。
3.系统幅频特性
&& 考虑到我国的各种不同的地震台网观测地震的范围不同,对数据的要求不同,以及投资强度不同,综合考虑后,我国的几种地震台网的幅频特性规定如下:
(1)国家数字地震台网:0.00033Hz<f≤0.0033Hz,加速度响应;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
0.0033Hz≤f≤20Hz,速度响应。
& (2)区域数字地震台网:10.05Hz≤f≤20Hz,速度响应;(“九五”时使用)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
20.0085(或0.017)Hz≤f≤20Hz,速度响应;(“十五”时使用)
& (3)流动数字地震台网:1地震应急现场用:1Hz≤f≤20(或40)Hz, 速度响应;
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
2科学探测目的用:0.0085(或0.017)Hz≤f≤20(或40)Hz,速度响应。
图1.3.7& 地震的不同震级、不同波形对记录地面运动的频带和幅度的要求
4.系统的采样频率
采样频率主要取决于系统的最高频率的选择,在最高频率确定以后,根据数据采样定理的原理和系统去假滤波器幅频特性在通带外的下降斜率情况决定。一般说来,由于数字滤波器的应用,去假滤波器过渡带的下降斜率可以作得很高,系统的采样率可以是截止频率的2.5倍。我国数字地震台网的最高频率为20Hz时,采样率取为50次/秒,当最高频率为40Hz时采样率为100次/秒。
5.数字地震台网的数据传输方式
(1)国家数字地震台网
“九五”期间我国建成的国家数字地震台网全部采用数字卫星通信的方法进行实时数据传输。“十五”期间,大部份台站仍然沿用数字卫星通信,也有部份台站采用数字数据专线(DDN)实时传输数据。
(2)区域数字地震台网
&& “九五”期间我国建成的区域数字地震台网主要采用数字数据专线(DDN)进行实时数据传输,个别台站采用无线传输,对于DDN无法到达的地方,无线传输作为连接台站与有线传输点之间的一个有效手段。
在“九五”期间除了建成的实时传输区域数字地震台网外,还建设了28个有人值守区域数字地震台站,这些台站的数据在当地记录,地震发生时如需要,再将地震事件数据传到国家数字地震台网中心。
&& “十五”期间随着我国通信技术的发展区域数字地震台网的通信也可有多种形式,徐了DDN和无线通信以外,在移动通信条件好的地方还可采用GPRS、CDMA等公用移动通信的方式。
(3)流动数字地震台网
流动数字地震台网有两种形式。一种流动数字地震台网用于地震现场的应急强化监测任务,这时地震信号必须实时传输。在地震现场的实时数据传输,一般采用无线通信方式,公用移动通信网可抵达的地方可采用GPRS、CDMA等移动数据通信的方式。另一种流动数字地震台网主要用于地下结构探测或其它科学研究,一般采用当地记录,不作实时传输。
(三)我国数字地震台网建设成果
经过“九五”期间实施的国家重点工程“中国数字地震观测系统建设”,建成了由48个国家数字台站和一个国家数字地震台网中心组成的国家数字地震台网(见图1.3.8);建成了28个有人值守区域数字地震台站(见图1.3.9),以及子台总数达267个的21个区域遥测数字地震台网(见图1.3.10)。地震监测能力有明显提高(见图1.3.11)。
“十五”期间将实施国家重点工程“中国数字地震观测网络工程”。工程完成后,将建成由105个国家数字台站和一个国家数字地震台网中心组成的国家数字地震台网(见图1.3.12);建成32个区域数字地震台,台站总数达785个(含首都圈,见图1.3.13)。地震监测能力有更进一步的提高(见图1.3.14)。
“九五”期间建成的国家数字地震台网台站分布图
&图1.3.9 &“九五”期间建成的区域遥测数字地震台网分布图&
圆圈为台站,五角星为台网中心
&图1.3.10 “九五”期间建成的区域有人值守数字地震台站分布图 图中的方块为台站位置
图1.3.11& “九五”计划完成后我国数字地震台网的监测能力图
图1.3.12& “十五”期间拟建设的国家数字地震台网台站分布图
图中圆圈为“九五”计划已建的台站,三角为“十五”计划新建的台站
图1.3.13 &“十五”期间拟建设的区域数字地震台网的台站分布图
&&&&&&&&&&&
图中小圆圈为“九五”计划已建的台,小三角为新建的台站
& &图1.3.14& “十五”期间拟建设的我国数字地震台网的监测能力图
图中的数字代表对应的包络线范围内可监测的地震震级
四、地震台网中心
在地震台网中能将网内各台站的数据汇集在一起,通过数据处理系统对这些数据进行处理的地方称为地震台网中心。在模拟地震观测的早期,地震台直接将地震波形记录在地震图纸上,并没有地震波形信号的传输,因此即时并没有明确的提出地震台网的概念。我国地震台网中心的提出是在电信传输地震台网建设的时候(768工程)。下面分别介绍三种典型的地震台网中心:768工程电信传输地震台网(后称为遥测地震台网)、“九五”区域数字地震台网中心和国家数字地震台网中心。
(一)电信传输地震台网(768工程)中心
电信传输地震台网中心的设备连接原理框图见图1.3.15的a图和b图。这里提供的是768工程的总体设计的原图,该工程于1982年验收时建成的北京、上海、沈阳、昆明、成都和兰州台网按此设计完成。
图1.3.15 (a) 电信传输地震台网中心的数据接收和记录系统框图
图1.3.15 (b) 电信传输地震台网中心的数据处理和存储系统
&& 图1.3.15的a图和b图分别代表台网中心的数据接收和记录系统、数据处理和存储系统。在a图中多道模拟地震信号由PTY-8地震遥测设备的收端接受,它将在电话线上调频传输的信号解调为1-20Hz的地震波形信号。短周期地震信号直接进入慢速模拟磁带机记录,长周期信号在传输时经脉冲调幅后将三分向信号在一路1-20Hz的短周期信号中传送,因此需经脉冲调幅调频测震遥测设备再解调成三分向长周期波形信号,此信号也存到路慢速模拟磁带机。这此地震波形信号在进入慢速模拟磁带机的同时还进入可见记录器和地震触发器,进入可见记录器产生波形的可见记录,形成地震图;进入地震触发器后,由它判别是否有地震,一旦发现地震,发出警报,并立刻启动计算计,调用地震数据处理程序作地震事件的人机结合地震定位,速发地震。模拟地震信号经过多路模数转换器后进入计算机,进入计算机的信号是慢速模拟磁带机记录后回放的信号,它比原始信号延迟了50秒,地震触发和计算机启动的时间又短于50秒,所以不会丢失有用信号。
&& 系统中使用的计算机是当时国产的DJS-131小型机,运算速度为500K次/秒,字长16位,内存仅28KB,因此不可能进入原始数据直接处理,也不可能存全部原始数据。原始数据存在慢速模拟磁带机中。地震触发功能由硬件地震触发器完成。这些设备均由离散元器件制成,体积很大。
随着计算机技术的快速发展,特别是微型计算机的普及且性能大幅度提高,台网中心的设备也不断地发生变化,微电子技术的发展使体积庬大的模数转换器机框改变为一块电路板;当计算机的运算速度提高后,原始地震信号直接进计算机,取消了价格昂贵具有延时功能的慢速模拟磁带机,地震触发器的职能也由计算机来承担,地震事件数据直接储存在磁盘上。 台网中心的实时数据采集处理系统获得了大幅度的简化。20世纪80年代后期至90年代设计建设的二十余个地方和企业遥测地震台网的实时数据采集处理均采用这一种简化模式。
(二)区域数字地震台网中心
& 1、域数字地震台网中心的主要功能
&&& 区域数字地震台网在地震数据收集、存储、处理、速报等方面的功能,全部由台网中心实现。它的的主要功能是:
&& (1)数据收集存储功能
&&& 区域数字地震台网中心主要收集本台网所辖范围内地震台的以下数据:
&&& 1无人值守遥测地震台的全部宽带多种波形数据。
&&& 2无人值守遥测地震台的地震事件波形数据。
&&& 3人工值守地震台站的地震事件波形数据。
&&& 4本地区流动数字地震台网记录的数据回放。
&&& 5通过与国家数字地震台网中心交换而得到的其它地区地震数据。
& (2)实时速报地震
&&& 能实时快速测定网内和网缘发生的ML&2·5的地震。在地震发生后10~15分钟内能自动测定地震发生的位置、时间及地震的震级,并以报表形式输出处理结果。对满足速报条件的大震能在15分钟内速报,对于强远震,当地震波掠过整个台网覆盖区后15分钟内,能测定该事件的方位、震中距和震级。
& (3)完整记录地震时地面运动波形数据
&&& 对于初动大于地面地动噪声均方根值l2dB以上的地震事件,能用数字记录的形式完整地记录地面运动波形数据。
&& (4) 实时监视地面运动
&&& 具有集中可见的地震波形信号实时显示,以便从整体上对台网覆盖区的地震活动情况进行监视。一种方法是集中可见的模拟地震波形记录,另一种是在计算机屏幕上实时显示波形图形,或是对当前时刻之前某一定时段内的波形进行图视化检索。
& (5)常规的地震数据人机结合分析
&& 能对区域地震台网记录到的地震作更精细的人机结合定位分析,同时还能对震级较大的地震作出震源机制解、波谱等参数的分析。
& (6)地震活动性图像分析处理
&& 能对本区域地震台网内地震活动性,如时空特征、条带、围空等进行各种图形化的分析。
& (7)地域基本数据的存储管理
&& 能对本区域地震台网产生的地震震相、地震目录和地震波形数据进行长期存储,以及数据服务的管理。
& (8)系统的自动标定、工作状态检查功能
&& 能对脉冲标定信号的响应波形进行分析,对系统的特性作定量化测定;能自动检测系统中主要部分的运行情况,作运行状况记录。
2、任务的流程和结构
由上述功能可知,数据处理的主要流程如图1.3.16所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图1.3.16 区域地震台网中心数据处理基本流程图
在数据处理过程中分为实时处理和人机交互处理两大部分。
&&& 台网中的硬件可以有多种组合形式,计算机也可以微机为主或以工作站为主。考虑到区域台网的台站规模是不同的,因此硬件结构必须能适应不同规模的台网。进入台网中心的地震原始数据,可以是有线、无线和卫星通信等各种形式。在“九五”期间台网的设计让这些地震信号采用地震数据汇集器后,经多路串并接口进入实时地震数据处理设备。地震数据汇集器还产生一个模拟输出,可以进入可见记录器。随着计算机和显示器屏幕性能的提高,逐渐放弃了可见记录,此时,地震数据汇集器也就不用了。
&&& 进入“十五”后,网络技术达到了完全成熟的任度,台网采用TCP/IP的数据通信方式,台网中心以网络为主要的数据传输,使得它的硬件结构更通用化了。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& &&3、软件
&& 1)系统软件
&&& 地震台网数据处理系统应具有以下功能:
&&& ①实时接收多路地震波形数据;
&&& ②实时数据存盘记带;
&&& ③实时事件检测;
&&& ④实时波形记录和事件波形记;。
&&& ⑤对检测到的地震事件进行自动分;。
&&& ⑥人机交互事件分析及处理;
&&& ⑦数据存储管理;
&&& ⑧系统运行管理。
以上各个任务要同时进行,因此选用了具有一定实时能力的多用户操作系统来支持地震数据处理系统的开发和运行。UNIX操作系统完全能满足我们的要求。UNIX操作系统是一个经过时间考验的通用多用户任务操作系统,可在微机、工作站到大型机等不同的硬件平台上运行。目前,UNIX操作系统下提供了很强的联网能力(TCP/IP和NFS),这使我们很容易地将多台计算机联在一起组成分布式处理系统。在UNIX下的外设连接也很方便,外设的驱动程序随UNIX操作系统提供或者由外设生产厂家提供,基本上不需要用户自己编写外设驱动程序。系统的可维护性及扩充性很容易得到保证。
&&& 另外,从某种意义上说,在UNIX操作系统、TCP/IP和NFS(网络文件系统)的支持下,在开发地震数据处理软件时,原则上可不再区别前后台机的处理任务,所有功能都可在一台计算机上实现,只要硬件能力有保证;如果是多机系统,则可在运行时让用户决定哪些任务分组配合运行在哪一台机器上,以得到更高的综合地震数据处理效率。我们只需开发与地震数据处理有关的软件模块,并把它们有机地组合起来,就可以得到地震数据处理系统的软件,也很容易移置到其它运行UNIX的硬件平台上。
&&& 另一类地震台网数据采集与处理软件是在Windows平台上开发的系统,如在多个“地方”数字遥测地震台网中使用的Adapt系统。实践证明,在Window平台上开发的地震数据采集与处理软件也有其自身的优点,特别是宜于用户自己在Windows上开发的软件衔接。
&& 2)地震数据处理软件
&&& 由三大部分组成:
&&& (1)数据收集软件包。该部分是台网中心原始数据记录和进行处理的基础,可同时收集多路实时地震波形数据,同时将收集到的数据连续存盘或记带。
&&& (2)实时处理。该部分是台网中心数据处理的一个关键部分,它体现数字台网数据监视地震的效果。1STA/LTA算法事件检测;2算法事件检测;3台网事件综合判断;4本地或远地事件区别;5内置硬盘的事件存储;6自动P和S震相数据分析; 7自动幅度测量及事件持续时间测量;8自动定位和震级估算;9实时地震波形显示;10图视化的报警及系统监视;11运行控制参数调整及显示事件信息的图形化界面。
&&& (3)交互分析。该部分是为地震台网数据分析专用的数据显示和数据分析的集成环境。可让分析人员通过一友好的界面进行人机交互分析,处理由数据收取和实时处理两部分记录下来的数据,其主要特点为:1地震波形图形显示;2坐标轴变换;3仪器响应校正;4质点运动轨迹计算;5震相数据重检;6地震精细定位;7算震级;8图形输出定位结果;9 建立事件目录;10波形数据管理;11报表输出; 12震中分布图;13震源深度分布图;14地震矩计算;15地震波形数据频谱分析。
(四)国家数字地震台网中心
& &&1、概述
&&& 国家数字地震台网中心收集和处理国家数字地震台站的数据,同时还保存一部分区域数字地震台网和流动数字地震台网数据,与各区域数宇地震台网中心进行各种数据交换。国家数字地震台网中心是我国数字地震观测数据的收集、管理、保存、处理和提供各种服务的总中心。
&&& 国家数字地震台网中心另一重要要任务,是及时为防震减灾中心的地震应急快速响应系统提供各种测震数据。
&&& 2、系统纽成部分
&&& 国家数字地震台网中心主要收集、处理、管理和服务国家数字地震台站的数据并提供数相关服务。整个系统的主要组成部分如图1.3.17所示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
国家数字地震台网中心系统框图
&&& 机房环境为整个国家数字地震台网中心提供一个温湿度、空气洁净、安静等方面都适合计算机运行的物理环境。局域网是国家数字地震台网中心系统运行的硬件平台。地震数据硬件系统、地震数据接收与自动定位系统、人机交互系统、半自动CMT系统等儿个系统,属于生产线上的系统,它们直接承担着地震数据接收、处理的任务。
&&& 在地震台站,地震计出来的模拟信号经数字采集器得到数字信号,数字信号进人卫星子站转换为串口格式,再传到国家数字地震台网中心。
&&& 为了数据的安全以及分区触发与定位的需要,实时接收机分成了3组,其中两组为备份(每组分3个区接收触发实时数据),第三组接收全部的地震信号。实时接收机还负责发警报、自动定位、记录连续波形和事件波形。
&&& 人机交互系统是值班人员参与定位的系统,它是地震速报结果最后发布前把守质量的关键。因此要求人机交互系统必须是界面友好、操作简单。
&&& 半自动CMT系统是数字地震观测系统的一个特征。只有在数字化记录的情况下,才能比较快地计算出大地震的CMT值。在国家数字地震台网中心,计算CMT值已经做到了半自动化,值班人员通过人机交互系统定出地震结果后,只要在交互界面上点击一个按键就可以触发CMT系统。最后CMT结果通过网络打印机输出。
&&& 地震数据管理与格式转换系统、地震数据服务系统是服务线上的系统。国家数字地震台网中心采用的是EDAS数据格式,为了地震数据的国际交换和研究人员的使用方便,我们综合考虑了多种数据格式,并选用SAC格式作为国家数据地震台网中心事件波形数据的存储格式。地震数据服务系统直接面对用户,把国家数字地震台网中心的各种数据产品提供给用户使用,这就要求地震数据服务系统采用通用的形式。我们采用了Web服务器的方式来提供数据服务。
&&& 3、地震数据流程
&&& 国家数字地震台网中心从全国地震通讯中心接收卫星信号到最后产出结果,中间经过了实时接收系统、人机交互系统、半自动计算CMT系统、数据格式转换系统和地震数据服务系统。
&& 实时接收机连续不断地接收卫星地震信号,把这些连续波形以1个台站3个分向4个小时为一个文件进行连续存储,同时不断地检测每个台站的触发状态。连续波形分两地存储:一是存储到整个局域网都能读取的主服务器的磁盘阵列上;另一是存储在本地硬盘内作为备份。当实时接收机被触发后,它就发一个信号给警报器,警报器报警提醒值班人员有地震了,需要紧急处理。同时,实时接收机对地震进行自动定位,、把事件波形截取出来。事件波形也像连续波形一样,一份存到服务器上,一份存在本地硬盘内。
&&& 主服务器是地震数据的集散地,从图1.3.18可以看出实时接收机把连续波形和事件波形送到服务器;人机交互机器从主服务器读取事件波形,把人工交互定位结果送回主服务器;半自动CMT计算机从主服务器读取触发信号、事件波形和人工定位结果,把CMT解送回主服务器;地震数据格式转换及打包机器,从主服务器读取事件波形;Web服务器从主服务器读取CMT解、速报结果和地震目录。
4、国家数字地震台网中的数据服务系统
&&& 国家数字地震台网中心的任务之一,是把经过大量投资得到的有关数据与产品提供给广大的地球科学家们使用,让中国数字地震观测系统在地震的基础研究中起更大的作用。
&&& 台网中心的服务内容有:台站的基本参数、仪器的系统函数、连续波形、事件波形、地震目录和CMT解等等。
5、国家数字地震台网中心局域网和计算机系统
国家数字地震台网中心局域网是一个快速以太网,它是国家防震减灾中心Intranet的一部分。国家防震减灾中心lntranet以IBM8265为中心,主干采用ATM标准,各局域网采用快速以太网络。国家数字地震台网中心局域网用IBM8274和IBM8265相连接,连接的速率为155Mbps。
&&& 国家数字地震台网中心局域网以IBM8274交换机为核心,连接着其它各种设备。从网络交换的速率上划分,分为100M和l0M两部分,从功能上划分,主要分为主服务器、人机交互处理、实时接收机、外设机器、拨号服务器等部分。
主服务器部分为2台IBMF50服务器、1台IBM7133磁盘阵列和1台IBM3995C64光盘。IBM7133磁盘阵列和2台IBMF50服务器构成一个SSA双环路。2台IBMF5O服务器之间再用串口线(心跳线)连接。每台F50服务器配有两个网卡。在此硬件连接的基础上,分别在F50上装上双机热备份软件HACMP,使2台IBMF50服务器互为热备份。
双机热备份就是当一台服务器上的一个服务发生故障时,另一台服务器就把此服务接管过去,让网络上的用户不受影响。以国家数字地震台网中心的双机热备份为例,两台F50都把要&&&
&&&&&&&&&&
&&&图1.3.18 国家数字地震台网中心的数据流程图
热备的服务放在IBM7133磁盘阵列上,通过网卡和心跳线监测对方服务的运行情况。F50的两&&& 块l00M网卡中,一块为服务网卡,一块为备份网卡。服务接管的顺序为:当一台的服务网卡出故障时,它自己的备份网卡把服务接管过去;当一台服备器出故障时,另一台服务器的备份网卡把服务接管过去。接管时,同时把网卡的IP地址和MAC地址切换过去。
&&& 系统配有光盘库,它是作为二级存储使用的,它可以在线存放100张光磁盘,每张光磁盘的容量为2·6G,故二级存储的总容量为260G。光盘库是用SCSI2的同一台F50相连接的。
&&& 国家数字地震台网共要接收47个国家数字地震台站通过卫星传来的实时信号。为了分区域定位地震和数据的安全接收,我们把从卫星中心来的实时信号一分为4,第一路作为反向控制使用,另3路作为接收使用。第二、三路的实时接收机的配置完全一致,所不同的是一路的实时接收机往磁盘阵列上送连续波形,另一路的实时接收机往磁盘阵列上写触发的事件波形。每一路都有3台接收机,分别接收东北部、东南部和西部的台站信号。第四路信号全部送给一台实时接收机,这样,这台接收机可以从总体上把握整个台网的触发情况,在人工交互定位时有更多的台站可供选择。
&&& 国家数字地震台站布置宽频带地震计或甚宽频带地震计和24位数字采集器。采集器的采样频率为50sps,这样每个地震台站每秒钟产生3X50X3=450个字节数据,加上数据包的包头和包尾,每个地震台站每秒的数据量约为500字节。第二、三路每台实时接收机接收16个地震台站的信号。每台实时接收机从串口每秒钟读取的数据量为0.5X16=8k字节。所以,每台实时接收机连接一个l0M的网络口。第四路实时接收机要接收48路信号,它向一台人机交换机器提供连续波形和事件波形,所以它连接100M的网络口。
为了确保地震速报的进行,国家数字地震台网中心设置了两台人机交互处理机器,分别从两个不同实时数据源读取事件波形数据。国家数字地震台网中心监测的是比较大的地震(国内东部4.5级、西部5.0级以上,周边国家6.0级以上,国外7.0级以上),地震事件波形就比较长,一般在l个小时左右,长的达几个小时。地震事件文件大小一般为2一3M,大的有5一6M。三、四十个台站的地震波形数据,大约有两百兆,这些事件波形文件在人机交互分析时,需要从网络上传输。基于这个要求,我们把人机交互机器都接到了100M的网络口。
国家数字地震台网中心另一个要速报的内容是国内大地震的矩心矩张量。矩心矩张量需要利用人机交互结果和地震事件波形文件,因此,每计算一次CMT也需要传输大量的数据,我们把计算CMT解的计算机也接到了100M的网络口。
国家数字地震台网中心除了要实时接收48个国家数字地震台站的数据,在震地发生时,能够用于地震定位的波形数据不够时,要通过电话拨号的方式从28个人工值守台站调取相应的地震事件,或人工值守台站的工作人员把地震事件波形主动传送到国家数字地震台网中心。为了实现以上功能,国家数字地震台网中心配置了两台IBM8235拨号服务器,用于接收28个人工值守台站传来的地震事件波形数据,配置了WIN平台和SCO平台上的拨号客户机,用于调取28个人工值守台站的地震事件波形。电话拨号的速率最快也只达到56kbps,所以,IBM8235拨号服务器和拨号客户机都接到丁10M网络口。
&&& 地震目录、地震震相数据、地震事件波形数据和连续波形数据的管理与服务一直是台网中心的重要任务。根据国家数字地震台网各种数据的特征,台网中心用文件方式来管理地震数据、地震事件波形数据和连续波形数据,用数据库的方式来管理地震目录。台网中心用IBMDB2数据库来存储与管理地震目录数据。用IT界先进的三层结构编程方式,让用户能够直接用浏览器通过INTERNET。查询国家数字地震台网中心产出的大地震目录数据。地震目录的输入也是通过浏览器的方式进行。值班人员通过输人用户名和密码,进入大地震输入界面,把大地震有关参数输入到数据库中。为了运行的稳定性,DB2数据库运行于IBMAIX操作系统中。
国家数字地震台网中心最主要的两大任务是地震应急和数据服务。为了运行的稳定性,选用了NETSCAPE公司的ENTERPRISESERVER作为Web服务器。NETSCAPE公司发行的所有服务器软件具有同一管理界面(下面将要提到的代理服务器和软件服务器也用同一管理界面)。服务器各种功能的配置比较方便,只要有一个浏览器就可以在任何地方配置服务器。
国家数字地震台网中心局域网是一个专业网,它使用代理服务器访问因特网。
邮件服务器是工作人员通过因特网进行交流的另一重要服务器。与国内、外同行交流和进行数据服务,是我们建立邮件服务器的目的。
6、地震数据接实时分析处理系统
&&& 国家数字台网共有48个地震台,其中CDSN台l1个,自建台37个。48个地震台的数据经过中国地震局卫星通信网的传输,以异步串行方式送到台网中心,经输入信号分配器将每路信号分为相互隔离、满足RS232C接口电平的信号,再由7台实时机进行数据接收、处理及转发,以完成台网中心的一系列任务。
&&& 根据地震分析处理的实际需要,我们将全国48个台的数据分别安排在7台实时机上接收、处理,并将全国分为东北、东南、西部3个区域。
&&& 东北区16个台:白家疃、红山、呼和浩特、海拉尔、锡林浩特、太原、沈阳、大连、长春、牡丹江、宾县、黑河、泰安、洛阳、西安、银川。
东南区14个台:佘山、南京、合肥、温州、南唱、泉州、长沙、武汉、恩施、广州、深圳、琼中、西沙、桂林。
&&& 西部区18个台:贵阳、成都、攀枝花、昆明、腾冲、兰州、高台、安西、格尔木、乌鲁木齐、喀什、和田、乌什、拉萨、昌都、那曲、花土沟、狮泉河。
7台实时机的信号分别安排如下:实时机l,:西部区实时备份机;实时机2,东南区实时备份机;实时机3,东北区实时备份机;实时机4,西北区实时机;实时机5,东南区实时机;实时机6,东北区实时机;实时机7,48个台。
五、地震台阵
地震台阵是为观测微弱地震信号而发展起来的一种地震观测系统。它的最初目的是为了探测远处的地下核试验的地震波信号,后来的发展也主要在这方面。近年来,为了提高监测地震的能力,也开始用于观测天然地震。
(一)地震台阵的提出与发展
地震台阵的提出可追溯到20世纪50年代末,当时联合国有关国际组织开始了禁止核试验条约的谈判。为了给禁止核试验提供核查手段,1958年日内瓦裁军谈判特设科学专家组提出了建设地震台阵以监测与识别远处地下核试验的构想。因此,台阵技术的发展一直和地下核试验的地震监测与识别紧密相联,以至早期一些台阵由一些国家的军事部门建立和管理。此后,美国、英国开始了建设台阵的试验。当时,有所谓日内瓦式小型台阵(孔径约3公里,台数9个左右)、英国型台阵(至今仍很有名的如在加拿大的黄刀台阵)、以及后来相继建设的大孔径台阵(美国的LASA和挪威的NORSAR)。到了80年代,随着地震观测技术、电子技术、通讯技术和计算机技术的发展,地震台阵又有了新的发展,已形成了多种台阵在全球范围内广泛分布的局面。当今,全球已有30个左右地震台阵正在运转或在建设过程中,台阵已成为全球地震监测网的重要组成部分。
从台阵一出现,我国地震工作者便给予了充分重视。1966年地球物理所第七研究室就部署了探索建立地震台阵的工作,当年10月派孙其政和付禹赴甘肃金塔县选台址,后因文化大革命开始而终止。1971年赵仲和等翻译出版了国外地震资料的台阵专辑,将当时国外关于台阵的理论与实践介绍给中国同行。从1970年起,当时的中国科学院地球物理研究所开展了地震台阵试验,在河北省怀来县布设了由12个子台组成的临时台阵,相邻台间距约1千米,总体成 “L”形,该台阵利用自己布设的临时电话线将信号从地震计送到中心记录室,利用可见记录器及模拟磁带机记录,再将所记录信号回放,数字化,形成穿孔纸带,送入108(乙)型计算机进行了基本的地震数据处理试验。这次试验坚持了三个年头,取得了经验,锻炼了一批年轻的地震科技人员。可惜在当时的历史条件下,没有公开发表有关这次台阵试验的文章,以至世人或者不知道中国还曾进行过实际的台阵试验,或者不知详情。
鉴于地震台阵与遥测地震台网的相似性.我国曾开展了地震台阵数据处理方法在遥测地震台网上的应用研究,研究了这种应用的可能性和局限条件(例如杨筱平等的工作)。
20世纪90年代后期,我国开始了地震台阵的实质性建设阶段。兰州和海拉尔地震台最先建成了用于核查目的的微型台阵;“九五”期间,上海地震局在佘山建立了我国第一个自主的地震台阵;“十五”期间,我国将在新疆和西藏各建一个现代化地震台阵,这将成为我国地震观测技术发展史上的一个新的里程碑。
(二)地震台阵技术特点
所谓地震台阵,是在与所观测地震波波长相当的孔径范围内有规则排列的一组地震计,通过对这组地震计的输出信号进行各种组合分析,压低干扰背景,突出有用地震波信号和获取有关震源及地球内部结构的信息。利用传感器组合阵列来增加有用信号、压低噪声干扰背景的技术早已在无线电技术(天线阵列)和地震勘探技术(组合检波)中得到应用。所以广义地说地震台阵也并非是新概念,在地震台阵数据处理方法中事实上也借用了一些无线电阵列天线技术中的数据处理方法。
地震台阵和地震台网从形态上看似视一致,但从其设置目的、选址、布局、数据处理方法等方面看,还是有其本质差别的:
(1)地震台网的设置目的首先是监测台网所在地区的地震事件,而地震台阵的设置是为了监测台阵之外较远处的地震事件。
(2)由于上述设置目的的差别,决定了地震台网要建在地震活动区或地震重点监视区,在这个意义上,一些台站不得不建在地动干扰背景相对较大的地点。而地震台阵则应建在地震活动和地动噪声背景较低的地区。在构造背景方面,地震台网往往要架设在活动断层的两侧,而地震台阵应选择完整稳定的构造块体,以便有效监测远处微弱地震信号和保证各子台信号的相似性。
(3)地震台网的布局主要取决于所在地区地震活动分布、构造情况、影响台址地动干扰的因素、通讯条件等因素的综合考虑。而台阵的布局则要以所观测地动信号特性、当地地动噪声特性及台阵总体布局的方向特性等为依据设计出适当孔径、适当台站间距和适当几何形状的子台布局。当然,在实际建设中也要考虑具体环境条件。
(4)最根本的差别还在于台阵有其独特的数据处理方法。如果将台阵处理方法应用于区域的或地方的台网,则该台网即在一定程度上变成了台阵,只是由于前述差别,这样的台网不足以充分体现台阵的效能。因此,在研究和应用台阵时,应着重研究和理解台阵数据处理技术。
(三)上海佘山地震台阵
1、上海地震台阵设计和布局
上海地震台阵作为全国第一座永久性用于地震监测的三分向宽频带地震台阵于2001年5月建成,2001年10月6日通过验收。地震台阵,是按一定布局有规则地排列并安装若干地震计的地震观测系统。上海地震台阵巧妙的利用位于上海市松江区的佘山地区依山而建。该地区是上海市行政区内唯一的有大片基岩露头的地区,距离上海以东海岸线约65公里。该台阵为小尺度台阵,台阵布局如图1.3.19,由16个子台组成,孔径约为3公里,相邻子台间的平均台距为600米。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&图1.3.19 上海地震台阵布局图
上海佘山区域的地下构造是由上侏罗纪火山岩构成,其基岩完整,从而保证建设台阵的最基本条件:各子台信号的高度相似性。上海地震台阵坐落在佘山火山岩区,且远离市区、干扰小,符合台阵台基的技术要求。
大部分子台均建在岩面以下2米处,处于同一海拔高度。每个子台安装有宽频带三分向地震计和24位数据采集器,地震计的频带为50Hz-100秒,每道200采样点/秒,数字地震信号实时传输到上海地震台阵佘山数据中心。佘山数据中心对此地震信号进行分析处理,并从中抽取100采样点/秒的数据,将16个子台的数字地震信号实时传输到上海市地震局上海地震台阵中心进行数据分析处理。
图1.3.20显示了上海地震台阵的波数响应图。
二维波数响应图&&&&&&&&&&&&
三维波数响应图
&&&&& 图1.3.20上海地震台阵波数向应图
地震台阵采用独特的地震数据处理方法,以达到压低干扰背景(如地面噪声),提高信噪比,突出有用地震信号的目的。特别是提取微弱地震信号的能力,使其成为全球地震监测网的重要部分。
2.上海地震台阵数据处理方法
上海地震局自行研制的台阵处理软件包可用于数据处理日常分析,包括波形聚束、F-K分析、波阵面法定位、进行基线校正、滤波、谱分析、相关分析等。
台阵数据处理的重要假设就是地震信号的相关和噪声的不相关。为了检验不同子台所记录的有用信号的相似性以及研究噪声类型和频率等,以便在进一步处理中进行滤波等预处理,需要研究数据记录的一些统计特性,如相关函数、相干性和功率谱等。
从上海地震台阵的实际观测资料分析得出,一般来说,各子台噪声之间相关性都比较低,相关值一般低于0.25,大多在0.04~0.25之间,并随频率增加而衰减。子台噪声的相关性随子台距离增加呈衰减趋势,这与理论上分析结果是一致的。由同一子台的多个不同时间的记录统计特征可以看到,噪声具有一定相关性,说明某一子台噪声不是完全随机的,而是含有某种干扰源产生的固有频率成分。
根据上海台阵所记录地脉动事件,对台阵阵址噪音特性的分析。对于同一地脉动事件,16个子台都有记录,记录文件的时间长度在250-400秒之间。尽量取完整的记录,对所有地脉动数据进行谱分析,取其频谱的统计结果,以消除随机影响。噪声的卓越频率为0.37赫兹,显然是海浪拍击大陆所引起的脉动成份,随着频率的增大,噪音的能量急剧衰减。
波形聚束,台阵的基本数据处理技术就是延时-相加处理,它可以看作是一个宽频带多道滤波器,使地震记录上具有相同视速度的信号在一个宽频带内可以通过而不发生明显改变,而具有其它视速度的信号则显著衰减,从而达到压低噪声、提取信号的目的。
频率扫描聚束法指在频率域上滑动扫描聚束。若有用信号在某一频率范围,则扫描到此频率范围内的聚束可提高有用信号的能量,抑制其他频率范围内的噪声干扰。同时,对各子台记录在频率域上被选取的数据进行相关性分析,进行延时处理使其各子台所选数据相关性最好,由此,达到良好的聚束效果。
在频率扫描聚束法的基础上,选取可能震相的时间范围,进行视速度扫描聚束,用扫描所得到的未知震相的视速度值结合地震波的其它常规特征确定未知震相,获取地震的定位信息。
在台阵数据处理方法中,其常规方法主要是聚束法。对地震波形进行聚束可以有效地压制噪声干扰,增强地震信号,进行视慢度矢量计算及地震定位。
F-K分析法是地震台阵数据处理最基本的方法之一。利用F-K分析法,可以从地震记录中提取有用信息,从地脉动背景中提取有用的地震信号,提高事件定位精度;可以对不同慢度和不同频率的波的识别和分离并进行地震类型鉴别;同时也可以用于上地慢地区差异、确定地震噪声波场特性等地球物理研究。
3.上海地震台阵数据处理系统基本功能
上海地震台阵具备以下功能:
⑴速报地震功能
通过计算机自动处理和人机交互处理有效地结合,实现地震三要素的测定。网内、网缘的地震监测能力见图一。可监测全球五级以上地震。
⑵完整记录地面运动波形的功能
对于地面运动的波形能以数字记录的方式完整地保存至磁盘等介质上。能够连续不间断地存储地动数据,并允许用户随时对该数据进行追溯和查询。
⑶自动检测地震事件的功能
检测接收到的数据是否为地震事件,若为地震事件,触发存盘,报警并启动计算机自动处理。
⑷人机交互方式震相识别,实现地震参数的测定;
人机交互方式提供友好界面以协助地震分析人员分析地震波形,读取震相数据;手动添加、删除地震事件;根据事件类型分别利用远震、近震模型实现地震参数的测定;利用定位结果校核台站到时,修正定位结果。
⑸能对地震台网记录到的地震做更精确的人机结合处理,自动生成符合国家地震局遥测地震台网规范要求的地震目录、地震观测报告,能将各种分析处理的结果以图形方式显示、打印。
⑹台阵处理系统可作进一步的地球物理分析。
⑺地震基本数据的存储与交换
能对地震台网产生的地震震相等数据转存在光盘介质存储,并对它们作各种数据的管理服务,具备将台网数据通过电话线路传送至其它相关数字遥测地震台网的扩展功能。
⑻自动监控台网系统运行情况功能
能自动监测台阵系统各部分如计算机网络、实时处理机、数据处理机的运作情况,能自动监测各个无人值守子台的交流供电电压、蓄电池电压、工作电压、GPS状态、采集器状态、等等,并作出必要的警示、警报。
4.上海地震台阵网监测能力:
&&& 上海市地震台阵检测能力如图1.3.21所示。
图1.3.21 上海地震台阵监测能力图
(四)海拉尔和兰州地震台阵
&& 1996年中国政府在联合国的《全面禁止核试验条约》(CTBT)上签字。CTBT的附件中规定在全球建立50个地震基本站(α台)和120个地震辅助台站(β台)以监督条约的实施。根据要求将在我国境内建立海拉尔和兰州地震台阵,此台阵经过台址勘址、基建和仪器安装调试,于2001年底基本建成。2002年9月-10月海拉尔和兰州台阵基本台先后通过了国家的验收。
海拉尔和兰州台阵均由9个数字遥测地震台和一个信号汇集中心组成。每个台阵由阵中心、子台、通信、供电等部分组成。
&& 海拉尔和兰州地震台阵的台站布局分别参见图1.3.22和图1.3.23。
&&&&&&&&&&&&&&&
图1.3.22 海拉尔地震台阵的台站布局
&&&&&&&&&&&&&&
图1.3.23&& 兰州地震台阵的台站布局
& 两个台阵采用的地震计和采集器性质和有关信息参见表1.3.3。地震计外观参见图1.3.24。
表1.3.3 台阵采用设备的主要性能、型号和厂商
&&&&&&&&&&&&
短周期台站
宽频带台站
地震计分量数
0.5Hz-16Hz
0.02Hz-16Hz
地震计(厂商/型号)
Guralp/CMG-ESPV
Streckheisen/STS-2
采集器(厂商/型号)
Nanometrics/Europa
Nanometrics/Europa
&&& 图1.3.24& 单分向短周期地震计CMG-ESPV(左)和宽频带地震计STS-2(右)的外貌图
(五)“十五”期间建设的地震台阵
中国地震局承担的十五国家重点基本建设工程“中国数字地震观测网络”项目将在我国的新疆和田和西藏那曲建立二个小型微型台阵。以监控我国西藏中西部、西北部架设地震台站较为困难的地区的地震活动性,提高我国地震监测系统在这一地区的地震监控能力。
1.数字地震台阵的构成
台阵由9个子台构成,其中一个配置三分向宽频带地震计,其余配置短周期垂直向地震计,台阵的台站分布以同心圆形为基本形状。为保证整个台阵对地震信号的同调性,台阵的跨度应在2 km以内。
(1)新疆和田地震台阵的布局
和田台阵建设9个子台的小孔径台阵,外环半径选在1500m左右,内环半径选在600m左右;在台阵中心布设一个台,内外环分别布设3个和5个子台。和田台阵子台经纬度见表1.3.4。和田台阵子台布局图见图1.3.25。
表1.3.4 和田台阵子台经纬度
图1.3.25 和田台阵子台布局图。
(2).西藏那曲台阵的布局
西藏那曲台阵包括9个子台和1个汇集中心,在拉萨设立数据处理中心。每个子台安装短周期地震观测设备,另加装一套宽频带观测设备;台阵数据直接从那曲汇集中心传到北京和拉萨。那曲台阵的建设可分成六个系统来实施,①子台;②汇集中心和数据处理中心;③汇集中心软件;④阵内联络;⑤供电和⑥卫星通讯。
如图1.3.26示。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&
图1.3.26& 西藏那曲台阵的布局
2、主要技术指标
三分向速度量和垂直向速度量;
:0.025(0.05)~20Hz(三分向),1~10Hz(垂直向);
字长:24位;
动态范围:大于130db;
:50~100bps;
通讯方式:
各子台用无线数传电台或专用传输线将数据传送至台阵通讯中心,然后通过VSAT卫星转发至国家数字地震网中心。其中 VSAT卫星,有LAN接口,速率64K, 传输方式为实时、连续,时延小于10秒;
(7)、线性度:优于1%;
(8)、相移特性:线性相移或最小相移由台网中心自动对台上切换选择;
(9)、标定:台网中心控制自动标定功能,双向阶跃标定精度优于2%;
(10)、供电:提供以下两种可用供电方式:太阳能供电(新疆)和电缆供电(西藏),根据当地实际情况确定。
六、数字地震台(站)网软件
地震台站的分析软件是指用单个三分向地震台的数据作分析(包括地震定位)的软件。地震台网的分析软件从功能上讲包括地震台网中心的实时数据处理软件和人机交互数据处理软件。从应用的台网来分又包括国家地震台网和区域地震台网的软件。
(一)人机交互单台地震分析软件
1、人机交互单台地震分析软件的主要功能
&&& (1)通过交互分析地震震相,确定地震震相数据、地震数据复核。并可以对震相数据进行修改。
&&& (2)交互单台定位事件。利用分析得到的震相数据,采用单台地震定位的方法确定地震或其它事件的位置。
(3)定位结果显示。用图形方式,在地图背景上显示震中位置。
2、“九五”NNVS-IAS人机交互单台地震分析软件
“九五”期间我国地震台用的单台分析软件是NNVS-IAS人机交互单台地震分析软件,这是运行在Windows95/98/2000环境下的专用软件,主要包含以下几个方面。
⑴ 启动,主要用来启动软件,并选择事件、打开事件数据。
⑵ 调整显示界面。
此内容包括:显示震相、
显示振幅 、显示初动
、在控制栏中改变扫描道数、 参数设置(通道参数、改变主窗口参数、设置显示通道等)、 改变主窗口中波形幅度、
单道放大窗口、 调整主窗口和放大窗口的尺寸等。
⑶ 识别震相读取初动。
此内容包括:识别震相、
量振幅、 量初动、
编辑震相、 作观测报告等
&&& ⑷ 数据编辑和处理。
此内容包括:数据的截取、
拷贝、 滤波 、仪器特性仿真、 去均值 、线性回归等。
⑸ 文件的操作。
&&& ⑹ 事件定位。& NNVS-IAS中提供了两种定位方法:单台定位和偏振面法定位。单台定位方法将使用初动振幅来计算方位角,因此用户使用单台定位时需要量出到时、振幅、初动才可以定位。偏振面通过P波的质点运动轨迹确定出方位角,因此在使用时只需量出P波到时和S波到时以及振幅。利用所计算出的方位角和由P、S震相得到的震中距,便可换算出震中经纬度。
⑺ 地图背景上的震中显示。
3、TDS软件包
另一种单台数字地震处理系统软件包,称作TDS,现已发展到4.0版,在地方政府管辖的单个地震台上得到广泛应用,为地方防震减灾做出了有益贡献。
(二)人机交互式区域台网的分析处理软件
根据区域数字地震人机交互分析处理系统承担的任务,其功能可以划分为以下几部分。
&1.事件管理
主要包括事件浏览、事件删除、数据剪辑、波形打印等;
&2.地震速报
通过引用实时检测震相数据和事件波形数据,人机交互复核震相,地震定位,实现地震参数的快速确定,满足速报需要。
3. 地震编目
地震台网的重要任务之一就是提供各种规模地震的参数、观测报告,积累地震观测记录资料。日常分析采集的数据更加广泛,由于时间比较从容,可以反复定位比较,这对于处理微小地震或记录信噪比较低的地震是十分必要的。在这种情况下,系统提供的多种定位程序就会有所帮助。
确定地震位置是地震观测的重要任务之一。地震定位的方法根据采用数据、求解方法、正演方法、地球模型等的不同可以分为许多种。例如,EDSP-IAS在交互分析系统中提供的地震定位程序主要有表1.3.5所示的几种。
表1.3.5 区域地震台网的交互分析定位软件
单台S,P震相
观测规范单、
J-B表或指定
台网内单台、
双台记录小震
多台P波震相
波阵面和视速度
方法,球面几何
远震、极远震
多台初至、续至
震相到时数据
波阵面、视速度、到
时差方法及球面几何
网外、远震、极远震,
可用深度震相计算深度
J-B表或指定
网内、外近震
基于奇异值分解
的GEIGER法
J-B表或指定
J-B表或指定
网内、外近震
遗传算法求解
最优化问题
J-B表或指定
网内、外近震
(三)区域数字地震台网中心的实时数据处理系统
数字地震台网中心实时地震数据处理系统具备以下功能:
⑴实时接收多路地震波形数据;
⑵对数字信号实时地进行地震事件检测
⑶当检测到地震事件时,自动完成震相识别和定位,自动生成事件波形数据文件;
⑷实时波形数据记录和事件波形数据记录;
⑸通过图形窗口实时显示地面运动信号;
⑹数据存储管理;
⑺系统运行管理、提供系统运行日志。
为了满足地震数据处理实时多任务的特殊性,实时地震数据处理专用软件采用SCO UNIX操作系统作为支持平台。SCO UNIX操作系统是在微机上运行的通用分时多任务操作系统,支持ICP/IP和NFS,并具备符合OSF标准的X图形窗口系统。在SCO UNIX操作系统平台上运行的地震数据处理专用系统软件,具有连续运行率高、稳定、可靠、实时性别及分布式处理等特点,系统的可维护性和可扩充性容易得到保证。
实时地震数据处理系统的软件框图参见图1.3.27,多路数据到达一个数据共享缓存区,多路实时件检测、事件判决和实时定位、实时事件数据记录、实时事件连续记录、实时波形显示、系统运行日志等任务都由缓存区去取数。
在Windows平台上也有类似的区域地震台网中心数据处理软件,例如Adapt系统。
&&&&&& 图1.3.27 区域实时地震数据处理系统的软件功能框图
(四)国家数字地震台网中心的软件处理系统
&& 国家数字地震台网中心的软件处理系统主要包括了实时处理和人机交互系统两大部分,实时处理部分与区域数字地震台网的内容相拟,这儿主要介绍人机交互系统和数据服务的内容。
1.人机交互定位系统
人机交互定位系统在国家数字地震台网中心的日常工作处理中,担负人机交互震相识别、地震定位、震相分析报告及定位结果报告产出等任务,是台网分析人员完成日常工作的交互平台,也是浏览处理地震资料,完成地震速报工作的有效工具。
分析值班人员在听到实时接收处理系统(前端机)发出的地震报警信号后,可立即在人机交互定位系统(后台机)中进行资料查看、震相数据判读等工作。然后,根据使用的震相选择相应目标函数进行地震定位,快速准确地完成地震速报任务。
人机交互平台所提供的各项功能应具备直观、实用、快速和易操作的特点,以提高速报工作效率。其功能主要有:
⑴事件波形数据浏览、查看、删除;
⑵震相数据判读、复核;
⑶人机交互地震定位、震级计算;
⑷产出震相参数和定位结果报告;
⑸震中分布地图显示(斜轴等距方位投影);
⑹具有数字带通滤波器功能。
2.人机交互地震目录处理软件
人机交互地震目录处理软件是台网分析人员编辑整理地震目录的工作平台,能方便快捷
地将地震定位结果文件中有关信息整理汇集成地震目录文件,对台网日常产出内容进行更有效的管理。人机交互地震目录处理软件的功能主要有:
⑴整理地震定位结果,形成地震目录文件;
⑵对地震目录文件进行编辑;
⑶按日期打印地震目录报告;
⑷显示地震定位结果内容及用斜轴等距方位投影方式显示震中分布图;
⑸按时间要求显示地震目录和震中分布图。
3.国家数字地震台网中的WEB网站
&&& 万维网(www,worWwid。web)是全球lnternet上提供的最著名的服务,常表示成web。 把web描述成在Internet上的全球性的、交互式的、动态的、跨平台的、分布式的和图的超文本信息系统。
国家数字地震台网中心作为台站数据的集中地以及产出数据的源头,为了快速发布地震数据,实现数据资源共享,建立了自己的网站。网址是。
1)建设站点采用了以下的软件:
&& (1)HTML语言
&考虑到有的用户会用名版本的浏览器,以及NetscapeNavigator和Microsoft Internet Explorer之间的兼容性,我们主要使用HTML3.2版提供的特性。
&& (2)JavaScript
&选择JavaSchpt作为服务器端和客户端脚本语言。JavaScript支持web应用程序的客户
和服务器端的构成件的开发。在客户机中,它可以用于编写web浏览器在web页面上下文中执行的程序;在服务器中,它可编写用于处理web浏览器提交的信息的服务器端的程序。
&& (3) HTML编辑器
为了提高网站的开发效率,使用了所见即所得的HTML编辑器:Macromedia公司的dreamweaver 3.0,这个开发工具在源代码处理、兼容性、易用性等方面具有一定的优势。
&& (4) 图像处理软件
&&& 在图像处理方面,使用了Adobe公司的photoshop5·0。由于网络速度的原因,在web上
地图多数采用jpeg或gif格式,这两种格式有效地压缩了图像的大小。
2)台网中心提供的地震数据的服务:
&&& (1)地震目录服务。
&&& ①可以使用速报查询系统对地震速报目录进行查询。地震速报目录由中国常规地震速报台网中36个速报台站的地震观测数据计算测定。提供中国大陆东部(东经105。以东地区)Ms&4·5地震数据,中国境内Ms&5·0地震数据,边境地区(境外2OOkm范围内)Ms&6·0地震数据,全球范围内Ms&7·0地震数据。
&&& ②可以使用周报查询系统对地震周报目录进行查询。全国地震周报目录由全国地震速报台网和各省(区)、直辖市地震观测台网观测结果汇集而成,以周报形式发布国内地震ML&3·0地震目录。
&&& ③可以使用月报查询系统对月报目录进行查询。全国4级以上地震月报目录由全国地震
速报台网和各省市(区)、直辖市地震台网的观测数据汇集而成。当月目录滞后两个月在网上
&&& (2)速报报告。
&&& 本栏目提供了前两年度的速报报告。
&&& (3)波形数据。
&&& 国家数字地震台网中心现在主要提供事件波形数据。数据格式为SEED格式。
&&& (4)快速CMT。
&&& 本栏目提供了地震事件的CMT解,访问需要申请用户账号。

我要回帖

更多关于 短波接收天线 的文章

 

随机推荐