地震观测仪器进网技术要求烈度速报与预警观测仪器.pdfVIP

《地震观测仪器进网技术要求烈度速报与预警观测仪器》 编制说明 1、制定的必要性 近年来，我国在地震烈度速报与预警技术研究与示范应用方面取得了重要进 展。在国家科技支撑项目“地震预警与烈度速报系统的研究与示范应用”支持下， 研发了地震预警、烈度速报、地震参数自动速报、大震烈度速报等四大系统，并 在福建省和首都圈地区进行了试验示范。“国家地震烈度速报与预警工程”已进 入立项评审阶段，可行性研究正在有序推进。工程拟利用 5 年左右时间建成由 5000 余个地震台站组成地震烈度速报与预警系统，实现全国范围地震烈度速报 和覆盖华北地区、南北地震带地区、东南沿海地区和新疆西北部地区的地震预警， 将显著提高我国的地震监测能力。 地震烈度速报与预警系统包括强震动信号观测和宽频带微震信号观测，涉及 多个层次的震动观测仪器：地震烈度仪、加速度计、宽频带地震计和数据采集器。 即将建设的“国家地震烈度速报与预警工程”新建和改造的地震观测台站较多， 需要装备大量的观测设备。 在国家地震烈度速报与预警工程中，所有专业观测台站，包括基准站和基本 站，均计划配置加速度计。目前存在的问题主要是：不同生产厂家生产的加速度 计性能相近，但标准不统一，不能直接代换。行业标准 DB/T 10 －2001 对加速度 传感器的主要技术性能和功能要求作了规定，其中部分技术指标，如灵敏度、测 量范围等列出了可选项，频率响应缺少误差控制，输出信号允许单端和平衡差分 两种方式，这些因素虽然在技术上是合理的，但在应用中将导致符合行业标准但 存在差异的不同加速度计不能直接代换使用，应用于“国家地震烈度速报与预警 工程”，将对系统的运行维护带来运行参数维护的技术复杂性、备机储备的多样 性等困难，导致维护技术要求的提高和维护成本增加。 宽频带地震计应用于国家地震烈度速报与预警工程中的基准站。目前存在的 主要问题是：参数离散性大，导致每个观测台站都要维护自己的传递函数和灵敏 度参数；接口连接器和信号定义不一致。这些因素不仅影响观测质量的提高，也 对台站建设和运行维护产生影响。目前我国测震观测系统中应用较多的有港震公 1 / 18 司的 BBVS-60 （120）、英国 Guralp 公司的 CMG-3ESPC 等国内外厂家生产的宽 频带地震计。这些地震计均采用了位移换能力平衡反馈技术，输出信号与地动速 度成正比，观测频带典型值为 0.0083Hz～50Hz（甚宽频带），或者 0.0167Hz～50Hz （宽频带），其中低频拐点频率只与反馈电路参数有关，与机械摆参数几乎无关， 且低频端的频率特性呈现为典型的 2 阶高通特性。由于测震观测中的实际观测频 带在长周期频段远远超出了所用宽频带地震计的低频端拐点频率，在应用测震数 据时，常常需要进行传递函数扣除，对低于地震计低频拐点频率频带的记录信号 进行校正。另外，该类型地震计还具有摆锤零位监控信号输出——实际上是从反 馈环中引出的另一个具有严格传递函数的长周期加速度观测量，只是一般应用 中，由于该信号输出受环境温度变化影响较大而不作为观测信号进行记录，超宽 频带地震计，例如 STS-1、JCZ-1 ，则作为LP 信号进行记录；在地震计控制方面， 这类地震计大多具有四项控制功能：锁摆、开锁、摆锤平衡位置调零、标定信号 电路通断控制。因此，对位移换能力平衡反馈宽频带地震计来说，在 1mHz 至 40Hz 的主要观测频带内规定地震计频率特性的标准值是可行的，统一地震计的 观测参数和控制方式也是合理的，如此，则可实现具有等同性能不同来源的宽频 带地震计的直接互换，将降低未来国家地震烈度速报与预警系统中测震台站维护 的技术复杂性和备机的多样性，减轻测震台站维护的负担。 远震观测和区域地震观测的要求有所不同。远震观测一般由台间距较大的、 长周期地震波记录能力更好的台站承担，对宽频带地震计的长周期噪声和稳定性 有更高的要求。区域地震的观测侧重于地方微震，宽频带地震计的长周期噪声的 要求可以放宽一些，以降低设备费用和台站建设费用。因此，根据不同的用途对 宽频带地震计提出不同的技术要求，更能够适应应用需求。在行业标准 DB/T22 —2007 中，对地震计的技术要求没有进行分级，对地震计低频端的频率特性要 求也没有提出确定的参数。因此，有必要为国家地震烈度速报与预警系统测震台 站建设制定宽频带地震计的技术要求。 “国家地震烈度速报与预警工程”涉