地震观测技术PDF电子书下载

目录 1

第一章 地震波与地震观测 1

第一节　地震和地震波 1

1.1　地震现象 1

1.2　地震的定量描述 3

1.3　地球介质 4

1.4　地球的分层结构 7

1.5　地震波的传播路径 8

1.6　地震体波和面波 12

第二节　地振动与地震观测 14

2.1　地振动的多种来源 14

2.2　地震波引起的地振动 15

2.3　地震观测的目的 17

2.4　地震观测的对象 18

2.5　信号与噪声 19

2.6　地震观测数据 20

第三节　地震观测的应用 21

3.1　通过地震观测认识地震本身 21

3.2　通过地震观测认识地球 21

3.3　地震观测与大地震速报 22

3.4　地震观测与地震预测 22

3.5　地震勘探 24

3.6　地下核爆炸监测 27

3.7　水库地震监测 29

3.8　核电站安全地震监测 30

第四节　地震观测系统的基本单元 30

4.1　地震信号拾取 30

4.2　地震信号传输 32

4.4　地震信号处理 34

4.3　地震信号记录 34

4.5　简单的地震观测系统 35

第五节　地震观测系统的网络结构 36

5.1 固定台网与流动台网 36

5.2　不同尺度的地震台网 36

5.3　单台组网的管理和数据处理中心 36

5.4　遥测台网 36

5.5　遥测台网联网 37

5.6　地震台阵 37

第六节　模拟观测与数字观测 37

6.1　地震信息的记录状态 37

6.2　模拟观测的特点与适用性 38

6.3　数字观测的特点与适用性 38

6.4　地震观测系统中模拟量与数字量的相互转换 38

第七节　地震观测系统的定量描述 38

7.5　地震观测系统的标定 39

7.4　地震观测系统特性的定量控制 39

7.1　传递函数 39

7.3　放大倍数与系统灵敏度 39

7.2　幅频特性和相频特性 39

第八节　地震观测技术的发展趋势 40

8.1 国际潮流 40

8.2　我国地震观测技术的现状 41

8.3　我国地震观测技术的发展趋势 42

第九节　全国地震观测系统的创建 42

9.1 自力更生建设中强地震台网 42

9.2　中苏合作建设基本台网 43

9.3　发展新技术建设区域台网 43

9.4　利用地震观测技术为国防服务 44

第十节　全国地震观测系统的发展 45

10.3　地震数据处理的计算机化 46

10.2　地震通讯网络的建立 46

10.1　地震观测台网的现代化建设 46

10.4　观测仪器的技术改造 47

10.5　仪器标定实验室的建设 47

第十一节　全国地震观测系统的软件研制与地震基本参数测定的研究 48

11.1　观测系统软件的研制 48

11.2　地震基本参数的测定研究 48

11.3　中国及其邻区地震波走时表的研究 50

11.4　地震资料的整理与交换 50

第二章　地震信号拾取技术 52

第一节　拾震器的工作原理和固有周期 52

第二节　拾震器的幅频特性和相频特性 62

第三节　换能器 63

3.1　动圈型换能器 63

3.2　电容换能器 66

第四节　拾震器的捡拾能力和换能输出 67

第五节　短周期拾震器 69

5.1　DS-1型短周期拾震器 69

5.2　DS-2型短周期拾震器 72

5.3　65型短周期拾震器 72

第六节　中长周期和长周期拾震器 74

6.1　KS-1型中长周期拾震器 74

6.2　基式中长周期拾震器 76

6.3　763型长周期地震仪 78

第七节　拾震器参数的测量方法 79

7.1　直线型拾震器活动部分质量的测定 80

7.2　旋转型拾震器的折合摆长l0和转动惯量JS的测量 80

7.3　固有周期的测定 81

7.4　阻尼DS、中肯电阻RaS和电压灵敏度SSO的测定 81

第八节 力平衡式拾震器 84

8.1　伺服式拾震器的工作原理 85

8.2　几种反馈比例微分放大线路 87

8.3　STS-1型宽频带拾震器 90

第九节　井下地震计及其安装调试 92

9.1　深井地震观测系统 92

9.2　仪器安装 96

9.3　深井地震计的总装、联试 98

第三章　地震信号记录系统 101

第一节　墨水笔绘记录 101

1.1　积分放大器 101

1.2　记录笔电机 104

1.3　记录器的机械推动与传动 108

1.4　DJ-1型记录器 109

1.5　KJ-1型记录器 110

1.6　768记录器 110

2.1　熏烟笔绘记录 111

1.7　BSL-1B、BSL-3型便携式记录器 111

第二节　其他类型的笔绘记录 111

2.2　热敏纸笔绘记录 112

第三节　电流计光记录 112

3.1 电流计的结构及其工作原理 112

3.2　记录器 118

3.3　保证记录质量的技术措施 118

第四节　地震信号的模拟磁带记录 119

4.1　直接记录法 119

4.2　调频法 121

第五节　数字磁带记录 124

第六节　由计算机产出的数字记录 128

6.1　磁带 128

6.2　磁盘 128

7.1　缩微 132

第七节　地震图资料的缩微化 132

7.3　地震图的缩微化要求 133

7.2　缩微技术的特点 133

7.4　中国地震图的缩微库建设 135

第四章　地震信号遥测技术 138

第一节　地震信号遥测 138

1.1　遥测技术 138

1.2　地震信号的遥测 138

第二节　无失真系统 139

第三节　模拟地震信号遥测 141

3.1　多路遥测信号 141

3.2　频分多路遥测 141

3.3　频率调制 142

第四节　调频系统中的噪声 144

5.1　多路调频地震信号遥测设备基本参数 145

第五节　调频地震信号遥测设备 145

5.2　PTY-8系列地震遥测设备基本原理 146

第六节　数字地震信号遥测 146

6.1　数字化地震信号遥测的实现 146

6.2　采样定理 147

6.3　信源和信道编码 148

6.4　采样、量化、编码及译码 149

6.5　码型变换 150

第七节　二进制数字信号的调制与解调 151

7.1 幅移键控（ASK） 151

7.2　频移键控（FSK） 152

7.3　相移键控（PSK） 153

7.4　多相位调制 154

第八节　数字地震信号遥测设备 155

8.2　数字地震信号遥测设备 156

8.1　数字地震信号遥测系统的基本参数 156

第九节　有线信道 157

9.1　地震信号遥测信道 157

9.2　有线信道 158

9.3　载波电路和载波机 158

9.4　数字电话信道 160

第十节　无线电信道 162

10.1　超高频及微波信道 162

10.2　超短波信道设备 166

10.3　微波信道设备 167

10.4　卫星通讯信道 169

10.5　短波（HF）信道 170

第十一节　地震遥测信号的中继和中转 173

11.1 模拟地震遥测信号的中继和中转 173

11.2　数字信号的中转 176

第五章　地震台站、遥测台网和台阵 178

第一节　地震台站建设 178

1.1 台站选择 178

1.2　仪器房与记录室建设 180

第二节　有人值守台站仪器设备 182

2.1　配备仪器的原则 182

2.2　基本仪器设备 182

2.3　辅助设备 183

第三节　地震观测的日常工作 183

3.1　对时 183

3.2　脉冲监视标定 184

3.3　记录换纸 184

3.4　记录图印章加盖与标注 184

3.5　观测资料的处理 184

3.8　有人值守地震台站观测设备的维护 185

3.7　观测质量的自检 185

3.6　仪器标定 185

第四节　模拟遥测地震台网 186

4.1　遥测地震台网概述 186

4.2　遥测地震台网的作用 186

4.3　遥测地震台网的基本组成 187

4.4　遥测地震台网技术管理基本要求 187

4.5 台网测定范围的基本估计 188

4.6　遥测地震台网的布局 190

第五节　遥测地震台的选择与建设 190

5.1　遥测地震台的选择 190

5.2　遥测地震台的建设 191

5.3　进线、地线及防雷 194

第六节　遥测信道的选择与测试 195

6.1　有线信道（包括有线中继信道） 195

6.2　无线信道（包括无线中继信道） 196

第七节　遥测地震台网中心 199

7.1　台网中心的选址 199

7.2　台网中心的建设 200

第八节　遥测地震台网主体设备安装、维护要求 201

8.1　遥测地震台的设备及安装 201

8.2　台网中心主要设备及安装 202

第九节　遥测地震台网观测系统运行与维护 203

9.1　台网运行的可靠度 203

9.2　遥测地震台网观测系统的电平图 206

9.3　遥测地震台网的维护 209

第十节　遥测地震台网数据采集处理系统 210

10.1　遥测地震台网数据采集处理系统 210

10.2　数据采集及事件检测 212

10.3　震相识别 214

11.1　记录图纸的处理 215

第十一节　台网记录的日常处理 215

11.2　数字化数据处理 216

11.3　地震基本参数测定 216

11.4　地震速报 217

11.5　地震目录和地震报告 217

第十二节　流动遥测地震台网 217

12.1　流动遥测地震台网的要求 218

12.2　流动遥测地震台网的组成 218

12.3　流动遥测地震台网的布设 219

第十三节　地震台阵 220

13.1 概述 220

13.2　地震台阵的基本组成 221

13.3　地震台阵的基本类型 221

13.4　地震台阵与地震台网 226

14.2　地震台阵记录的基本特征 227

14.1 地震台阵数据处理的基本目的和基本方法 227

第十四节　地震台阵数据处理方法和处理系统 227

14.3　简单延时相加处理 230

14.4　台阵的响应特性 232

14.5　台阵记录信号的扫描聚束 234

14.6　台阵数据处理系统 234

第六章　数字地震观测台网基础 235

第一节　我国数字化地震台网 235

1.1　数字地震学（定量地震学） 235

1.2　中美合作CDSN台网和中国数字化地震观测系统 235

第二节　数字地震观测台网的技术构成 237

2.1　地震观测部分 237

2.2　数据传输部分 239

3.1　数据格式的选择 240

第三节　我国数字地震观测台网的主要系统参数确定 240

2.4　电源供给 240

2.3　数据管理 240

3.2　系统幅频特性 241

3.3　去假频滤波器及其实现 241

3.4　上限频率和采样率 242

3.5　实时传输数据形成 243

3.6　数据压缩 244

3.7　时间服务 244

第四节　甚宽频带数字地震观测系统 245

4.1　台网布局的设计 245

4.2　台站记录范围和幅频特性 245

4.3　记录大地震完整波形能力 246

4.4　系统的主要技术指标 246

4.5　总体技术构成 247

4.6　甚宽频带地震计 247

4.7　台站数据处理 248

4.8　台网数据处理 250

第五节　区域数字地震台网 252

5.1 台网的布局及任务 252

5.2　系统的主要组成 252

5.3　传输方式 253

5.4　字长和采样率 254

5.5　传输数据帧格式 254

5.6　主要技术指标 255

5.7　数据处理流程 256

5.8　数据处理系统的硬件 257

第六节　中美合建中国数字地震台网（CDSN） 257

6.1 设计目标 258

6.2　台网概况 258

6.3　CDSN数据采集系统 260

6.5　CDSN台站设备系统的传递函数 263

6.4　数据采集系统技术特征 263

7.1 短周期传感器系统的安装与标定 272

第七节　CDSN台站观测工作 272

7.2 宽频带传感器系统的安装与标定 274

7.3　信号灵敏度的测试 275

7.4　CDSN台站数字地震仪操作规程 278

第八节　新的中国数字地震台网（NCDSN）台站系统 280

8.1 概况 280

8.2　NCDSN台站系统设备配置 280

8.3　GTSN数据处理（DP）软件系统 285

8.4　NCDSN台站地震分析软件（ARS） 286

第九节　CDSN数据管理中心 288

9.1 中国数字地震台网（CDSN）数据管理中心 288

9.2 数据管理中心（DMC）的常规工作 291

9.3 中国地震数字台网资料的国际交换 292

1.1 对时间服务精度的要求 293

第七章　时间服务与系统标定 293

第一节　地震观测对时间服务的要求 293

1.2　对时标信号的要求 294

第二节　对时方法与对时精度 296

2.1　有关对时基础知识 296

2.2 人工对时 298

2.3 自动对时 298

第三节　时间服务系统的组成 299

3.1　接收机 299

3.2　守时钟 301

3.3　接收机与时钟的选择 303

3.4　几种常用的接收机和时钟 304

第四节　光记录地震仪的标定 306

4.1 短周期地震计光记录微震仪的标定方法 306

4.2 基式中长周期（电流计光记录）地震仪的标定方法 311

4.3 763型长周期（电流计记录）地震仪的标定方法 315

第五节　地震观测系统的扫频标定 318

5.1　分段标定法 318

5.2　一次标定法 319

5.3　振动台标定法 321

5.4　输入计算机的电压灵敏度标定 321

第六节　地震观测系统的脉冲信号标定 321

6.1　脉冲信号标定 321

6.2　傅立叶变换法脉冲信号标定 322

6.3　阶跃脉冲标定的日常作用 328

6.4　数字地震观测系统的标定 329

第八章　地震记录分析 331

第一节　各类地震波震相 331

1.1　地方震震相 331

1.2　近震震相 332

1.3　远震震相 335

1.4　深震震相 339

1.5　短周期面波震相 341

1.6　长周期面波震相 342

第二节　地震图上的干扰 343

2.1　脉动干扰 343

2.2　车辆振动干扰 343

2.3　大风干扰或雷电干扰 344

2.4　爆炸干扰 344

2.5　滑坡干扰 346

2.6　核爆干扰 346

第三节　识别震相的方法 348

3.1　单台判别震相的方法 349

3.2　多台对比法 349

3.3　判别震相 352

3.5　研究未知震相的基本方法 355

3.4　单台分析极远震的三条要领 355

第四节　台站震相分析要求 356

4.1 对短周期地震仪（BGK、62型、DD-1等）的震相分析要求 356

4.2　对中周期地震仪（SK、DK-1）和长周期地震仪（763仪）的 356

震相分析要求 356

4.3　震相标注要求和用章规定 357

第五节　震相分析与误差 357

5.1　观测数据的误差 357

5.2　残差和方差 358

5.3　数据处理中的有效数字 358

5.4　有效数字的计算法则 359

5.5　计算机引起的有效数字的损失 359

1.1　震源定位历史 360

1.2　几何作图法 360

第一节　定位方法概述 360

第九章　地震参数的测定 360

1.3　定位计算法 361

第二节　单台定位 367

2.1　几何作图法 367

2.2　挂图方法 368

2.3　球面三角法 369

2.4　乌尔夫网球极平面投影法 371

2.5　乌尔夫网子午面投影法 372

第三节　台网定位 374

3.1　直接交切定位 374

3.2　球极平面投影法 375

3.3　波阵面法 377

3.4　乌尔夫网多台方位交切法 378

3.6　震中轨迹法 379

3.5　乌尔夫网交切定位 379

3.7　震源轨迹法 380

第四节　震级测定 381

4.1　周期和振幅的测定 381

4.2　近震震级ML 381

4.3　用尾波持续时间测定的近震震级MD 382

4.4　体波震级测定 383

4.5　面波震级的测定 389

4.6　矩震级标度 389

4.7　各种震级之间的换算 389

第五节　震源机制的测定 391

5.1　震源模型 391

5.2　震源机制参数图解 392

5.3　测定震源机制参数的P波初动方法 392

5.4　解析计算P波初动解 399

5.5　其他断层面解法 400

5.6　由震源机制解推测地震断层面错动类型 401

第六节　震源物理参数的测定 401

6.1　地震矩 402

6.2　震源尺度 410

6.3　应力降△σ 412

6.4　错距？ 413

第七节　介质Q值测量 413

7.1　介质Q的定义 413

7.2　在频率域中求Q的简单原理及方法 414

7.3　用小地震初动半周期Tr求Q值 415

7.4　用尾波求Q值的方法 415

1.2　近震与地方震定位程序BLOC86 421

1.1　台网数据处理内容 421

第一节　区域地震台网的数据处理 421

第十章　地震台网的数据处理 421

1.3　区域地震台网产出数据的汇集与编辑 422

第二节　遥测地震台网联网的数据处理 423

2.1　联网思路 423

2.2　联网数据处理的内容和产出 424

2.3　原始数据的汇集与合成 424

2.4　数据处理方法与处理软件 425

2.5　联网数据的共享和新产出 426

第三节　全国地震基本台网的数据处理 427

3.1　数据处理的内容和产出（月报、年报） 427

3.2　原始数据的汇集与合成 428

3.3　数据处理方法与处理软件 428

4.1　地震速报概况 430

第四节　大地震速报 430

3.4　国际资料交换 430

4.2　关于地震速报水平评估 433

4.3　大震速报常用定位方法 434

第五节　编辑单台地震观测报告 440

5.1　单台地震报告的格式和要求 440

5.2　地震五日电报 445

5.3　单台地震速报的产出 446

5.4　速报数据的编报 448

第十一章　利用地震观测数据进行地震预报 450

第一节　概述 450

1.1　地震学地震预报方法的科学思路 450

1.2　地震学地震预报方法对观测数据的要求 451

1.3　地震学地震预报方法对地震台网的基本要求 451

1.4　地震预报中存在的一些疑难问题 452

第二节　利用地震活动时空强参数的预测方法 453

2.1　地震空区 453

1.5　地震学地震预报的发展方向 453

2.2　地震条带 454

2.3　区域地震活动迁移和集中 456

2.4　b值和分维 457

2.5　地震活动的增强与平静 459

2.6　前震与前兆震群 460

2.7　地震窗 462

第三节　利用地震物理参数的预测方法 464

3.1　地震波速比 464

3.2 品质因子Q和应力降△σ 466

第四节　地震预报专家系统 466

4.1　专家系统的基本概念 466

4.2　地震预报专家系统的基本结构 467

4.4　地震预报专家系统的推理方式 468

4.3　地震预报专家系统的知识结构 468

4.5 目前地震预报专家系统的应用效果 469

第十二章　地震台站台网的技术管理和技术保证 470

第一节　台站台网建设与验收 470

1.1 台网建设阶段应注意的事项 470

1.2　台网验收阶段管理 471

第二节　台站台网的行业管理 472

2.1 台站台网的观测技术规范 472

2.2　地震观测技术系统行业管理办法 473

2.3　地震观测标准化工作 474

2.4　地震监测设施和地震观测环境保护条例 475

2.5　用系统科学的思想管理台网 476

第三节　地震台站台网的观测质量评比 477

3.1　概述 477

3.2　各类评比办法 478

4.1　概述 479

3.3　规范与评比办法的关系 479

第四节　台站台网的技术档案管理和人员培训 479

4.2　台站台网档案和资料的管理 480

4.3　台站台网观测资料交换 480

4.4　上岗培训 481

4.5　在岗培训 481

4.6　台站台网管理人员培训 482

第五节　台站台网的供电设施 482

5.1 电源种类和常用电源设备 482

5.2　供电方式及要求 485

5.3　常用供电方式及交、直流供电自动切换 485

5.4　电源线电源保险选用 487

第六节　台站台网的接地和避雷装置 488

6.2　对地线及接地的要求 488

6.1　概述 488

5.6　漏电保护器 488

5.5　交流电源用闸刀、开关保险管（丝）和插座的正确连接 488

6.3　雷电进入的途径 490

6.4　常用避雷措施 490

第七节　台址的环境保护 492

7.1　概述 492

7.2　台址观测环境的确定 492

7.3　台址观测环境的监测 492

7.4　台址观测环境的保护措施 493

第八节　自身干扰 493

8.1　布局不合理引入的干扰 493

8.2　电台干扰 494

8.3　观测系统设备之间的相互干扰 494

8.4　地震计和信号传输线引入干扰 495

参考文献 497