大祥地倾斜台数字观测资料特征分析Word文档下载推荐.docx
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图1大祥地倾斜台新建仪器室平面图
图2新建仪器基台施工图
三、SSQ-2I型数字石英水平摆运行情况及其观测资料特征分析
2009年3月底SSQ-2I型数字化石英水平摆观测系统在大祥地倾斜台安装完毕，同年6月通过省局专家组验收。
试运行9个月后于2010年1月1日正式投入运行并产出资料，同时纳入省台网。
SSQ-2I型数字水平摆倾斜仪采用双吊丝悬挂的石英水平自由摆接收地倾斜信号，当地面发生倾斜时，摆杆绕旋转轴偏转，偏转量被电涡流传感器变成电压信号输出，经放大，滤波以后，由数据采集器实时采集存储，再通过网络接口与计算机进行数据通信。
SSQ-2I型数字传输石英水平摆倾斜仪分辨率高、动态范围大、抗干扰能力强，实现了定时、定量全自动操作。
SSQ-2I型数字水平倾斜仪技术指标
分辨力
优于0.0005角秒
动态范围
大于80dB
零漂率
≤2秒/年
非线性度
≤0.8%F.S
量程
≥2角秒
数据存储
10～15天分钟值数据（根据使用的通道数而定），掉电保护
全自动标定
标定重复性优于1%、年稳定性优于95%、幅度≥0.03角秒。
目前，从该系统2年多的观测资料来看，该仪器的观测系统故障率低、运行状态良好，观测精度高、产出资料稳定、可靠。
通过对分钟值曲线、整点值曲线进行查看，仪器观测曲线光滑、连续，能够清晰地记录到地倾斜固体潮的日变化，下面给出2011年4月16日双向分钟值曲线图（图3）和2011年7月份整点值曲线图（图4）。
图3大祥地倾斜台数字观测2011年4月16日分钟值曲线图
图4大祥地倾斜台数字观测2011年7月整点值曲线图
图5大祥地倾斜台数字观测2011年整点值曲线图
从大祥地倾斜台2011年整点值观测数据（图5）看，仪器运行稳定，故障率低，全年除4月底东西向因静电导致电涡流传感器转换数据失败外，仪器未出现其他故障。
对2011年全年的整点值观测数据调和分析处理，只重点计算潮汐因子和潮汐因子误差2项调和分析计算结果（见表1）。
从表1计算结果可以看出，仪器潮汐因子变化基本稳定，其中，EW向潮汐因子年均值在1.9177，NS向潮汐因子年均值0.4144，潮汐因子误差东西向误差2.7%，NS向误差8.4%。
经分析，造成误差偏大的主要原因有：
大震干扰（如3月日本9.0地震干扰）、台站周边建设工程干扰、降雨干扰等因素。
表1邵阳地倾斜台数字观测2011年整点值调和分析结果表
时间
潮汐因子
绝对误差
EW向
NS向
2011年1月
1.8980
0.4045
0.0155
0.0208
2011年2月
1.9661
0.4467
0.0199
0.0454
2011年3月
1.9446
0.7317
0.0462
0.5764
2011年4月
2.0036
0.3470
0.0347
0.0519
2011年5月
1.7154
0.4084
0.0381
0.0561
2011年6月
2.0763
0.3946
0.0333
0.0411
2011年7月
1.9502
0.4056
0.0416
0.0409
2011年8月
1.8523
0.2235
0.0373
0.0632
2011年9月
1.8037
0.3839
0.0252
2011年10月
1.9624
0.4210
0.0282
0.0235
2011年11月
1.8267
0.4040
0.0219
0.0233
2011年12月
2.0136
0.4020
0.0507
0.0255
四、主要干扰因素分析
因台站处市区、距资江近的特殊地理位置，自1992年建立模拟观测台以来，台站的干扰因素就较多。
通过十多年的模拟观测分析，台站主要存在热形变（见图6）、降雨、地面载荷变化等干扰因素。
对2年多的数字观测资料进行分析，台站数字化改造后，热形变干扰已经消除，但气象干扰、周边建设工程施工与地面载荷变化干扰仍然存在。
图62002年7月15～16日模拟观测和2011年7月15～16日数字观测对比图
从图6我们可以看出，模拟观测资料在12:
00～19:
00出现鼓包，为热形变干扰。
而2011年7月15～16日，天气为晴，气温高达37℃，从这两天的数字观测资料看，热形变干扰不明显。
数字化改造后，仪器抗干扰能力增强，消除了模拟观测时一直存在的热形变干扰。
气象干扰在地震地形变前兆观测中是一种很典型普遍的干扰现象。
气象干扰因素主要有降雨、狂风、下雪等因素，而降雨又可分为持续性降雨、大雨和暴雨。
持续性降雨干扰反映在曲线上为脉动状、趋势性缓慢变化，大雨、暴雨、狂风、气候突变干扰则表现为缓慢及突变型拐折变化、分钟值毛刺较多等特征。
图7即为2011年1月10日～11日受狂风、下雪干扰的分钟值曲线图，
图7大祥地倾斜台2011年1月10日～11日分钟值曲线图
近两年，因城市建设发展，台站周边建设工程较多，台站东边有东方明珠、人大宿舍楼，南边有宝庆府邸、中央和盛等高层建筑先后施工、竣工，大型机械设备作业、移动频繁，地面载荷变化较大，其干扰主要表现在趋势性缓慢变化。
图8为2011年12月2日～3日分钟值曲线图，从图中我们可以看出，18点至次日凌晨1点，数据干扰严重。
其主要原因是2011年12月2日，距台站东偏北约20米处，市委办
和谐苑高层建设工程进场施工，因处市委内，工程主要是夜间施工。
图8大祥地倾斜台2011年12月2日～3日分钟值曲线图
结合雨量图和台站观测日记及周边建设工程施工情况，对2011年日均值曲线进行分析（如图9）：
降雨对EW向日均值有很明显的干扰，降雨多的月份（如3、4月
份、6月份）出现峰值；
建设工程施工也有明显干扰，特别是对NS向干扰严重，表
降雨干扰
市委办和谐苑工程施工干扰
施工干扰
现为观测数据向一个方向漂移。
图9大祥地倾斜台2011年日均值及雨量图
五、映震能力分析
在模拟观测时，大祥地倾斜台就能记录到太平洋地震带上的7级左右地震。
台站数据化改造后，由于SSQ-2I型数字化仪器精度提高，频带较宽，采样率为分钟采样，记录到的地震和异常信息更为丰富，映震能力明显优于模拟观测。
数字观测能清晰记录到全球大部分6级以上地震和国内5级以上地震，且对一些地震波周期长的地震，能清晰记录到地震的全过程，并能在震前记录到相关的震兆信息，如阶跳、掉格、长周期干扰、曲线毛刺变化等。
但由于该台数字化运行时间较短，资料的年变规律不明显，对在记录中出现的异常图像，是干扰还是震兆信息，缺乏对比，尚不能完全确定。
目前，只能从仪器本身、台址条件、人为因素等方面逐一排除，分析总结各种异常与地震的关系。
图10为2011年3月10日记录到的2时16分日本本州东海岸近海6.2级、2时44分日本本州东海岸远海岸6.1级地震和5时22分日本本州东海岸近海6.2级、5时24分新不列颠地区6.3级、5时24分日本本州东海
岸近海6.8级地震，以及12时58分云南盈江5.8级地震。
图10大祥地倾斜台2011年3月10日分钟值曲线图
图11大祥地倾斜台3月11日分钟值曲线图（日本9.0级地震）
图12大祥地倾斜台2011年9月2日分钟值曲线图（福克斯群岛7.2级地震）
震前阶跳
图13大祥地倾斜台2011年10月14日分钟值曲线图（新几内亚6.7级、俄罗斯6.6级地震）
六、结论与讨论
从SSQ-2I型数字石英仪2年多运行的情况看，仪器灵敏度高、稳定性好，重复标定的次数很低，对干扰和大震后恢复稳定的时间短，不仅能清晰记录到固体潮汐变化，而且能记录到地震时地震波的变化，能清晰记录到全球6级以上地震和国内5级以上，与模拟观测比较，具有如下优点：
（1）SSQ-2I型数字水平摆的记录采取计算机实时连续记录，自动化标定，通过前兆信息处理系统、远距离快速传输，利于资料的共享及地震前兆短临信息的捕捉，分析人员可随时对观测数据进行处理。
提高了观测精度，减少了像模拟观测那样人工标定、换相纸、读数带来的干扰和误差。
（2）SSQ-2I型数字化水平摆具有较宽的频带范围，记录的信息量大，能清晰记录震前、震后效应，全面反映了地倾斜的变化。
与模拟记录相比，能观测到更多的异常，尤其是短临信息。
（3）SSQ-2I型数字化水平摆抗干扰性能好，消除了模拟观测时一直存在的热形变干扰。
但周边建设工程施工造成的干扰与观测资料的相关性，有待进一步研究。
（4）SSQ-2I型水平摆能在震前记录到相关的震兆信息，出现阶跳、掉格、长周期干扰、曲线毛刺变化等，但由于数字化观测记录的时间相对较短，异常与地震的对应关系及表现形式，需在今后更长的一段时间进行研究总结。
参考文献
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