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地震观测系统的网络结构
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  地震观测系统的网络结构
  一、固定台网与流动台网

  用于长期监测某一特定地区的地震活动情况,由若干个建立在固定地点的地震台和一个负责业务管理和资料处理职能的部门组成的地震台网称为固定台网。

  为了地震学和地震预报研究的需要,或在某处发生强震后,为监视震区及邻区的余震活动情况,临时架设了由若干个地震台和一个资料处理中心的地震台网。一旦已取得一批有用的记录或余震活动已趋于平静就将台网撤离.这类台网称为流动台网。

  

  二、不同尺度的地震台网

  用于监测全球地震活动性的地震台网,其尺度几乎跨越全球。典型的是美国在60年代初建立的世界标准地震台网(WWSSN)。该台网由100余个分布在全球的地震台和设在美国本土的业务管理部门组成。

  在我国早已建成由24个基准地震台组成的国家级地震台网,其尺度跨越全国。用于监测全国的基本地震活动情况。

  为了监测省内及邻省交界地区的地震活动性,我国绝大多数省份均已建成由十余个至数十个地震台组成的区域地震台网。跨度一般约为数百千米。

  有些省内的地区或一些大型的工矿企业,如大型水电站,为了监测本地区的地震活动性,建成由几个或十余个地震台组成的地方地震台网,跨度一般约在十余千米至几十千米间。

  

  三、单台组网的管理和数据处理中心

  上述的全球的、国家的、区域的和地方的地震台网,在业务上对地震台作统一管理,处理地震台产出的地震数据和资料,其结果将远比单台处理的精度高。因此这些台网都有一个起组网作用的管理和数据处理中心。该机构的主要职能是:对各台进行业务指导、设备维修、技术管理;汇总、分析和处理各台邮寄来的数据和资料;定期或不定期出版、发行和交换处理后的地震目录、地震观测报告和各种印刷物,供地震学家们研究使用。例如,国家地震局地球物理所九室就是一个对全国基准地震台起组网作用的机构。在各省地震局或地方地震部门内也均设有类似职能的部门作组网工作。

  

  四、遥测台网

  近20余年来,随着地震学和地震预报研究以及大震后快速响应等工作的进一步开展,对地震观测工作提出了愈来愈高的要求。上述的那些由单台组成的台网,在某些方面已有所不足,故在许多国家中,使用近代多项高新技术的成果建立了许多不同尺度的遥测地震台网。这类台网将分散的各地震台上地震信号,使用各种数据传输方法实时传输至记录处理中心。计算机组成的数据系统作快速的集中处理,并以电信号的形式存储所有的地震信号和处理结果,供日后在处理用。因仅须传输地震信号,故地震台可做到无人值守。这就为地震台址的最佳选定提供了很大的方便。计算机系统快速集中处理实时传输来的地震信号,可迅速获得满意的处理结果。为在短时期内掌握大地震前的前震活动情况、快速进行大地震各项参数的速报、快速决策抗震救灾工作、余震监测、震后趋势判断和强余震预报等工作提供了基本数据和资料。我国自1966年邢台地震后,近30年来,已在全国建立了六个区域遥测地震台网和十余个地方遥测地震台网。为我国的地震观测、地震学和地震预报的研究作出了贡献。

  

  五、遥测台网联网

  一些已建成的遥测台网,因尺度不大,对发生在网边的地震,处理结果有时不十分理想。为此将在地域上靠近的多个遥测台网用各种数据传输手段联网,相互交换地震信号或处理结果就可将发生在某台网网边的地震变成联网后组成的大台网内的地震。可在很大程度上提高地震参数的测定精度。目前我国已建成将北京、天津、大同、太原、临汾、邯郸、郑州、呼和浩特和嘉祥等九个遥测台网联网组成一个华北地震台网联网。其跨度约有1000余千米。在西南,将成都和昆明及西昌遥测台网,用租用电话线路及无线电相互交换传输各自六个地震信号的方式联网,建成了跨越约为2000千米的川滇遥测地震台网联网。

  

  六、地震台阵

  在世纪50年代末60年代初,一些研究用地震方法侦察和爆炸的国家,在地震观测中参用了当时地震勘探中已使用多年的测线法。建立了一些地震台阵来提高远震的检测和定位能力。

  早期地震台阵中的地震计是按规则几何图形在空间布设的。当各点的干扰不相关的情况下,把每个地震计输出的地震信号延时组合后,其输出信号的信噪比可比单台输出的高。假如有N个地震计,则组合后输出信号的信噪比比单台输出可提高N1/2倍。在利用地震计在空间分布的坐标位置,可测定出地震波到来的方向即方位角,而后用走时曲线的慢度定出震中距。美国在小型试验台阵运转后所得到结果的基础上于60年代在本土上蒙大拿州建立了一个由500余个架在浅井内的地震计组成的大孔径地震台阵Lasa台阵。运转多年后取得了大量的观测资料,发表了许多有价值的文章和资料。但由于不能完全达到设计时的预期效果,而且常维护该台阵的费用却相当巨大,因此在70年代后期,该台阵就开始缩小规模直至最后停止运转。

  随着观测研究工作的深入发展,指出只要在地质构造均匀地区,不按规则几何图形布设的地震计输出的远震信号,在初动到达后一小段时间内其形态是大体相同时,这就为用台阵数据处理方法处理普通台网的输出信号提供了基础。瑞典地震学家巴特利用现成的瑞典地震台网(其尺度比美国的大孔径地震台阵约大10倍)的信号延时组合后,使输出信号的信噪比比单台信号提高了二倍。从而改善了远震P波到时读数的准确度,比较可靠地对P波初动方向识别,震源方向的测定精度也有所提高。

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