地震观测基础知识

区域电信传输地震台网观测分析处理系统(768工程)
1975年启动六大区域电信传输地震台网建设 国家地震局于1976年8月发出[76]震发台字第043号 文《关于组织电信传输地震台网专用仪器设备试制 攻关小组的通知》，决定地震部门派出44名技术人 员参加仪器设备试制攻关小组。在该文中正式明确： 为简化名称，今后电信传输地震台网专用仪器设备 的试制生产任务简称为768工程。
地震观测基础知识
地震观测发展情况
我国地震观测以模拟 观测为主：
400多有人值守台站 200个区域遥测子台
我国数字地震观测 迅速发展：
1000个数据传输台站 200套应急流动观测设备 600套科学观测台阵
CDSN
1960
1970 1980
1990 2000
模拟观测台网
数字地震观测起步 数字观测快速发展
768工程的主要功能
能为中长期、短期，特别是临震预报快速提供连 续可靠的地震前兆和测震观测数据，并能对这些 数据进行快速自动处理，提供给分析预报人员， 为及时地作出地震预报意见提供依据。 国内外一旦发生破坏破坏性地震后，在震波掠过 整个台网的观测点后十分钟能快速地、较准确地 初步定出所发生地震的基本参数，并提供完整的 地震记录。 给地震预报的研究工作提供有关的基本数据和资 料。
768型编码遥控及标定器 数传机
768数字化地倾斜仪
三分向短周期地震计（地 面） 数字化地电仪 数控X-Y绘图仪
数字化核子旋进磁力仪
多路模数、数模转换器
三分向中长周期地震计 三分向中强震地震计 数字化气温、气压、湿度 测量仪
768数字化水氡仪
768数字化地应力仪 多路数字化地震遥测设备 无线数字传输设备
768工程是我国模拟地震观测的顶峰
768技术系统采用了国内外先进技术，自行设计和 研制了多种专用设备和专用软件。在国内外地震 观测系统中居先进地位，技术上有独到之处。
768技术系统是根据我国大震速报和地震预报工作 的需要研制的，具有多种观测内容，系统功能也 比较完善。观测内容既有测震、又有前兆。测震 的短、中、长周期和各种放大倍数配套齐全。
–釆用了768工程的成熟技术 –主要承担京津唐张地区的地震速报、预报和震
情监视
全国地震数据库
数字地震观测
“八五”期间：数字地震观测技术系统科技攻关研 究 “九五”期间：中国数字地震观测系统建设
–国家数字地震台网（ 48个台站） –20个区域数字遥测地震台网（267个台站） –100套流动数字地震仪 –首都圈数字遥测地震台网（107个台站）
768工程研制的专用设备
PTY-8地震遥测设备
延时慢速模拟磁带机
768型单路无线遥测设备 768型自动换纸墨水记录器
三分向短周期地震计（井 下）
脉冲调幅调频地震遥测设 备
768型晶体数字钟站
地震前兆遥测设备
SZ3磁带回放定位装置 地震数据予处理设备（开 关量输入） 地震井下信号电缆
768地震触发器
768技术系统在我国有可靠的技术基础。
768工程研制的设备不仅主导了我国此后近二十年 的模拟遥测地震台网设计、建设与运行，它创建 的总体联调与考核运行模式一直影响到我国的数 字地震台网工程的实施。
全国地震数据分析处理系统（837工程）
全国大震速报系统
–全国范围超大孔径数字化地震台网
京津唐张地震数据传输和处理系统
《地震台站观测环境技术要求》 GB/T 19531-2004
台基噪声水平分级 观测点与干扰源之间的距离 台基噪声测试与计算
干扰源
Ⅲ级（含Ⅲ级）以上铁路 县级以上（含县级）公路
飞机场 大型水库、湖泊
海浪 采石场、矿山
最小距离km
Ⅱ级环境地噪声台站
硬土和砂砾土
基岩
2.00
2.50
1.30
1.70
3.00
NHNM J.Peterson 1993
环境背景噪声（包 括海洋噪声）主要 表现为面波，其幅 度随深度呈现指数 衰减的特点。
德国Gorleben附近在地表（上）和井下300米处（下）的噪声记录所得的速度功率谱密度
在地表以及井下不同深度的地震计阵列所得到 的短周期地震噪声记录（左）和信号记录（右）
5.00
10.00
15.00
20.00
20.00
2.50
3.00
最小距离比例系数
其他级别环境地噪声台站
Ⅰ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
2.00
0.80
0.60
0.40
Байду номын сангаас
2.00
0.80
0.60
0.40
2.00
0.80
0.60
0.40
3.00
0.10
0.04
0.02
8.00
0.20
0.10
0.05
2.00
0.80
0.60
0.40
体波 近地震波勘探
非均匀性 各向异性
全球地震活动性 地方地震活动性
影响地震观测的环境因素
台站背景噪声
–地震观测台站的背景噪声限制了台站地震观测能 力的提高
–风、寒潮、海浪、交通运输、人和动物的活动等
地球背景噪声谱
–美国USGS的J.Peterson及其研究小组观测和研究 了全球正常地球背景噪声，确定地球高噪声新模 型NHNM和地球低噪声新模型NLNM
重型机械厂、岩石破碎机、
火力发电厂、水泥厂
2.50
3.00
2.00
0.80
0.60
0.40
一般工厂、较大村落、 旅游景点
大河流、江、瀑布
“十五”期间：中国数字地震观测网络
地震观测的目的和任务
为大震速报和快速响应提供实时观测数据和依据 实现动态监测震情，为地震预报提供基本信息 监测地下核试验 为地震学基础研究提供基础数据
全球每年发生地震的数量
现代地震学的频率范围， 以及有关研究对象的带宽 和动态范围。
自由振荡 地震面波
地核 地幔
768工程的七大分系统
地震前兆观测分系统 地震观测分系统
三分向短周期、中长周期、长周期、中强震
无线传输地震观测分系统 数字化地震观测分系统
具有前放、滤波、瞬时浮点增益控制的多路数字化地震遥测设备
电子计算机数据处理分系统
快速初定地震基木参数、常规处理、遥控和标定
遥控和标定系统 供电系统
太阳电池供电装置、大容量空气电池
J.Peterson 1993
海拉尔地震台(CDSN)台基噪声谱 （J.Peterson 1993）
白家疃地震台(CDSN)台基噪声谱 （J.Peterson 1993）
乌鲁木齐地震台(CDSN)台基噪声谱 （J.Peterson 1993）
地 球 噪 声 模 型
NLNM J.Peterson 1993