高压直流输电对地电场观测影响特征分析

随着我国“西电东送、南北互供、全国联网”基本战略的实施,多条高压直流输电线路投入运行,对地电场观测造成的干扰愈显突出。为此,总结了全国地电场台站受高压直流输电干扰特征和规律,从统计意义上概括典型干扰形态,包括方波、尖峰和方波+尖峰3种,其中以方波为主,占比约65.5%。通过理论推导,结合干扰实例,探讨了不同干扰形态产生的原因及影响机理,认为在近接地极区域表现为方波形态,在线路中心区域表现为尖峰形态,在二者重合区表现为方波和尖峰的组合形态。对比同一线路不同干扰事件,分析了干扰特征和台站与高压线路的相对位置、与接地极距离、影响区域地下结构等因素的关系,为识别和判定此类干扰提供了依据。

点源干扰源定位方法及其在地电场观测中的实际应用

我国地震地电场观测时的漏电干扰问题会影响到观测质量和地震监测效能。针对这一实际问题,本文提出了点源干扰源定位方法。该方法首先建立地表点源对地电场观测影响模型,根据模型计算点源对地电场观测的干扰幅度,然后求解干扰源相对于中心电极的位置。将定位方法应用于高邮地震台和汉王地震台实际干扰源排查工作中,定位结果与实际干扰源位置基本一致,测区外干扰源定位误差小于2%,测区内干扰源定位误差小于20 m,并对影响计算误差的因素进行了分析。两个台站的实际应用表明:本文提出的定位方法为地电观测实践中查找点源漏电干扰源提供解决方案,能够有效地定位点源干扰源位置,提高干扰排查效率。

DCY-Ⅰ型地电场仪的工频干扰抑制机制

为更好地抑制工频干扰对观测信号的影响,在分析工频干扰的来源、分类及其对观测的影响等基础上,对比分析常用的工频共模与工频串模干扰抑制方法,并在DCY-Ⅰ型地电场观测仪器的设计中采用过采样与多级数字滤波等方法抑制工频串模干扰,采用两级浮地的方式抑制工频共模干扰,对工频干扰起到了很好的抑制效果。

GEF-Ⅱ地电场仪的研制及应用

地电场观测是地球物理场观测的一种重要手段。利用ARM与FPGA技术研制了新型GEF-Ⅱ地电场观测仪,该仪器包括多通道数据采集、数字信号处理、控制与服务等几部分,具有输入阻抗大、测量精度高、短路噪声小的特点,实现了地电场的连续、自动测量,满足地震监测预测研究的需求。自2017年以来,该系统已广泛应用于我国地震监测台网中,为地震监测预测和科学研究提供了可靠的观测数据。

地电阻率多极距观测系统及试验研究

目前,我国用于地震前兆监测的地电阻率观测系统大部分都是单一极距的,这种观测方法在实际观测中普遍存在着地电阻率季节性变化的现象,这种季节性变化与地震异常变化一起叠加在观测值中,给地震异常的识别和判定带来了一定困难。而解决这一问题的有效途径就是进行地电阻率的多极距观测。本文介绍了采用ZD8MI电阻率多极距观测系统在山丹地震台的试验观测情况,该系统是最新研制的、专用于地震前兆监测的地电阻率多极距观测系统。一年多的台站试验观测和反演结果表明,浅层电阻率的变化相对较大,而深层的相对变化较小,因此利用多极距观测系统进行不同层位的地电阻率观测,对排除干扰和识别地震前兆信息显得尤为重要,是地电阻率观测技术发展的一个趋势。

地震地电阻率交流观测方法及观测实验

介绍地震地电阻率交流观测的原理及方法、观测系统的要求及主要技术指标,并在受地铁干扰严重的江宁台进行实验观测。初步观测结果表明,该系统观测结果与直流观测结果相当,能满足台站实际观测需求,同时达到抗干扰目的。证明采用交流供电方法进行地电阻率观测,能够在较强干扰背景下获取较高的信噪比,很好地抑制城市地铁、轻轨以及其他因素引起的电磁干扰。

中国电磁监测试验卫星工程研制进展

中国电磁监测试验卫星工程项目于2013年正式批准立项,卫星预计于2017年8月发射入轨,设计在轨运行5年,这是我国地震立体观测体系的第一个专用天基平台.本文简要介绍了电磁卫星工程设计和卫星工程六大系统的功能与任务,并对卫星系统和应用系统的研制情况予以阐述.目前,已基本完成卫星平台和有效载荷设计初样阶段的研制,将于2016年6月转入正样研制阶段.应用系统基础平台的建设工作按计划进行,将在卫星发射前半年开始试运行,以确保电磁监测试验卫星数据的有效应用.

频率细化技术在超低频/极低频电磁信号检测中的应用

离散快速傅里叶变换算法在频谱分析中得到了广泛的应用,这种算法得到的计算结果是在整个频段上的频谱信息.在一些应用中,需要了解的仅仅是某一窄带内的频谱精细结构,要求频谱的分辨率较高.而要得到一个较高分辨率的频谱,直接采用快速傅里叶变换计算则会导致参加快速傅里叶变换运算的数据点数的增加,从而引起计算量和存储量的急剧增大,这样,快速傅里叶变换算法就不能满足要求了.本文介绍了基于复调制的频率细化技术的原理及其在超低频/极低频电磁接收机研制中的应用,阐述了采用这种技术如何实现高分辨率频谱的计算,并给出了理论数据和实际观测数据的计算结果.

相关检测在甚低频电磁信号检测中的应用

介绍了在甚低频电磁接收机研制中如何利用有关软件以相关检测方法来检测甚低频电磁信号的幅度信息,并给出了理论和实际的检测结果。

SLF/ELF电磁接收机研究及观测试验

大功率、人工源的超低频/极低频电磁波技术已经成为当今国际地球物理学界瞩目的一个新兴研究领域,采用此方法计算获得的地下介质电性结构具有很高的精度和稳定性,特别适用于地震预测等需要精确观测数据的研究。在中国,从20世纪90年代末开始,开展了基于大功率人工源超低频/极低频技术的方法研究,也开展了该方法在地震监测领域的应用研究,然而对于适用于地震监测应用的观测系统的研究进展比较缓慢。文中介绍了专门用于地震监测应用的超低频/极低频电磁接收机的研发,详细说明了仪器的硬件系统组成、主要技术指标及其关键技术。试验观测结果表明该仪器能满足目前0.1～300Hz频段人工源电磁信号观测的需求。

垂直电场观测试验及数据初步分析

地震发生前的电磁异常现象已被地面、卫星等多种观测手段观测到.目前,我国已经建成了100多个水平地电场观测台站,然而对于垂直电场的观测仍是一个空白.自2009年4月开始,在甘肃天祝地震前兆科学台阵的红沙湾、黄羊川、松山建立了3个垂直电场观测试验站,进行垂直地电场的试验观测,在我国专门的垂直地电场观测试验研究尚属首次.通过近1年的观测试验,取得了有价值的观测资料.从数据的初步结果来看,垂直电场的日变化形态清晰,黄羊川和松山观测数据的日变幅度在16 mV/km左右,红沙湾观测数据的日变幅度在8 mV/km左右;垂直电场日变化周期的主要成分是24小时的全日波,其次是12小时周期的半日波.

自适应噪声消除器在地电场观测数据处理中的应用

在地电场和电阻率同场地观测的台站,地电场观测必然会受到地电阻率观测人工供电的干扰,尤其是当地电场观测的采样率提高到1次/s以上时,这种干扰更是无可避免,而且不易消除。该文阐述了应用自适应噪声消除器对受种干扰的地电场观测数据进行处理,消除观测数据中的干扰噪声,从而获得地电场真实信号波形。对实际观测数据的处理结果表明,采用此方法可以很好的消除秒采样地电场观测数据中地电阻率供电产生的干扰。这种方法还可用于消除其他观测方法中存在的有规律的干扰。

曲线拟合法在地电场资料处理中的应用

地电场和电阻率同场地观测时,电阻率观测会干扰地电场的观测数据发生大幅度变化.本文主要探讨通过曲线拟合的方法消除这种干扰及其它随机干扰,并给出了对实际观测数据处理的结果.

井下地电阻率观测中装置系数的计算——以天水地震台井下观测为例

面对日趋严重的环境干扰问题,我国已有多个地震台开展井下地电阻率观测试验,以减少或消除场地中出现的各种干扰影响,这些观测试验中一般采用较短极距的四极观测装置。在四极地电阻率观测装置中,由于装置系数与电极位置及电流在空间的分布有关,因此井下地电阻率观测的装置系数不能以电极在地表的方式计算,而应针对不同的观测装置情况,以半无限空间、全空间或者不完全全空间的方式计算。本文以甘肃省天水地震台井下地电阻率观测为例,详细说明了各种不同装置情况下装置系数的计算方法,期望能为今后井下地电阻率观测提供有益的帮助。

Development of geo-electrical meter based on networking

Further development of earthquake equipments is closely associated with that of computer technology. Because Embedded PC104 module has the equivalent functions of PC,it has been widely used in recent years,and can provide a new and flexible hardware design environment,but its applications in observation instruments of earth-quake precursor are rare. The present paper introduces in detail the realization of a networked geo-electrical meter by applying the low price,high reliability embedded PC104 industrial computer.

我国井下地电阻率观测技术现状分析

地震地电阻率前兆观测在中国开展了近50年,各种电磁干扰以及一些与地震无关的地表覆盖层电性结构变化一直影响着地电阻率观测,特别是近年来,电磁干扰越来越严重,为了抑制和减小电磁干扰和环境因素的影响,多个台站开展了试验性的井下地电阻率观测。通过对我国目前开展井下地电阻率观测台站的调研,总结了观测中成功的经验和存在的问题,并在此基础上,对井下观测装置技术的各个环节,提出相应较合理的技术措施。

中国电磁卫星工程计划进展

地震预测目前仍是困扰全世界地震科学家的一个难题。其中主要原因，一是地震孕育、发生的机理仍不清楚，二是观测技术的限制。卫星具有覆盖全球范围、提供更多的震例研究经验以及实时监测地震前动态变化信息等特点。卫星观测与地面观测系统相结合，能形成天地一体化的立体观测系统。中国目前正在开展“中国地震电磁卫星工程计划”（CSES）。第一颗用于地震试验监测的试验卫星预期2014年底发射。本文简要介绍了中国电磁卫星计划的研究现状、相关的地而廊用系鲚诗计以及下犀平台和彗荷的枯术指标．

山西省典型前兆台站(网)通信集成方式及通信控制软件研究

在山西建设的中国地震局“中国数字地震观测网络”典型示范工程,内容包括山西省区域前兆台网中心、临汾中心地震台、太原中心地震台和夏县地震台的建设和改造,10多种新研制的网络化前兆观测设备在这些台站安装并试运行。本文就山西典型示范工程建设的实际工作,阐述了几种典型前兆台站的通信集成方式,以及相应的软件实现方法,可供今后“十五”工程中其他前兆观测台站的通信集成和集成软件的研究工作借鉴。

甘肃省地震数据资料处理实用软件研制

介绍了一套应用软件系统。该系统的应用能使甘肃与全国各省交换的地震前兆资料以及省内各手段、各测项所需的资料自动检索、转发和查错处理。这样，既减少了人工环节，降低了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。

地电阻率观测中地铁杂散电流特征

在对地铁杂散电流产生机理的讨论的基础上,定量计算了地铁运行时杂散电流在地电阻率观测中所呈现的影响幅度,结果表明地铁杂散电流传播范围可以达到几十甚至上百千米。通过对城市周边的北京通州、天津青光、宝坻、塘沽、江苏江宁和辽宁新城子等六个地电阻率观测台站观测到的该类信号的研究,分析了其幅值、主要频率范围以及空间分布特征,结果表明该类信号的幅值从几mV至几十mV不等,与源距关系密切,周期主要集中在50—200 s范围内,在分析地震异常前兆信号时该类信号可使信噪比降低10—30 dB左右,其相对方差最大超出标准20倍左右。根据地铁运行时杂散电流传播的特征,本文提出了几种压制该类信号的措施,为识别地震前地电阻率异常信息及排除噪声提供依据。