新万博电子竞技方位角90(反向:倾角0

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  震源参数测定 --软件和方法 高景春 2005.9 一、目的 “九五”期间,在河北省的中北部(含京津地区)建成了包含有107个台站的首都圈数字遥测地震台网,并已于2002年投入正常运行。首都圈台网全部采用了24位的数据采集器,作为一个区域性的台网,其投资之大、台站密度之高在国内是首屈一指的。但目前台网的数据处理和产出还停留在相对比较低的水平,只能产出常规的三要素地震目录(发震时刻、震中位置、震级),如何充分利用这些宝贵的资料是当前急待解决的问题。 提取出地震孕育和地球内部介质状态信息,以加深对地震发生过程的了解,推进数字地震资料的应用。 提供一个适用于区域台网的实用化的工具 程序 主要功能 波形数据显示、人机结合拾取震相到时和振幅 地震定位、计算震级 波谱分析、计算震源参数 运行环境 PⅢ以上的PC计算机; 内存256M以上; 显示器分辨率在1024×768以上; Microsoft Windows XP/2000操作系统。 安装 运行安装光盘上的ISDP-setup.exe 设置环境变量 目录结构 Bin 存放matlab 发行包的动态链接库文件 Cfg 存放配置文件 Data 存放临时波形数据文件 Fft 存放傅立叶变换的中间结果文件 Fig 存放单台图形文件 Response 存放台站场地响应文件 Result 存放震源参数结果文件 程序说明—输入输出 ISDP.EXE 人机交互波形分析 地震定位等 EQ_MOMENT.EXE 计算记录谱、扣除仪器响应和噪声 计算观测震源谱 拟合理论震源谱(既求出Ω0和f0) 由Ω0和f0求出M0、Δσ、r 输入: 214.SED 输出: 1 result\214.moment 震源参数计算结果文件 2 result\214.jpeg 拟合震源谱图形文件(JPEG格式) 参数文件 Network.xml model.dat Cfg\medipar.dat cfg\cal_se.cfg response\*.site 数据格式协议--XML简介 XML称做可扩展标示语言(eXtensible Markup Language),是从SGML(Standard Generalized Markup Language, 通用标识语言标准)所衍生出来的一种简化格式,是用来描述网络上的数据内容和结构的一种标准,XML继承了SGML具有的可扩展性、结构性及可校验性,但免除了SGML的繁复,从而使SGML的优秀品质能方便而直接地被用在系统开发上。 严格地说,XML本身不是一个单一的标示语言,它是一种元语言(meta-language),可以被用来定义任何一种新的标示语言。像HTML之类的传统标示语言,是用来定义某一类文件的格式,以便于展示或列印;而XML则是可以用来创造类别文件的格式定义,也就是在XML之中可以创造出很多不同的标示语言,用来定义不同的文件类别。 XML是一种界定文本数据的简便而标准的方法。可以使用自己喜爱的编程语言来创建任何一种数据结构,然后同其他人在其他计算平台上使用的其他语言来共享。X M L的标记用来说明你所描述的概念,而属性则用来控制它们的结构。所以,可以定义自己所设计出的语法并同其他人共享。 数据格式协议--XML简介 XML具有如下特性: 可扩展性:在XML中,用户能够根据需要,自行定义新的标识及属性名,以便更好地从语义上修饰数据。 结构性: XML的文件结构嵌套可以复杂到任意程度,能表示面向对象的等级层次。 可校验性: XML文件可以包括一个语法描述,使应用程序可以对此文件进行结构确认。 开放性:XML能够在不同的用户和程序之间交换数据,而不论其平台如何。 台网参数的XML描述—network.xml ?xml version=1.0 encoding=GB2312? NETWORK STATION CHANNEL /CHANNEL /STATION /NETWORK 树型结构。 文件中元素名和属性名的大小写敏感,在编辑修改时一定要注意大小不能错,缺省元素名全部大写,属性名的第一个字母大写 network.xml文件中的属性及其含义 元素 属性名 含义 NETWORK Name 台网代码 Version 参数的版本号 Discrip 对台网的简要描述 STATION Net 台站所属台网的代码 Sta 台站代码,一般是中文名拼音缩写 Cname 台站中文名称 Sname 台站数字编码 StaType 类型,3C-3通道,6C-6通道 Lat 经度 Lon 纬度 Coordsys 坐标系 Elev 高程(KM) MType 井下或地面 TransmitType 传输类型,DDN、卫星等 Ondate 生效日期 Offdate 失效日期 CHANNEL Cha 标准通道标示符 LocID 位置标示 Hang 从北顺时针方向以“度”为单位表示的方位角 Vang 从地平线向下以“度”为单位表示的倾角 SampleRate 采样率(SPS) PAZ Snum 级序列号 Iunits 输入信号单位 Ounits 输出信号单位 Sfactor 归一化因子 Sensitivity 灵敏度 Nzero 零点个数 Npole 极点个数 标准通道标示符使用了3个字母对测地震通道命名,遵循SEED格式中的约定。第一个字母是频带代码,常用的有:B表示宽频带,S表示短周期;第二个字母指定传感器所属家族,其中H表示高灵敏度地震仪,A表示低灵敏度的加速度计;第三个字母是分向代码,Z代表传统的垂直分量,E代表传统的东西分量,N代表传统的南北分量。 方位角和倾角描述了仪器灵敏轴的方向,与轴同方向运动的为正。传统的仪器摆放方位有: Z—倾角-90,方位角0(反向:倾角90,方位角0)。 N—倾角0,方位角0(反向:倾角0,方位角180)。 E—倾角0,方位角90(反向:倾角0,方位角270)。 ZERO元素中第一列数是零点的实部,第二列数是零点的虚部。POLE元素中第一列数是极点的实部,第二列数是极点的虚部。 model.dat 地壳模型 vp_vs 1.71 crust 33 vp 5.98 vel_layer 3 hight 15 speed 5.7 hight 18 speed 6.51 hight 0 speed 8.01 地壳介质参数文件 CFG\medipar.dat Vsp vs Q0 ALFA H 8.0 3.5 353.1 0.38 33.0 Cfg\Cal_SE.cfg #a b 0.6312 9.0 台站场地响应文件 RESPONSE\台站代码.site 京唐港台的场地响应文件名是:JTG.site 文件共97行,表示97个频点的台站场地放大因子,第1个数对应的频点是1.176Hz,最后一个数对应的频点是19.02Hz,频点间隔0.196Hz. 结果-震相文件 存储在波形文件所在的目录下,5.pha 2003 4 23 21 46 1.31 发震时刻(年,月,日,时,分,秒) 117 36.98 39 22.01 16.1 0.8 1.0 0.17 2 天津塘沽 4.04 经度(度),经度(分),纬度(度),纬度(分),深度(Km),震中误差(Km),震源深度误差(Km),残差(秒),位号,参考地名,ML震级 4 LUT 芦台 SHZ PG - i 2003 4 23 21 46 4.44 10.51 -0.07 0.00 0.00 3.89 权重,台名,台站代码,震相名,初动方向,清晰度,到时的年,月,日,时,分,秒,震中距(Km),走时残差,最大振幅,周期,Ml震级 4 LUT 芦台 SHN SG N N 2003 4 23 21 46 6.70 10.51 -0.07 0.00 0.00 3.89 4 LUT 芦台 SHE SME N N 2003 4 23 21 46 9.14 10.51 0.00 43.80 0.28 3.89 4 LUT 芦台 SHN SMN N N 2003 4 23 21 46 9.18 10.51 0.00 33.05 0.24 3.89 4 HAG 汉沽 SHZ PG N N 2003 4 23 21 46 5.56 20.67 -0.09 0.00 0.00 0.00 结果 1 result\503.moment 震源参数计算结果文件 地震日期 发震时刻 经度 纬度 Ml震级 零频幅值 拐角频率(HZ) 地震矩(N*m) 应力降(MPa) 震源半径(m) 零频幅值残差 214601.31 39.42 117.67 4.0 447.48 3.60 5.53e+014 5.11 361.78 250.57 参加计算台站数: 7 BET DOH DOT EWZ LUT TAH ZUH 2 result\503.png 拟合震源谱图形文件(png格式) 3 单台地震波图形文件和记录谱图形文件 各单台的噪声图形文件、地震波图形文件和记录谱图形文件存储到fig子目录下。 单台噪声图形文件的扩展名约定为“台站代码.noise.png”, 单台地震波图形文件的扩展名约定为“台站代码.wave.png”, 单台记录谱图形文件的扩展名约定为“台站代码.spec.png”。 比如波形文件名为5.evt,陡河台的噪声图形文件、地震波图形文件和记录谱图形文件分别命名为:5.DOH.noise.png、5.DOH.wave.png、5.DOH.spec.png 地震波图形文件 记录谱 初步计算结果示例 求零频幅值和拐角频率的方法 单台人机结合量取,再求平均 多台合成震源谱,再人机结合量取 采用一种最优化的方法多台拟合 计算步骤 地震波形 读取到时、定位、形成参数文件 傅式位移谱:“S窗”、FFT、扣仪器响应和噪声 挑选信躁比较高的台站 扣除几何衰减和非弹性衰减得到各个台站的观测震源谱 拟合理论震源谱(既求出Ω0和f0) 由Ω0和f0求出M0、Δσ、r S窗长的确定 “S窗”定义: 从S波开始到包含90% S波总能量的时间段 首都圈数字地震台网1200余条记录 地震定位方法 --盖革法 地震定位:根据台站对地震到时的观测资料反演震源的空间坐标和发震时刻 早期:几何作图法为主 目前:基于计算机技术的数值算法 盖格(1912)将高斯―牛顿法用于求解地震定位问题,最早盖格提出的是测定震中经纬度和发震时刻的方法,后被扩展到同时测定震源深度 盖革法目前仍然是最广泛应用于计算机求解地震定位问题的方法,这里只叙述其最一般的原理 hypo71,hypo81,bloc86 LeeWHK,StewartSW. principles and applications of micro earthquake networks(中译本) 近震: 震中距小于1000Km的地震 ,一般来讲不超过几百公里 常见的震相是直达波(PG和SG)、绕射波(Pn和Sn)、反射波(P11和S11) 初值测定 修定 计算步骤 计算过程出错怎么办? 确认安装是否完整, \isdp\bin\win32是否存在 把环境变量前移 如果还不行,把\isdp\bin\win32中的所有文件拷贝到\isdp里面 ELEV 单位 km Sps 100 or 50 2005.9.12下午 增加SN震相 参加计算震源谱的台站可选择。鼠标左键点击台名,可以改变该台站是否参加震源参数计算。台站名后加“**”表示该台站不参加计算。 合并目录的BUG Eq_moment.exe 解决山西的台站代码长度不固定的问题 2005.09.13 手册的修改 P35 lat 纬度 lon P37 最后一个数对应的频点是20Hz P45在计算过程中如果某一台站的S窗记录谱小于噪声谱,该台站将自动被舍弃。 理论震源谱 ω平方模型(brune,1970) 目标函数 多台拟合求Ω0和f0: 在Ω0,f0的可能取值范围里,进行迭代计算,使ε达最小,即求得Ω0,f0 最优化算法--遗传算法 由Ω0和f0求地震矩M0、应力降Δσ、震源半径r V为地震波(S,Lg 或P波)的速度,ρ为介质密度。新万博电子竞技 为震源辐射图像因子对S波和Lg波,取为 * * 首都圈地区台站分布图 震源 台站记录 基本原理 地震记录所包含的信息--时间域表达式 地震记录所包含的信息--频率域: 传播路径衰减项包括几何扩散的弹性衰减及非弹性衰减(Q值) 场地响应 仪器传递函数 噪声 体波: 面波: (1) 对应直达波衰减 (2) 对应于转换带,直达波和Moho面上的反射波 (3) 对应多个反射、折射波的衰减 式中:b1=1,b2=0,b3=0.5,R01=1.5H,R02=2.5H H是地壳厚度

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