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小波极大值方法及其在电磁异常信号提取中的应用 总被引：2，自引：2，他引：0
小波极大值法作为一种数据挖掘技术已经受到关注,并在地震科学研究领域开始进行应用研究。它能在长时间的观测数据中快速提取出不同时间、不同频率的有关异常信息。文中介绍了如何应用小波极大值法提取电磁场异常信息,即利用连续小波变换计算小波系数,计算各尺度小波系数的极大值,结合表征信号奇异性的Lipschitz指数分析异常的真实性,进而研究极大值在时间分布上的特点或规律,捕捉有关的电磁异常现象。利用该方法对2013年4月20日四川芦山7.0级地震后35d的连续观测的电磁场数据进行了分析,发现存在3次电磁场异常,探讨了这些异常可能与地震活动性之间存在的关系。尽管用这种方法尚不能确定发现的电磁场异常现象与地震有某种特定的关系,但是证明了小波极大值方法在连续观测数据中提取电磁异常现象的有效性。 相似文献
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2009年利用大功率人工源极低频电磁技术(CSELF)在位于华北、华南、东北、西北和西南的12个地震台站和几个流动观测点进行了连续30天新的观测试验.结果表明,利用CSELF技术可以在1700 km之外测量到人工源电磁场信号,计算得到的电、磁场功率谱密度和视电阻率与天然源信号相比,抗干扰能力更强,观测信号更稳定,特别有利于识别和捕捉地震等诱发的电磁异常现象,在地震预测监测中具有很大的研究应用潜力.试验还发现,各地震台站和流动测点观测的CSELF信号的强度,与台站或者测量的电、磁场分量相对于发射源的距离、方位有明显的关系;发现在离开发射源的相对近区,场强随距离的衰减,比在相对远区更快;发现接收磁场信号比电场信号较易获得更高信噪比的数据. 相似文献
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众多研究结果表明,大地震前数小时至数十小时在电离层有低频电磁信号异常现象,所以,电磁方法对地震短临预测工作非常重要.自从1983年Larkina发表了对INTERCOSMOS-19卫星经过地震区域时记录数据的处理分析结果,发现震前和震后几十分钟至数小时内甚低频VLF(3～30kHz)电磁信号增强,可与陆基观测一起对电磁场和电离层进行立体监视,使地震电磁信号异常研究工作和地震短临预测工作进入了一个新的发展阶段. 相似文献
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地震前几周、几天、几小时甚至几分钟,电磁场的强度、相位或者谱密度等将发生异常变化,电离层的电子、离子浓度和温度等会发生异常扰动,这些现象的出现向人们发出地震即将来临的信号.这些现象不仅在地面可观测到,在卫星上也能观测到,它们在确定异常现象发生的地点和时间等方面具有各自的优势,把两种观测相结合,对异常信号进行立体监测,是实现地震预测预报的发展趋势.至今,对地面观测已经进行了大量的研究和实践,利用卫星进行观测近几年刚刚开始,但已经显示了它监测地震异常的独特能力,引起各方面的高度重视,成为各国建立立体预警系统不可缺少的组成部分.本文重点介绍利用卫星等观测空间电磁异常现象的研究结果. 相似文献
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开展天地一体化地震观测是目前推动地震短临科学研究取得突破的重要途径之一。以卫星观测为主要手段的空间对地观测技术是实现对我国及临区进行地震电磁效应高精度、大范围和大动态连续观测的有效途径,并且为地震短临预报开创空基监测的新思路。地面传输系统是连接地震电磁卫星各应用系统之间的重要桥梁和纽带。它的科学设计是地震电磁卫星项目建设的基础。本文拟从国内外发展现状、系统建设指导思想、系统组成、链路功能描述、系统运行性能指标等方面对我国即将建设的地震电磁卫星地面传输系统进行简要分析介绍,从而为地震电磁卫星地面传输系统初步设计的完成提供一个基本框架。 相似文献
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泽仁志玛 刘大鹏 孙晓英 杨艳艳 赵庶凡 颜蕊 张振霞 黄河 杨德贺 王婕 楚伟 王桥 许嵩 胡云鹏 林剑 谭巧 黄建平 鲁恒新 郭峰 周娜 李文静 申旭辉 《地球与行星物理论评》2023,(4):455-465
张衡一号电磁卫星是中国地震立体观测体系的天基观测平台,其科学目标是获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子数据,对中国及其周边开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪,弥补地面观测的不足,探索地震监测预测新途径.张衡一号电磁卫星系列的第一颗试验卫星于2018年2月成功发射,现已在轨稳定运行4年多;第二颗同类电磁卫星将于2023年6月左右发射.在轨测试、交叉定标工作表明张衡一号电磁卫星具备良好数据质量.在科学产出方面,张衡一号卫星全球地磁场参考模型是全球地磁场参考模型（IGRF）构建一个多世纪以来,唯一由中国科学家牵头且唯一采用中国数据制作的全球地磁场参考模型;基于张衡一号的电离层电子密度3D模型很好地重现了电离层结构特征;张衡一号电磁卫星在地震等自然灾害、空间天气事件监测方面显示出了良好的响应能力;在圈层耦合机理方面,关于地震电磁波跨圈层传播全波计算方法能够计算出岩石圈-电离层波导及电离层中的电磁场变化,证实了张衡一号卫星电磁场载荷探测地震低频电磁异常的能力.张衡一号卫星能够反映岩石圈的地震、甚低频发射站、岩石圈磁异常、大气层的闪电等活动.科学研究结果表明张衡一号电磁卫星与其它观测结果一致... 相似文献
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汶川5.12大地震发生后,在武都汉王地震台及其附近地区布置了2个大地电磁测深点,进行了两期余震序列的地震电磁效应连续监测,共观测到Ms4.0及以上的余震事件35次.通过与汉王强震台的地震记录数据中15个强震记录比较发现,与地震波相对应的地震同震电磁信号存在于所有的电场和磁场记录分量中,它们与地震波到达同步.地震破裂发生时的电磁辐射信号在记录数据中相比地震波达到观测点的电磁信号幅度要小得多,无法从观测数据识别出来.通过分析对比地震位移和同震电磁信号的关系,提出了地震电磁同震信号产生的地震波驱动机理,认为观测系统在地球基本磁场中随地面运动产生了地震同震电磁信号,并从观测的地震振动位移和电磁信号进行了验证. 相似文献
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本文利用地下电偶极子产生的电磁场模型, 尝试模拟和推算地震前地面电磁台站观测数据所需震源深度处等效电偶矩。 结果显示, 在观测频率为1 Hz, 地下平均电导率取7.0×10-4 S/m 时, 2008年汶川MS8.0地震前电磁异常高潮期, 距离震中1440 km 的高碑店台NS测向观测到1.3 mV/m的电场强度所需震源深度处等效电偶矩量级为1013A·m; 若考虑地震主破裂长度150 km, 则产生的地电流量级为108 A。 同时, 这一等效电偶源在地面产生电场的2D分布图显示出很强的方向性(或不均匀性); 信号强度和电流源方向存在着密切的关系, 且电磁场值随观测距离增大而衰减迅速。 这部分地解释了地震相关电磁异常信号的方向性(或不均匀性)的观测事实; 如果观测点位于非强信号区, 即使在有效的探测范围内也可能记录不到异常信息, 这对地震监测台网仪器选址和布置提出了要求, 具有现实的指导意义。 相似文献
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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。 相似文献
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中国地震电磁监测试验卫星张衡一号(ZH-1)已于2018年2月2日成功发射,正在开展卫星数据在轨测试,并对卫星数据质量进行判定.本文对ZH-1卫星2018年5月至6月夜侧的VLF频段电场功率谱数据进行了分析.通过分析位于不同L值、具有不同发射频率的多个VLF人工源上空的卫星重访轨道观测数据,发现ZH-1卫星记录的人工源信号电场变化标准差与DEMETER卫星记录电场变化标准差几乎一致,说明ZH-1卫星观测数据具有较好的稳定性.通过重访轨道均值与全波模型计算结果对比,发现两者在数值上较为接近,在形态上较为一致,说明ZH-1卫星VLF频段电场功率谱数据具有一定的可靠性.此外,研究了VLF人工源上空及共轭区的电场分布特征和电波传播规律,并与DEMETER卫星的结果进行了对比,结果表明VLF人工源产生的电磁辐射穿透电离层后以导管或者非导管的哨声波模向共轭区传播,因为传播过程中的朗道阻尼,共轭区的电场能量比辐射源顶空更小.VLF人工源位于L1.5时,电磁波传播更容易发生非导管传播,VLF人工源信号导管传播模式在共轭区的电场响应相对于共轭点会发生一定程度北向偏移. 相似文献
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CNEM08一I电扰动仪的开发与研制 总被引：1，自引：0，他引：1
基于当代地震电磁扰动有关理论,地震临震前会引起地下电磁场发生变化,电磁扰动观测在地震监测预报工作中能够发挥较好的短临预报作用。本论文旨在开发研制基于地下交变电磁场数字化电扰动仪。CNEM08一I电扰动仪采用低功耗、高性能的工控机作为硬件平台,选取大容量存储器,对地下电磁场变化进行实时观测,连续数字化采集。编制了数据采集系统软件及与观测系统配套使用的分析系统软件,自动将采集数据通过网络传输到分析控制中心,同时对多个基站的观测数据进行显示、统计分析,可进行分段统计平均值、最大值、总量,可对异常进行统计分析。 相似文献
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低频电磁信号在地下电性结构探测中具有重要作用,经过长距离传播,信号衰减,可能被淹没于噪声中.利用多重自相关检测方法,对微弱低频电磁信号进行检测,并与自适应滤波法和离散小波变换法进行对比.利用Matlab对3种算法进行仿真研究.结果表明,多重自相关法能更好抑制噪声,有效检测微弱信号,检测性能优于小波变换法和自适应滤波法. 相似文献
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2008年5月12日汶川MS8.0地震的发生给我国带来巨大的人民生命财产和经济损失, 这次沉痛的事件再次表明, 地震的预测预报是非常困难的. 同时, 地震的预测预报又具有非常重大的意义. 地震后, 研究人员在研究总结反思现有观测手段(钱复业等, 2009; 余涛等, 2009)的同时, 也开展了近些年国外发展起来的空间观测研究(曾中超等, 2009; 何宇飞等, 2009). 对空间观测手段, 在已公开发表的研究成果中, 大多利用的是2004年法国发射的DEMETER(Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions)地震电磁卫星所探测的电磁场信号进行分析研究, 而对卫星所探测到的电离层离子温度则没有较为详细的讨论. 例如, 曾中超等(2009)对DEMETER地震电磁卫星探测到的电离层电子的温度、 密度以及电场和磁场进行了分析研究, 得到了可能与汶川地震有关的疑似异常; 何宇飞等(2009)利用DEMETER卫星对中国周边多个导航VLF发射站信号的研究, 得到了震中上空区域不同频率对应的信噪比在地震前后发生明显变化的结果. 相似文献
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舒曼谐振是由闪电激发的电离层与地面之间的全球电磁震荡,在地球与电离层空腔中传播,由于共振作用,其电磁波能量明显高于其他频率电磁波能量.舒曼谐振具有稳定的频域参数和频谱结构,近几年的研究发现,地震发生前会使这些固有参数发生扰动,因此利用舒曼谐振异常来进行地震短临监测可能是一种行之有效的手段.要判断舒曼谐振地震电磁异常,了解舒曼谐振电磁场背景变化规律是前提.本文利用极低频电磁台站观测的天然电磁场数据,处理和分析了各台站观测的舒曼谐振频率电磁场功率谱随时间的变化,得到了舒曼谐振随季节和纬度的背景变化规律.并提出将舒曼谐振背景变化规律应用到地震短临监测预报中,能够为今后辨别地震监测中的舒曼谐振异常提供物理依据. 相似文献
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《地震地磁观测与研究》2017,(1)
<正>在数字化、信息化发展迅速的今天,地震观测事业中新的观测手段、观测项目、观测资料不断涌现,需要研究的大量问题随之而来。即将实施的中国地震烈度速报与预警工程,将新建、改扩建约15 000个各种类型的地震台站,地震观测的技术系统、各类台站的维修维护模式、地震资料的处理方式都将发生巨大变化,地震观测工作者及管理者将面临新的形势、新的任务、新的要求。空间观测技术将给我们提供更多观测资料,以地震电磁卫星为代表,电磁观测将产生新的海 相似文献
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地震数据采集器中的滤波技术是影响地震观测数据质量的重要因素。本研究通过实测数据对比分析了最小相位滤波、线性相位滤波和瞬态滤波对观测数据的影响程度。实测波形数据证实了理论分析的预期,最小相位滤波在观测地方性微小地震时,初动半周期及后续波的失真均较大,利用波形作深入研究时,应注意该失真的影响;线性相位滤波引起的"前缀"可能会干扰震相的正确判读,不宜用于以震相分析为主要用途的地方震观测;瞬态滤波兼有前两类滤波的优点而无其缺点,是观测地方震和水库地震的优良滤波技术,但应用瞬态滤波必须提高采样率。 相似文献
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介绍一种高采样率超低频地震电磁场观测系统,通过对几种事件分析和提取方法的优缺点讨论,引入一种新的事件判定和提取方法,即极差归一化变换法,利用该方法对怀来地震台的超低频地震电磁场试验观测数据进行分析处理.研究结果表明:极差归一化变换法在事件阈值计算中不受观测数据幅度变化的影响,且受到背景噪声干扰的影响比较小,是一种比较有应用前景的超低频地震电磁场事件提取方法. 相似文献