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多通道航磁同步数据采集系统的研制

地震研究 2025年第1期48卷 151-158页

作者：陈卓琳胡星星滕云田刘高川沈晓宇曹瑜珈中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震台网中心北京100045 苏州工业职业技术学院江苏苏州215000

针对无人机多传感器矢量磁测补偿系统,研制了一套小体积、低功耗的多通道数据同步采集系统。该系统采用模拟采集和控制部分分开设计的方法。模拟采集部分基于STM32处理器STM32F103C8T6,集成了9通道24位高精度的模数转换芯片ADS1255、倾... 详细信息

针对无人机多传感器矢量磁测补偿系统,研制了一套小体积、低功耗的多通道数据同步采集系统。该系统采用模拟采集和控制部分分开设计的方法。模拟采集部分基于STM32处理器STM32F103C8T6,集成了9通道24位高精度的模数转换芯片ADS1255、倾角和温度传感器,能够实现9通道数据的同步采集、飞行载体的倾角数据和温度数据的获取。控制部分基于32位ARM低功耗处理器S3C2416和嵌入式LINUX系统,完成了数据实时采集、SD卡存储、GNSS同步校时和网络通信等功能,并具有功耗低、体积小的特点,满足了机载数据采集系统特定的应用需求。

关键词：无人机航磁数据采集多通道 ARM

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弹簧式连续重力观测非线性漂移影响因素分析

大地测量与地球动力学 2012年第5期32卷 137-142页

作者：韦进刘高川李辉申重阳姚垚武汉大学测绘学院武汉430079 中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉430071 中国地震局地壳应力研究所武汉科技创新基地武汉430071 中国地震台网中心北京100045

利用姑咱地震台超过3年半的连续重力观测资料、降雨数据、地下水位资料和全球陆地水模型观测资料,采用多项式拟合和相关分析研究弹簧重力仪非线性漂移特征与外界因素干扰的关系。结果表明:姑咱地震台DZW型重力仪长期连续重力观测的漂移... 详细信息

利用姑咱地震台超过3年半的连续重力观测资料、降雨数据、地下水位资料和全球陆地水模型观测资料,采用多项式拟合和相关分析研究弹簧重力仪非线性漂移特征与外界因素干扰的关系。结果表明:姑咱地震台DZW型重力仪长期连续重力观测的漂移具有明显的线性特征(约1 200×10-8ms-2/a),并且在人员进洞调整仪器时还会产生非线性漂移。在考虑固体潮、气压潮和极潮的影响后,利用多项式分段进行非线性漂移改正,重力残差变化量级为±(10～15)×10-8ms-2,而且3年间4次雨季都同步有明显的重力正异常变化相对应。研究不仅揭示了弹簧重力仪的非线性漂移与外界影响因素的关系,同时也为改正漂移与排除水负荷对重力的干扰提供了新的分析和处理方法。

关键词：连续重力观测弹簧重力仪漂移规律水负荷季节性

大动态范围磁通门磁力仪及其在定向误差校正中的应用

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 81-89页

作者：陈卓琳胡星星滕云田刘高川中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震台网中心北京100045

仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方法。该方... 详细信息

仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方法。该方法可在无需参考标准仪器的情况下,获得磁通门的定向角度误差并进行自校正测量。在地磁观测台站进行了实验,结果表明,当实验仪器定向误差分别设置为4个不同象限区间的大角度时,校正后与台站比测仪器对应分量的相关系数仍达到0.99以上,B-A图中置信区间长度减小了86%以上,RMS误差降低至15%以下,论证了该校正方法的有效性,能够提高地磁台站的观测数据质量,并为井下和海洋地磁观测的定向提供参考解决方案。

关键词：大动态磁通门磁力仪定向误差自校正 Bland-Altman图

基于深度神经网络的地磁观测数据高压直流输电干扰事件识别

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地球物理学报 2023年第4期66卷 1575-1588页

作者：单维锋闫非石刘海军李志扬刘高川陈俊防灾科技学院河北廊坊065201 中国地震台网中心北京100045 安徽省地震局合肥230031

随着越来越多高压直流输电线路的投入运行,地磁观测数据质量受到了严重影响.现有以人工或半人工方法识别高压直流输电干扰事件的工作量也随着受干扰范围的不断扩大和地磁观测仪器的增多而成倍增加.为了高效、准确地识别地磁观测数据中... 详细信息

随着越来越多高压直流输电线路的投入运行,地磁观测数据质量受到了严重影响.现有以人工或半人工方法识别高压直流输电干扰事件的工作量也随着受干扰范围的不断扩大和地磁观测仪器的增多而成倍增加.为了高效、准确地识别地磁观测数据中的高压直流干扰事件,本文基于卷积神经网络和长短期记忆神经网络,提出了一种高压直流输电干扰事件自动识别深度学习模型.利用2012年1月1日至2014年12月31日地磁台站原始观测数据,结合专家标注的持续时间在2 h内的高压直流输电干扰事件记录,制作高压直流输电干扰样本34360条,正常样本34360条.模型在训练集上的准确率达到了94.12%,验证集上的准确率达到了92.94%,测试集上的准确率达到了92.86%.初步研究表明深度学习方法在识别地磁观测数据中的高压直流输电干扰事件中具有较高的准确率,为下一步自动识别地磁观测数据中的车辆干扰、基建工程干扰、轻轨干扰等其他干扰事件提供了一种新的思路.

关键词：高压直流输电干扰识别深度神经网络卷积神经网络长短期记忆神经网络地磁观测数据

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3种钻孔应变仪记录的玛多M_(S)7.4地震同震响应特征对比分析

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中国地震 2021年第3期37卷 564-573页

作者：樊俊屹刘高川中国地震台网中心北京100045

针对2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震,采用3种型号的钻孔应变仪观测到的应变资料对比分析同震应变波,结果表明3种仪器记录同震的初动时间、波动幅度和持续时间等存在一定差别:在震中距相当的情况下,TJ型体应变仪和RZB型四分量钻孔应... 详细信息

针对2021年5月22日青海玛多M_(S)7.4地震,采用3种型号的钻孔应变仪观测到的应变资料对比分析同震应变波,结果表明3种仪器记录同震的初动时间、波动幅度和持续时间等存在一定差别:在震中距相当的情况下,TJ型体应变仪和RZB型四分量钻孔应变仪存在波动幅度变化小、持续时间短的问题,难以从背景变化中区分同震响应,影响钻孔仪器同震规律研究;YRY-4型四分量钻孔应变仪波动幅度变化大,持续时间长,在映震效果上表现较为突出。

关键词：玛多M_(S)7.4地震钻孔分量应变体应变同震变化

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地电暴事件判别方法及特征分析

地震工程学报 2020年第1期42卷 107-115页

作者：范晔叶青刘高川中国地震台网中心北京100045 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

本文基于我国2015—2018年间地电暴事件,通过对筛选的数据曲线变化特征归纳分析,总结出以下快速准确判断地电暴事件的依据:(1)地电暴发生时,会压制地电场六道观测数据正常日变形态,且变幅是正常日变幅值2倍以上或更大;(2)地电暴事件具... 详细信息

本文基于我国2015—2018年间地电暴事件,通过对筛选的数据曲线变化特征归纳分析,总结出以下快速准确判断地电暴事件的依据:(1)地电暴发生时,会压制地电场六道观测数据正常日变形态,且变幅是正常日变幅值2倍以上或更大;(2)地电暴事件具有广域同步性,可通过多台观测数据对比判断;(3)地电暴和地磁暴具有同源性,可通过地磁观测来判断;(4)经过上述初判后,还应排除观测系统、自然环境、人为干扰、场地环境事件影响,才能确认为单一地电暴事件。通过对地电暴波形特征的分析,发现一般情况下地电暴变幅与地磁磁情指数—K指数呈正比关系,但是同一台站地电暴变幅在同一K指数下差异较大。不同台站对同一地电暴事件幅度响应不同,仅从变幅来看纬度效应不明显,有局部区域性特点,可能与台站台址条件\,地电场布极方式方位等因素均有关。

关键词：地电暴广域同步性地电场变幅 K指数布极方位

基于格拉姆角场和多尺度残差神经网络的地震事件分类方法

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地震学报 2024年第1期46卷 69-80页

作者：刘蔚黄永明卢永刘高川章国宝东南大学自动化学院南京210096 江苏省地震局南京210014 中国地震台网中心北京100045

以江苏地震台网中心搜集并标注的天然地震、人工爆破和塌陷事件为试验数据样本,提出了一种基于格拉姆角场和多尺度残差神经网络的新的地震事件分类方法。首先对波形数据进行滤波、归一化等预处理,然后应用格拉姆角场对地震波形数据进行... 详细信息

以江苏地震台网中心搜集并标注的天然地震、人工爆破和塌陷事件为试验数据样本,提出了一种基于格拉姆角场和多尺度残差神经网络的新的地震事件分类方法。首先对波形数据进行滤波、归一化等预处理,然后应用格拉姆角场对地震波形数据进行二维编码得到二维图像,再将此经过编码后的图像作为多尺度残差神经网络的输入进行分类模型的训练和测试,从而得出分类结果。采用上述方法对1078个天然地震台站记录、981个爆破台站记录和830个塌陷台站记录进行试验,结果显示:最终以单条波形为单位的地震事件分类准确率为92.55%,以单个台站为单位的分类准确率为96.36%,这表明基于格拉姆角场和多尺度残差神经网络的地震分类方法具有良好的效果。

关键词：地震分类格拉姆角场(GAF) 深度学习多尺度残差网络

2015年内蒙古阿拉善M_S5.8地震前地电阻率变化特征研究

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地震 2017年第4期37卷 123-133页

作者：叶青张翼黄兴辉余丹刘高川范晔中国地震台网中心北京100045 新疆维吾尔自治区地震局新疆乌鲁木齐830011

本文讨论了2015年内蒙古阿拉善M_S5.8地震前500km范围内6个台的地电阻率变化,得到如下结论:(1)石嘴山、银川、海原、固原等台站震前1年半左右出现了较明显的趋势下降变化,尤其以距离震中最近的石嘴山台下降幅度最大。(2)利用年变畸变方... 详细信息

本文讨论了2015年内蒙古阿拉善M_S5.8地震前500km范围内6个台的地电阻率变化,得到如下结论:(1)石嘴山、银川、海原、固原等台站震前1年半左右出现了较明显的趋势下降变化,尤其以距离震中最近的石嘴山台下降幅度最大。(2)利用年变畸变方法分析了石嘴山、银川、海原、固原台的电阻率震前几年的年度变化发现几个台震前均发生了年变化畸变现象。(3)几个台地电阻率原始小时值的均方差在震前1~3月内均同时出现了大幅度突跳现象。

关键词：地电阻率年变化畸变相对均方差阿拉善M_S5.8地震

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中国地震井下地电阻率研究进展

吉林大学学报（地球科学版） 2022年第3期52卷 669-683页

作者：叶青王晓杜学彬解滔范晔周振贵刘高川中国地震台网中心北京100045 中国地震局兰州地震研究所兰州730000 安徽省地震局合肥230031

地震地电阻率观测在我国的地震监测、预报中发挥着重要的作用,由于城市化进程的加快,地表电阻率台站观测环境干扰严重.为了抑制环境干扰,地电工作者从20世纪80年代开始,陆续开展了井下地电阻率观测研究.本文回顾了我国地震井下地电阻率... 详细信息

地震地电阻率观测在我国的地震监测、预报中发挥着重要的作用,由于城市化进程的加快,地表电阻率台站观测环境干扰严重.为了抑制环境干扰,地电工作者从20世纪80年代开始,陆续开展了井下地电阻率观测研究.本文回顾了我国地震井下地电阻率观测与研究的发展历程;并就井下观测对杂散电流和地表金属管线的抑制能力、季节性变化引起的地电阻率与观测装置的关系及映震效能等问题进行了评估分析;阐述了井下地电阻率的观测优势:井下地电阻率能够很好地抑制地表异常体、季节性变化等引起的干扰,明显弱化地表杂散电流的影响,有效减小地电阻率年变化幅度和解决地表环境干扰日趋严重的问题.随着地震监测、预报从经验预报向物理预报的发展,井下地电阻率观测系统的建立和应用将会受到越来越多的重视.

关键词：井下地电阻率杂散电流年变幅度金属管线地震