朱厚林 陆栋梁 应允翔 陶方宇 周志 刘浩

摘  要：该课题旨在对金寨台JCZ-360超宽频带地震计数据实用性进行详细分析，首先，介绍了基于Matlab的JCZ-360超宽频带地震计LP通道固体潮提取方法，给出了VP宽频带倾斜仪功率谱计算方法，并将VP垂直摆数据同JCZ-360加速度输出（LP通道）数据进行精确分析，全方位反映出该仪器的监测效能，事实上，其作为形变观测仪具有更好的稳定性，避免了频繁进山洞的人为干扰，JCZ-360完全可作为综合观测仪。

关键词：超宽频带地震计  功率谱  JCZ-360  固体潮

中图分类号：P315                             文献标识码：A                   文章编号：1672-3791（2020）10（b）-0048-04

Abstract： This topic to JinZhai JCZ-360 ultra-broadband seismometer data practical detailed analysis. First of all， based on Matlab was introduced JCZ-360 ultra-wide band seismometer LP tidal channel extraction method， gives the VP wide-band inclinometer power spectrum calculation method， and the VP vertical pendulum acceleration output data with JCZ-360 data for precise analysis （LP）， all reflect the effectiveness of monitoring， in fact， as the deformation observation instrument has better stability， avoid the frequent into the cave of human disturbance， JCZ-360 can be used as a completely integrated viewer.

Key Words： Uwb seismometer; Power spectrum; JCZ-360; Earth tide

随着仪器计量的标准化越来越规范，仪器种类越来越繁多，1997年，中国地震局地震研究所吕永清研究员通过研究发现JCZ-1的LP通道输出可以观测到地球自由震荡。2007年，蔡亚先研究员在文章中提出JCZ-1T作为综合观测仪器的拓展运用取得了理想的成果。随着产品的不断优化，JCZ-360的性能更加稳定，目前安装在安徽金寨地震台试运行，目前仪器运行正常，且采用美国Q330HRS数采，目前采样率使用的是100Hz，且安装了2台JCZ-360，因此要充分利用此数据，与金寨台VP宽频带倾斜仪进行数据对比分析，验证其综合性价值。

1  数据提取与数据对比分析

1.1 JCZ-360超宽频带地震计LP通道固体潮提取

笔者利用Matlab提取了JCZ超宽频带地震计LP通道固体潮，提取程序如下：

Je11=ffit（（1：length（Je1）），Je1，1）;

figure; plot（Je11）

Je111=Je11*2.384e-6/20000

figure; plot（Je111）

其中Je1表示第一台JCZ东西分量原始数据。提取后的固体潮见图1。

提取的JCZ（LP通道）固体潮与VP固体潮对比分析见图2。

由上图可知对于近震的固体潮记录，VP比JCZ记录到的更为清晰，因为VP使用的摆是2s的摆，而JCZ超宽频带地震计使用的是360s的摆，试想一下 JCZ如果改为2s的摆记录固体潮是不是更清楚，且远比VP本身性能稳定？后续我们从功率谱图中更能得到证明，其作为综合观测仪具有更好的稳定性，避免了频繁进山洞的人为干扰，且地震计每月标定，满足标定要求，且无量程限制。

1.2 形变仪器计算功率谱数据处理方法

现如今，对于形变仪器数据处理更多的是利用小波变换分析，现筆者介绍一种关于形变仪器功率谱计算方法，以供参考，反映仪器监测能力，数据可靠性是研究一切的基础，通过功率谱的计算，更能够反映出仪器性能，使我们相信仪器监测到的数据，且通过对JCZ功率谱、VP宽频带地震计功率谱的计算对比，找到仪器之间的通性、紧密性，事实上二者的数据是互为反映、相互验证的。

如图3可知：以VP宽频带倾斜仪为例，已知弧度为，值为vpx1，即形变仪器所测值，单位为ms（角秒），

故：

其中，vpx1即为VP宽频带倾斜仪的加速度值。

由此，我们可以计算出该仪器的功率谱。接下来执行：

vpx1=9.81*tan（vpx/1000/3600*pi/180）;

nfft=680280/2;

vpy1=9.81*tan（vpy/1000/3600*pi/180）;

[p11，fre1]=pwelch（vpx1，nfft，round（nfft*0.833），nfft，1）;[p12，fre2]=pwelch（vpy1，nfft，round（nfft*0.833），nfft，1）;

semilogx（fre1，10*log10（p11））;semilogx（fre2，10*log10（p12））;

hold on; fgnoise（0，1）

可得图4VP摆NS分量、EW分量功率谱图

1.3 金寨台JCZ-360功率谱分析

图5为Z台JCZ-360LP通道固体潮功率谱图，图6是2台JCZ和VP二分量功率谱对比图。

2  总结分析

通过功率谱计算可知，JCZ-360加速度通道（LP）通道在1/360s之后未能记录到清晰的固体潮，低频记录不到，而VP在0.5s之后不能记录到高频信号，这是由于摆体周期原因所致，从功率谱图对比分析可知，形变仪器和地震计之间是相通的，JCZ-360超宽频带地震计记录到的信息更全，不仅能够清晰地记录地球物理事件，更能记录固体潮信息，且不会因为现如今形变仪器频繁进洞调零、摆系故障造成数据不完整性，其作为综合观测仪更具有优势，只需开发一套数据采集输出系统即可。

参考文献

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