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基于小波分解法对北武当观测站定点形变受气压影响的分析

2021-09-28王晓霞史双双高翠珍吴昊昱薛生瑞安凯杰薛锦明

山西地震 2021年3期
关键词:细节信号分析

王晓霞,史双双,高翠珍,吴昊昱,薛生瑞,安凯杰,薛锦明

(1.山西省地震局太原地震监测中心站,山西 太原 030025;2.山西省地震局,山西 太原 030021;3.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站,山西 太原 030025)

0 引言

北武当观测站属定点形变台站,自运行以来各测项观测资料质量较好。通过查阅近十年的观测日志,发现气压为主要干扰因素。小波分析是目前信号处理分析中的重要方法,在时频两域都具有表征信号局部特征的能力,时间窗和频率窗都可改变的时频局部化分析方法,适合分析非平稳信号和提取信号的局部特征。近年来,小波分析法用在分析处理地震数据方面,取得较好成果。特别是在地震前兆异常方面,该方法的运用能提高前兆观测质量。徐芳芳等应用小波分析法对荣成地震台形变观测资料进行分析,对信号干扰、仪器标定、同震效应及不同频率的信息识别、分离都有良好效果,能够识别出一些短临变化,利于前兆数据进行地震预测[1]。宋治平等也将小波分析用在形变资料处理中,获得较好效果[2]。上述研究表明,小波变换理论在地震前兆观测资料分析中有广阔的应用前景。在前人研究的基础上,该文主要采用Matlab软件,运用小波分析法对北武当形变观测数据的典型事件潮汐波进行多层小波分解,得出能被清晰辨别的固体潮畸变信息成分与受干扰的噪声成分[3-5],提高形变观测数据的质量。

1 观测站概况

北武当观测站位于山西省吕梁市方山县北武当山山脚下,海拔高程1 420 m,洞深31 m,洞体覆盖厚度43 m,山洞温度年变化为0.5 ℃,日变化<0.03 ℃。观测站于2011年正式投入运行,分室内、室外两部分。室内设有观测室、山洞,观测室有仪器主机、数采、UPS电源和网络通信设备等,山洞有测量设备;室外有雨量筒、百叶箱,信号通过埋地电缆引入室内,室外还有地网。仪器洞室位于关帝山隆起区,该区自新构造运动以来以持续抬升为主,断块内差异运动极弱,属稳定的新构造单元。距洞室最近的断裂为刘家岔断裂,位于洞室NE1.6 km处,断裂为前第四纪断裂,属非活动断裂[6]。北武当观测站定点形变观测仪器有SSQ-2I水平摆、DSQ水管倾斜仪、SS-Y伸缩仪3套设备,均为“十五”项目仪器。

2 研究方法

实际工作中,数据信号是离散的,需要对信号进行离散小波变换DWT。……

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