各种地震监测方法内容简介

目前监测手段总体分为两类：测震（地震监测和强震）前兆（形变、地磁、地电、流体、电磁波等），这里介绍潼南拟上的监测项目或手段。地震监测和强震监测属于地震已经发生后监测地震发生的时间、地点、震级、强度等，是人们常说的“事后诸葛亮”类型的监测，主要是为了确定地震发生的上述几要素，为政府抗震救灾和应急救援提供决策依据，否则，不知地震发生的一切信息，救灾就无从谈起。因此这一监测手段也是目前各国、各地区发展最早、技术最为先进和完善的监测方法。其他的监测手段统称为前兆手段，主要是通过各种方法的监测数据来预测预报地震。一、地震监测、GPS 监测地球动力学是从地球的整体运动出发，由地球内部和表层的构造运动来探讨其动力演化过程，进而寻求其驱动机制。其基本问题是板块构造概念带动了地学的一次重大革命，板间构造和板块运动理论能否成立或被人接受，均需得到全球板块运动的最新直接测量结果的支持。此外，板块运动的动力学机制、板内和板缘运动的复杂性中国大陆东部受西太平洋洋型板块俯冲、削减的影响，造成了一系列与弧后扩张有关的陆缘海伸展和断陷盆地；西部和西南受印度板块与青藏块体陆壳碰撞后的构造效应，形成不同地质构造时期的推覆构造带。现代地壳运动则以青藏高原的快速隆起和沿巨型活动带的走滑或逆走滑的强烈变动为特征。据有限的观测，其水平运动速率每年高达 I I4c4cm m垂直运动速率每年达 1cm1cm 这说明同时存在当代板块构造学说两种最具代表性的边界，即陆- -型边界，既具有主要的全球构造意义，又具有独特的演化特征。这里的现代地壳运动类型多样，性质复杂，地貌清晰，是全球动力学研究因此，不论从地球动力学、板块运动还是青藏高原隆起，运用高精度、高时空分辨率、动态实时定量的观测技术，建立符合实际的对于地震监测预报而言，这种紧迫性尤为显著，因为我国地震台第一，自 1988198819991999 年，我国大陆共发生 6 6 级以上地震 5353 次，其中 7 7 级以上地震 9 9 次，若以东经 105105为界，西部地区发生 8 8 次，东部地区为 1 1 次，为 8 8：1 1。可是，在东经 105105。以西，由于人烟稀少,交通不便，台网布局极为稀少。一个释放地震能量 9090以上的地区，台网过稀，无疑浪费了宝贵的地震信息的天然资源，大大延迟了人类第二，全国地震前兆台网都是以“点测”形式进行相对变化量的日常观测，各台站的观测数据都是相对独立的，台站之间数据没有相互关系。一旦出现异常时，由于是点结构观测，没有面上的联系，则难以判断其真伪。第三，地震活动是区域性和全球性的，而前兆观测是独立的，不对于能加密西部观测，具有全球框架意义，又有“面结构”联系的高精度的观测系统，只有运用空间测量技术（甚长基线干涉测量VLBIVLBI、人卫测距SLRSLR 全球定位系统GPSGPS 卫星遥感RSRS 合成孔径雷达干涉测量一一 INSARINSAR。特别是 GPSGPS 技术，近 1010 年来，发展尤快，观测精度几乎提高了三个数量级，为监测地壳运动提供了有效的观测方法。1-1GPS全球定位系统（GlobalPositioningSystemGPS 是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。1978 年发射了第一颗试验卫星（BlockI）,1989 年2 月开始发射第一颗工作卫星（Blockn）,至 1994 年底全部 24 颗卫星已经升空，由于卫星寿命约 5年，目前运行的卫星有 27 颗，大部分是后来发射1）.GPS 的特点由于 GPS 卫星数目较多，分布合理，在地球任何地点均可连续同步观测到至少 4 颗卫星，在我国最多可同时观测到 13 颗卫星（按现运行的 27 颗讲）。从而保障了全球、全天候连续实时确定运动目标的三维位置和速度,既可保障运动载体沿预定航线的运行,也可监视-9-8定位精度高。目前在大于 1000km 的基线上，相对定位精度可达 10;100km 可达 10实时定位这一导航技术是现代化的重要标志，使 GPS 的应用领域不断拓宽，成为 20 世2).GPS绝对定位方法：绝对定位也称单点定位，是指相对于地球质心为坐标原点的坐标系中的直接确定观测站的坐标。其原理是以 GPS 卫星到用户接收机天线之间距离的观测量为基由于实际观测点至卫星间的距离，因测量瞬时卫星钟与接收机钟难以保持严格的同步，这种含有钟差影响的距离，称为“伪距”。其中卫星钟差可以应用导航电文中给出的钟差参数加以改正，而接收机钟差无法事先知道，故需把它作为一个未知数与观测点的三维坐标在数据处理中一并求解，因此一个观测点上要实时求解 4 个未知数，也就是必须至少同时观测 4相对定位方法是用两台 GPS 接收机分别安置在基线的两端，并同步观测相同的 GPS 卫星，以确定基线在地球坐标中的相对位置或基线向量。因为在两个或多个观测点同步观测相同的卫星，可有效地消除或减弱卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差等的影响。目前我国地壳运动监测就是采用这种静态相对定位的方法，其精度可达 10-810-92、GPSGPS 技术的应用极为广泛。近年来，GPS 在测定地球自转参数从提高观测精度转向提高时间分辨率，它与 VLBI 或 SLR 相比，有着不可估量的作用。GPS 在地球参考系的建立有着时空加密和提高分辨率的作用，GPS 全球资料得到的全球尺度上相对于地球参考框架的三维地心坐标精度已达到厘米级。利用 GPS 定位研究海平面变化而测定的大地高的精度也可达到厘米级的精度。GPS 接收器安置在飞行器（飞机、飞船、卫星等）上可确定三维位置和飞行姿态。尤其是多种陆海空交通运输工具的 GPS 自动导航系统和管理调度系统，低轨通讯卫星的发射，建立的卫星全球导航、定位、通信三位一体系统，将整个世界缩成为一个崭新的电子地球村。除了传统测量与军事应用外，GPS 气象学、GPS 用于海洋资源开发、热带原始森林、捕鱼、高精度 GPS 技术已成为世界主要国家和地区用来监测火山地震、构造地震、全球板块运研究全球板块间的相对运动；监测板块边缘及内部的构造变形；确定不同尺度构造块体运动方式规模和运动速率。目前我市建有测震台站 2727 个区县（有地表的仪器，也有地下的井下仪器等），有 GPSGPS 观测点的区县有 1515 个，根据规划，“十二五”期间，计划建设 3030 个以上的测震观测站和 1515 个以上的GPSGPS 观测站，需要各区县大力支持，尤其是在用地方面。二、强震监测强震动观测的目的和应用均与一般的测震观测不同。测震观测目的是要监测地震活动性，确定震源特性，包括震级、震源位置和初动方向等。强震动观测则是测量强地震引起的强烈地面运动过程和工程结构的地震反应，为强地面运动特性和工程结构抗震特性研究以及结构抗震设计提供基础资料。因此，强震动观测台站的选址、所采用的仪器性能和和观测方法等也都与测震观测不同。强震动台站主要布设在可能发生强地震地区的自由场地上，尤其是人口密集的城市地区和重大工程附近的各类典型场地上，而且台网要有较高的密度，才有可能获取大量强地震动近场记录，用来编制地震动参数区划图、确定抗震设计加速度和设计反应谱；同时还要在各类典型建筑和重要结构物上布设强震动观测仪器，测量它们的地震反应，以研究结构的地震反应特性、检验和改进结构的抗震设计方法。强震动观测测量的物理量是直接与地震力相关的加速度，仪器采用触发记录方式运行，平时仪器处于待触发状态，当发生地震且地震动强度（加速度）达到预先设定的阈值时，仪器触发并自动记录地面运动或结构地震反应的加速度时程。目前，重庆市地震局正在规划建设中，到今天，全市还没有强震监侧仪器在工作。三、地磁监测利用地球磁场的变化来观测和预报地震。目前有 CBZ-3CBZ-3、G856G856、DIDI、GM4GM4 等仪器用在重庆 7 7 个区县，包括主城的重庆市地震台、武隆、万州、涪陵、巫山、奉节、石柱。根据规划，“十二五”还将建设几个地磁观测点，包括仙女山 105105 亩地的国家标准地磁台，因为地磁观测磁场要不受强磁性铁器等干扰，所以保护面积要求较大，天津静海台 4545 亩，广东肇庆台 6060 亩，当然也有几亩，十几亩地的台站，就怕今后经济发展开发量大，干扰大，容易受干扰，影响监测数据的精度。