隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快使中國的部分地面電阻率觀測(cè)臺(tái)站遭受到嚴(yán)重的電磁干擾,導(dǎo)致地電阻率測(cè)量產(chǎn)生了較大的誤差,淹沒了地震引起的地電阻率變化。本文選取通渭地震臺(tái),通過運(yùn)用編碼源地電阻率觀測(cè)技術(shù)和循環(huán)互相關(guān)計(jì)算方法,改變發(fā)射序列信號(hào)周期（觀測(cè)時(shí)間長度）和測(cè)量疊加次數(shù)使激發(fā)極化效應(yīng)更加充分,有效地抑制環(huán)境隨機(jī)噪聲,在高鐵、基建等干擾運(yùn)行或活動(dòng)時(shí)段獲得離散度較小的地電阻率數(shù)據(jù)。這種新的地電阻率觀測(cè)體系,對(duì)現(xiàn)有地面地電阻率臺(tái)站持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保障,能為地震預(yù)報(bào)與科學(xué)研究提供可靠的數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：地震工程學(xué)報(bào). 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

通渭臺(tái)地電阻率布極圖和測(cè)區(qū)環(huán)境影響示意圖

地電阻率測(cè)量在某種意義上也是一個(gè)系統(tǒng)辨識(shí)過程,編碼源系統(tǒng)辨識(shí)法是一種可以有效去除隨機(jī)噪聲和干擾的系統(tǒng)辨識(shí)方法,該技術(shù)在何繼善院士[17]提出2N系列偽隨機(jī)電磁法理論基礎(chǔ)上改進(jìn),核心思想是基于PRBS編碼源電磁法通過同步采集輸入電流信號(hào)、及大地電磁響應(yīng)輸出信號(hào),由沖激響應(yīng)和頻率響應(yīng)計(jì)算視電阻率等參數(shù)。通過AB供電電極發(fā)送逆重復(fù)M序列偽隨機(jī)編碼源信號(hào)電流,激勵(lì)地電系統(tǒng),同步采集輸入電流信號(hào)和系統(tǒng)測(cè)量電極MN的電壓信號(hào),并記錄為時(shí)間序列[5-6]。加入與發(fā)送電流編碼相同、且序列長度相同的參考信號(hào)(按照輸入激勵(lì)信號(hào)的時(shí)間序列周期和采樣率觸發(fā)軟件程序生成無干擾信號(hào)),采用循環(huán)互相關(guān)法或高階循環(huán)統(tǒng)計(jì)量法計(jì)算輸出電壓信號(hào)與參考信號(hào),以及激勵(lì)電流信號(hào)與參考信號(hào)的互相關(guān)時(shí)間序列,經(jīng)FFT變換到頻率域,通過譜線峰值拾取,頻率對(duì)齊后計(jì)算就獲得地電系統(tǒng)的頻率響應(yīng)(地電阻抗譜),代入裝置系數(shù)K最終計(jì)算得到視電阻率譜(幅度和相位)。由于系統(tǒng)疊加的隨機(jī)噪聲和干擾與輸入信號(hào)不相關(guān),互相關(guān)運(yùn)算后被消減,因此利用互相關(guān)運(yùn)算,在辨識(shí)得到系統(tǒng)頻率響應(yīng)的同時(shí)壓制了隨機(jī)噪聲及干擾。2.1 基本原理

2018年3月25日開始到6月進(jìn)行了定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)試驗(yàn),在觀測(cè)期間記錄到高鐵經(jīng)過通渭地電測(cè)區(qū)時(shí)在時(shí)間序列波形,本文繪制2018年4月6日8:40通渭地震臺(tái)編碼源地電儀記錄到高鐵經(jīng)過時(shí)的曲線(圖3),紅色的波形是儀器發(fā)射編碼源電流信號(hào),藍(lán)色的波形是電壓的時(shí)間序列曲線(振蕩部分高鐵經(jīng)過時(shí)的記錄)。對(duì)2018年3個(gè)月試驗(yàn)觀測(cè),將兩次發(fā)射不同周期的電流信號(hào)與對(duì)應(yīng)觀測(cè)數(shù)據(jù)做循環(huán)相關(guān)互運(yùn)算后,頻率域計(jì)算得到地電阻率譜,通過抽頻得到各頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地電阻率值。首先看第1時(shí)段觀測(cè)結(jié)果,2018年4月4—6日觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到不同頻率(0.2 Hz、0.5 Hz、0.78 Hz、1.0 Hz)視電阻率繪制的曲線分析(圖4),這3天發(fā)射電流信號(hào)的周期T=14 s,3天內(nèi)不同頻率視電阻率整點(diǎn)值變化幅度基本上30～32.5 Ω·m范圍波動(dòng)(6日13時(shí)的資料變化超出范圍),變化幅度2.5 Ω·m,其中00～08 h,23～24 h測(cè)值的離散度較小,因?yàn)檫@個(gè)時(shí)段沒有高鐵和動(dòng)車等通行干擾較小[6]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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