专利名称：Hrt波地震预报监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地震监测系统，尤其是一种HRT波地震预报监测系统。
技术背景地震是一种对国民经济和人民生命财产有重大危害的自然现象，人们一直希望能够 了解地震产生的原因，认识这种地震的活动规律，实现对强地震发生时间、地点和量级 的准确预报，以便尽可能避免或减少强地震造成的损失。人们对地震的产生原因和预测 地震三要素即发生时间、地点及震级已作了不少的研究报导，地电阻率方法是地震前兆 观测的主要手段之一，该方法要求用固定的装置观测地电阻率随时间的变化，由于电阻 率是地下介质的固有属性，它随时间的变化是很缓慢的。而且变化幅度很小，这就要求 在一个很长的时间内保持地电阻率观测有足够的准确度。地电阻率测量原理如图l所示，供电电源E通过供电极AB向大地供入稳定电流I，在 测量极MN上测得I产生的人工电位差AV，又公式p=K*AV/I (1)可计算得到值p值。式中K为装置系数，由A、 M、 N和B 4个电极相对位置确定。在 实际测量中，电流I是通过测定电流取样电阻Ri上的电压来确定的，艮P:<formula>formula see original document page 3</formula> (2)将式(2)代入式(1)，则有<formula>formula see original document page 3</formula> (3)在测量过程中，所测AV和V^值要经过A/D转换器变为数字量，然后才能用式(3) 计算出p值。由式(3)可以看出，地电阻率p的系统误差由K值的准确度、R!的准确度及 测量AV和V^的准确度决定。目前在地震预报研究中需要确认O. 5% 1%的地电阻率变化，这就要求观测系统有 0.05% 0.3%的准确度，在地电阻率观测系统中。由于被测信号均以不同的方式与大地相通，且信号源远离观测室。另外，随着社会的进步，各种信号随之产生，这就在测量 系统中引进了许多千扰，有些观测点干扰幅值超过被测信号1-2个数量级，另外，随时间 和环境的变化观测仪器的准确度也会发生变化这些都会导致地电阻率观测出现误差。这 些误差可以分为系统误差、随机误差和粗差3种。地电阻率的测量误差主要来源在于测量人工电位差AV时存在的大量无规则的随机 人工干扰，设我们要测得人工电位差的真值为AV，实际测量的人工电位差为AV'，则 有△V， = AV+V，式中V'为干扰背景电位差，我们所说的干扰背景较小是指当时，也就是信噪比很大 时的情况，而在实际环境中特别是在城镇市区附近面临着强烈地工业和民用电信干扰时， V'干扰幅值可能达到甚至超过AV，如果在这一时刻测量，由于没有一种仪器能在某一 时刻从AV'中区分出V'，因此会造成AV的测量误差，从而影响到地电阻率的测量精度。如果在测量中对AV和I(Viu)的测量不是同时进行的，通过切换先后测量的AV和 1(V^)之间存在时间差异At，也就是说在需要测定t时刻由电流I引起的人工电位差AV， 实际测定的是t时刻的AV和t+At时刻的I。在野外实际测量中， 一方面很难做到稳定度 很高的电源，更重要的是在t时刻的干扰电位差V'(t)与t+At时刻时的干扰电位差V'(t十 At)相差很大，因此也会造成地电阻率测量的误差。前人在地电仪器研制及观测技术方面采取了 一些措施来抑制测量中的随机误差，这 些措施是无源滤波、多次测量求均值法、采用特殊方法抑制工频干扰和等周期正/反向 供电法，等周期正/反向供电方式有效地解决了单向供电方式中的零点漂移问题，但是 在工作中这种供电方式对相近供电周期的交流干扰几乎没有抑制能力，这就会造成系统 的测量误差。目前的地震预报是将上述测量后的地电阻率信息对照过去发生的地震信息经过长时 间分析后，才能得到预测的地震信息，且该信息精确度低、成本高，预测时间长。有鉴于此特提供本实用新型。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种操作方便、预测精度高、监测范围广、实时处理的HRT波地震预报监测系统。为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是 一种HRT波地震预 报监测系统，其特征在于所述的监测系统依次包括以相关匹配滤波理论和技术监测HRT 波波动前兆的监测单元、远程监控多台多道多信息的同步测量单元、地震前兆信息服T 波识别和提取单元及HRT波地震三要素预测单元，上述四种单元依次连接组成地震预报 监测系统。所述的监测单元与同步测量单元连接以传递监测的信息，再通过同步测量单元与识 别和提取单元连接将同步测量单元测量的实际信息传递于识别和提取单元识别和提取地震波信息，识别和提取单元与预测单元连接后通过预测单元分析地震波信息以获得地震 发生地点、时间、强度。所述的服T波波动前兆监测单元主要包括主控计算机单元、基准测量单元和大功率 供电电源单元，还包括接收主控计算机单元指令，产生伪随机码，并对基准测量单元基 准电流信号进行伪随机码调制的控制编码单元，其中，主控计算机单元、基准测量单元 和大功率供电电源单元分别控制编码单元连接，测量单元同时与主控计算机单元和控制编码单元连接。所述的主控计算机单元主要包括显示器、键盘、鼠标和扬声器，还设有实现数据远 程传输和装置控制的网络通信接口。所述的基准测量单元包括装置测量中需要的高精密基准电压和高精密基准电阻以产 生基准电流。所述的大功率供电电源单元为高电压、大电流的以提供大供电电流的可控稳压电源。所述的远程监控多台多道多信息的同步测量单元由多组测量单元组成。所述的测量单元主要由滤波电路、放大电路、A/D转换电路、DSP处理器、存储器、 通信电路构成。采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。 本装置将现代通讯领域中的CDMA技术应用到地电阻率测量装置中，从理论到实际有 效地消除了来自外界环境极其严重的电(磁)干扰(天然的及工农业生产的游散电流干 扰)，从而将地电测量的实际观测精度提高了 1 3个数量级(在20 0dB强干扰背景下， 小时值及5min值的实际观测精度达0. 05%-0. 1%)。这一结果保证在同样信噪比的条件 下，不仅可以简化目前国内外在用的庞大笨重的发射机设备，提高了各种电探法外业的 工作效率，更重要的是可以将电探方法扩展到原来的电探法的禁区工作，如大城市、大发电站、大工矿地区等。此外，该装置还具有IP到端、远程自动检测、实时处理、传输与远程监控、多通道 同步检测与同步进行面积测量的功能。操作和分析人员可以远离测点和测区，实行无人 监控测量等，有利于在无人区的长期定点测量和非安全区(如滑坡、管涌堤坝、岩爆矿区 等)的电探测量。该装置还将会在地下水源、地热、矿产资源、构造探查、城市与矿区的 工程物探、环境物探预测，特别是1-3d的大地震临震预测等方面，具有广阔的应用前景。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的描述。
图l是地电阻率测量原理示意图；图2是本实用新型监测系统监测单元原理构建测量模型； 图3是本实用新型监测系统结构框架图。
具体实施方式
如图3所示，本实用新型HRT波地震预报监测系统，所述的监测系统依次包括以相关 匹配滤波理论和技术监测HRT波波动前兆的监测单元1、远程监控多台多道多信息的同 步测量单元2、地震前兆信息HRT波识别和提取单元3及HRT波地震三要素预测单元4， 上述四种单元依次连接组成地震预报监测系统，其中监测单元1监测地震前HRT波波动 信息，将该波动信息传给测量单元2以测量去除干扰信息后的实际信息，再经过识别和 提取单元3得到地震波信息，最后由预测单元4分析地震波信息后分析得到地震将要发 生的时间、地点及强度。其中，所述的HRT波波动前兆监测单元l主要包括主控计算机单元ll、基准测量单 元12和大功率供电电源单元13，还包括接收主控计算机单元11指令，产生伪随机码， 并对基准测量单元12基准电流信号进行伪随机码调制的控制编码单元14，其中，主控 计算机单元11、基准测量单元12和大功率供电电源单元13分别控制编码单元14连接， 测量单元2同时与主控计算机单元11和控制编码单元14连接。所述的主控计算机单元ll主要包括显示器、键盘、鼠标和扬声器，还设有实现数据 远程传输和装置控制的网络通信接口 ；所述的基准测量单元12包括装置测量中需要的高 精密基准电压和高精密基准电阻以产生基准电流;所述的大功率供电电源单元13为高电 压、大电流的用以提供大供电电流的可控稳压电源。所述的远程监控多台多道多信息的 同步测量单元2由多组测量单元21组成，测量单元可分布在各地，通过远程网络连接控制传输信息；所述的测量单元21主要由滤波电路、放大电路、A/D转换电路、DSP处理 器、存储器、通信电路构成。本实用新型可提高对AV人工电位差的测量精度，并同时测量AV和I (VRl)的值以保 证地电阻率的测量精度。本检测单元1抗干扰测量地电阻率原理正是通过控制编码单元 对供入地下的电流I进行编码调制，在测量端(接收端)同时对AV和VRl (I)进行相关 检测并解码测量，由于输入电流I和输出AV和VRi (I)具有相关性，而其它干扰与电 流I不相关，因此最终测量到的AV和VRl (I)就是由于输入电流I引起的。该检测单 元1测量之所以能提高测量的精确性，其原理就是通过可控源对供电电流I编码和相关 计算，在一段时间内精确地把AV和V'区分出来，在输出端有效抑制干扰功率，提高了 测量时的信噪比，其噪声的抑制能力的定量计算原理构建测量模型如图2所示，输入v (t)为供入地下的经过伪随机码调制的电流信号，输出u (t)为观测到的电信号，也 就是测量到的信号，外部干扰和测量噪声干扰可以统一看作一个干扰信号n (t)，其中 输入v (t)、输出u (t)是可观测到已知的，干扰n (t)为未知，不可预测的，将干 扰信息和实际测量的信息传递到传给同步测量单元2，同步测量单元2测量去除干扰信 息后的实际信息，再经过识别和提取单元3得到地震波信息，最后由预测单元4分析地 震波信息后即得到地震将要发生的时间、地点及强度。上述HRT波地震预报监测系统由四个主单元组成，该系统可分布设置在地震多发地 区，该系统能够在强烈的干扰环境中获得地震前兆信息，且监测范围广，预测精度高， 由现有的20%精度提高到了 60%。
权利要求1、 一种HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的监测系统依次包括以相 关匹配滤波理论和技术监测HRT波波动前兆的监测单元(1)、远程监控多台多道多 信息的同步测量单元(2)、地震前兆信息HRT波识别和提取单元(3)及HRT波地震 三要素预测单元(4)，上述四种单元依次连接组成地震预报监测系统。
2、 根据权利要求1所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的HRT 波波动前兆监测单元(1)主要包括主控计算机单元(11)、基准测量单元(12)和 大功率供电电源单元(13)，还包括接收主控计算机单元(11)指令产生伪随机码， 并对基准测量单元(12)基准电流信号进行伪随机码调制的控制编码单元(14)，其 中，主控计算机单元(11)、基准测量单元(12)和大功率供电电源单元(13)分别 控制编码单元(14)连接(14)，同步测量单元(2)同时与主控计算机单元(11) 和控制编码单元连接(14)。
3、 根据权利要求2所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的主控 计算机单元(11)主要包括显示器、键盘、鼠标和扬声器，还设有实现数据远程传输 和装置控制的网络通信接口。
4、 根据权利要求2所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的基准 测量单元(12)包括装置测量中需要的高精密基准电压和高精密基准电阻以产生基准 电流。
5、 根据权利要求2所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的大功 率供电电源单元(13)为高电压、大电流的以提供大供电电流的可控稳压电源。
6、 根据权利要求1所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的远程 监控多台多道多信息的同步测量单元(2)由多组测量单元(21)组成。
7、 根据权利要求6所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的测量 单元(21)主要由滤波电路、放大电路、A/D转换电路、DSP处理器、存储器、通信 电路构成。
8、 根据权利要求1所述的HRT波地震预报监测系统，其特征在于所述的监测 单元(1)与同步测量单元(2)连接以传递监测的信息，再通过同步测量单元(2) 与识别和提取单元(3)连接将同步测量单元(2)测量的实际信息传递于识别和提取 单元(3)识别和提取地震波信息，识别和提取单元(3)与预测单元(4)连接后通 过预测单元分析地震波信息以获得地震发生地点、时间、强度。
专利摘要本实用新型公开了一种HRT波地震预报监测系统，依次包括以相关匹配滤波理论和技术监测HRT波波动前兆的监测单元、远程监控多台多道多信息的同步测量单元、地震前兆信息HRT波识别和提取单元及HRT波地震三要素预测单元，上述四种单元依次连接组成地震预报监测系统，HRT波波动前兆监测单元包括主控计算机单元、基准测量单元、大功率供电电源单元及接收主控计算机单元指令，产生伪随机码，并对基准测量单元基准电流信号进行伪随机码调制的控制编码单元，主控计算机单元、基准测量单元和大功率供电电源单元分别控制编码单元连接，测量单元同时与主控计算机单元和控制编码单元连接，本监测系统具有测量精确、范围广、实时处理的特点。
文档编号G01V1/28GK201156089SQ20082000052
公开日2008年11月26日 申请日期2008年1月16日 优先权日2008年1月16日
发明者何世根, 军 卢, 张洪魁, 李世愚, 汪成民, 健 赵, 赵玉林, 赵璧如, 卫 钱, 钱复业 申请人:赵璧如;钱复业;汪成民;赵玉林