[發明專利]震動源實時定位與分析系統

有效

• 申請號: 201210104509.1
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN103364823A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 徐善輝;郭建;劉光鼎;劉寧;姜明威;張正峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所;北京吉奧菲斯科技有限責任公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/22;G01V1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及地震定位技術，特別是涉及一種震動源實時定位與分析系統。

技術背景

目前普通的震動監測器或監測儀均具有一定震動監測能力，其基本結構包括震動傳感器、模數轉換及控制電路等。這種震動監控儀器可使用在ATM機、墻體、保險柜、庫房門窗、機動車等多種設備或場合，用于被監測目標的防盜或防止損害等。同時，目前的國內外市場上，也存在所謂的“振動(震動)監測系統”類型的產品，其特點往往是將上面所述的震動監測器進行組合使用，實現多通道監測，這種監測系統可直接反應并記錄下監控點處傳感器接收到的震動波波形，對于震動點詳細位置及震動強弱等信息大多未做深入的處理和分析。

在天然地震學中，為了監測和預報地震的發生，使用很多先進的地震儀設備來探測來自地球內部的震動信號。這些探測儀器具有很高的靈敏度，布設在深井等低噪聲環境中的地震儀可以探測到極微小的地震或遠震的發生。地震觀測的工作中使用地震計和地震儀具有以下特點：高精度、高信噪比、動態范圍大、頻帶寬、觀測周期長。大量具有此類儀器地震臺構成地震臺陣或地震臺網，同時，一整套先進的數據傳輸和計算方法最終完成關于地震震源參數(震中位置，震源深度等)及震級的測定工作。上述儀器成本高，且對使用環境要求苛刻，臺站建造工程量大，整個系統的運作需要大量的人力物力，對于一些普通的震動定位的工作不太適用。

近年來，隨著計算機技術、數字技術與互聯網傳輸技術的長足發展，用于工程、石油及其它地質及礦產勘探的勘探數字地震儀技術得到了突飛猛進的進步。各種有線、無線和無纜地震儀產品層出不窮。它們的特點是：儀器精度高，先進的24位以上的AD轉換保證了數字信號的精度和動態范圍；帶道能力強，使用了百兆甚至千兆的網絡傳輸的遙測地震儀系統可以具有10萬道甚至更高的實時帶道能力；野外設備功耗低，穩定性好，能適應復雜的地理及氣候環境。在這種地震儀的基礎上，進一步提高震動傳感器的靈敏度和抗噪聲能力，可以很好的采集到地面或地下產生的震動信號。

總之，在以上所述的技術背景基礎上，如何將眾多的監控器通過網絡技術組合使用，并采取先進科學的觀測處理方法，獲得精確豐富的震動信息，把震動監測使用到更廣泛的領域是個非常有意義的研究課題。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種能獲得精確豐富的震動信息的震動源實時定位與分析系統。

為實現上述目的，本發明震動源實時定位與分析系統由野外震動數據采集網絡和室內數據分析系統兩大部分組成；其中野外震動數據采集網絡由三部分組成：室外震動監控站FMU(Field?Monitoring?Unit)、室內數據回收單元IDCU(Indoor?Data?Collection?Unit)和定位服務器LS(Location?Server)；更確切地說：其是一種中小區域內的震動源實時定位與分析系統，硬件由三部分組成：室外震動監控站、室內數據回收單元和定位服務器。如圖1所示。

所述室外震動監控站是整個系統的最前端，負責采集震動數據，并實時將數據發送至室內的數據回收單元，是整個系統的最前端；所述室內數據回收單元負責接收所有野外震動監控站采集的震動數據并向上傳遞給定位服務器進行位置解算；所述定位服務器負責從室內數據回收單元上傳的各震動監控站震動數據出發，(依據特定的算法與計算程序)快速解算出震動發生的位置及震動能量大小。

當被監控區域內發生了具有一定強度的震動后，本發明系統可以快速的判斷震動的位置及強度等信息，具有設備成本低，精度高、高靈敏度，能夠完成實時和準確的震動位置和強度的分析的優點。本發明系統可用于：機場、軍事目標及其它區域的彈著點、炸點位置及損害度監控，煤炭、石油、天然氣及其它礦產、礦山等在勘探、開發過程中的震動監控監測，滑坡、泥石流等地質災害的監測，水庫、水壩、電廠電站等設施區域內的地震地質活動監測，地球內部結構調查等方面，本系統可長時間檢測人工或天然地震信號、將其轉換成數字信號，分析該信號可以獲得關于震動位置和強度的信息。具有能獲得精確豐富的震動信息的優點。

作為優化，所述室外震動監控站由采集模塊AM(Acquisition?Module)、檢波器(更確切是：動圈檢波器或MEMS傳感器)、控制模塊CM(Control?Module)、電源模塊PM(Power?Module)和GPS模塊等共同組成；如圖2所示。