[發(fā)明專利]基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法及驗(yàn)證方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111457516.5
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114217356A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董杰;劉煥玲;易慧;文漢江
• 申請（專利權(quán)）人: 中國測繪科學(xué)研究院
• 主分類號: G01V7/06
• 分類號: G01V7/06;G01V1/00;G01V1/30
• 代理公司: 北京星通盈泰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11952
• 代理人: 李筱

1.基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：

通過超導(dǎo)重力儀采集觀測數(shù)據(jù)；

對所述觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后得到重力變化值；

找出重力變化值中的同震重力信號和高頻地震波的最佳顯示頻段；

過濾所述高頻地震波，提取到同震重力信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：在對所述觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理中，預(yù)處理包括修正和格值改正：

所述修正包括：

修正所述觀測數(shù)據(jù)中含尖峰和突跳信號的數(shù)據(jù)觀測段；

刪除不正常和無意義的數(shù)據(jù)觀測段；

得到修正后的觀測數(shù)據(jù)；

所述格值改正包括：

所述修正后的觀測數(shù)據(jù)主要包括原始電壓值和原始?xì)鈮褐担瑢⑺鲈茧妷褐岛驮細(xì)鈮褐颠M(jìn)行改正后得到原始重力值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：根據(jù)原始重力值結(jié)合公式（1）計(jì)算出重力變化值；

公式（1）中，為原始重力值，為臺(tái)站重力合成潮，

為臺(tái)站氣壓負(fù)荷，為重力殘差（重力變化值），為觀測儀器的長期漂移項(xiàng)和干擾項(xiàng)，t為采樣時(shí)間；

其中，根據(jù)超導(dǎo)重力儀數(shù)據(jù)處理軟件提供的合成潮的計(jì)算方法得出臺(tái)站重力合成潮，根據(jù)氣壓重力效應(yīng)計(jì)算出所述臺(tái)站氣壓負(fù)荷。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：使用大氣導(dǎo)納常數(shù)結(jié)合公式（2）-（3）進(jìn)行氣壓重力效應(yīng)計(jì)算出氣壓負(fù)荷值；

公式（2）中，為氣壓負(fù)荷值，為測點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)氣壓值，P為測點(diǎn)實(shí)測氣壓值，H為測點(diǎn)海拔高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：采用功率譜密度分析法確定所述重力變化值中的同震重力信號和高頻地震波的最佳顯示頻段；

所述功率譜密度分析法包括公式（4）：

（4）

其中，為觀測數(shù)據(jù)的自相關(guān)函數(shù)，為功率譜密度值，N為觀測數(shù)據(jù)長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：所述觀測數(shù)據(jù)的自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算方法包括公式（5）：

（5）

其中，N為觀測數(shù)據(jù)長度，x為觀測數(shù)據(jù)，j和n均為個(gè)數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于超導(dǎo)重力資料提取同震重力信號的方法，其特征在于：

根據(jù)所述最佳顯示頻段找出同震重力信號和高頻地震波；

采用低通濾波技術(shù)去除所述高頻地震波；

采用剩下的信號進(jìn)行同震信號分析，得到同震重力信號。

8.一種驗(yàn)證基于超導(dǎo)重力資料提取的同震重力信號的方法，其特征在于：包括以下步驟：

將過濾掉高頻地震波后得到的同震重力值根據(jù)時(shí)間進(jìn)行分割，并取差值得到同震重力變化值；

根據(jù)地震位錯(cuò)理論計(jì)算出同震重力變化理論值；

將所述同震重力變化值和所述同震重力變化理論值進(jìn)行對比，得到對比結(jié)果；

通過所述對比結(jié)果驗(yàn)證所述同震重力信號的方法準(zhǔn)確性。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種驗(yàn)證基于超導(dǎo)重力資料提取的同震重力信號的方法，其特征在于：

所述同震重力變化值的計(jì)算步驟包括：

將地震發(fā)生時(shí)刻前的同震重力值進(jìn)行最小二乘擬合得到震前擬合值；

將地震發(fā)生時(shí)刻后的同震重力值進(jìn)行最小二乘擬合得到震后擬合值；

根據(jù)震前擬合值和震后擬合值的差值得到同震重力變化值。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種驗(yàn)證基于超導(dǎo)重力資料提取的同震重力信號的方法，其特征在于：

計(jì)算所述同震重力變化理論值的公式（6）：

(6)

其中，為同震重力變化理論值，為空間固定點(diǎn)引力位，為計(jì)算點(diǎn)的徑向位移，為自由空氣重力梯度，R為地球半徑，為經(jīng)度，為余緯。