地震前兆數(shù)字觀測公用技術(shù)與臺網(wǎng)/數(shù)字地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)系列教材

前言

我國地震監(jiān)測工作主要服務于地震預測預報研究與實踐。地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)大體分為測震觀測、前兆觀測、強震觀測、流動臺陣觀測和活動斷裂系統(tǒng)觀測等，以及為地震信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡技術(shù)支撐系統(tǒng)。地震前兆觀測技術(shù)系統(tǒng)按學科又分為地震電磁（包括地磁、地電、地震電磁擾動）、地形變（包括水平與垂直形變、應變、重力）和地下流體（包括物理動態(tài)、化學動態(tài)）三種觀測技術(shù)系統(tǒng)。我國地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)經(jīng)歷了自1966年邢臺地震后30多年的不斷演進和完善。形成了現(xiàn)今的格局，為地震預測預報、地震科學研究、國防建設和國際科技合作做出了重要貢獻。“九五”期間在國家及有關(guān)部門的大力支持下，中國地震局全面實施了中國地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)改造和建設，其中包括“中國數(shù)字化地震觀測系統(tǒng)的建設”，“地震前兆臺網(wǎng)綜合化數(shù)字化技術(shù)改造”和“全國地震通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設”，實現(xiàn)了地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的跨越。中國數(shù)字化地震觀測系統(tǒng)最基本的功能是獲得寬頻帶、大動態(tài)范圍的地震記錄，并運用這些記錄測定出不同震源模型下的各種運動學與動力學參數(shù)，為數(shù)字地震學研究和地震預測預報研究提供基礎數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包括國家數(shù)字地震臺網(wǎng)、區(qū)域數(shù)字地震臺網(wǎng)、流動數(shù)字地震臺網(wǎng)等。地震前兆臺網(wǎng)綜合化數(shù)字化技術(shù)改造，通過對全國地震前兆基本臺網(wǎng)和重點監(jiān)視防御區(qū)臺網(wǎng)進行技術(shù)及環(huán)境條件改造，實現(xiàn)臺站觀測對象綜合化、臺站觀測技術(shù)數(shù)字化、數(shù)據(jù)處理計算機化、數(shù)據(jù)傳輸遙測化和臺網(wǎng)中心網(wǎng)絡化，使之提供穩(wěn)定、可靠、便于計算機陜速分析處理的各類地震前兆數(shù)據(jù)。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)系列教材：地震前兆數(shù)字觀測公用技術(shù)與臺網(wǎng)》以我國“九五”國家科技攻關(guān)項目關(guān)于數(shù)字化地震前兆臺網(wǎng)設計的相關(guān)內(nèi)容為基礎，結(jié)合“九五”中國數(shù)字化地震前兆臺站（網(wǎng)）技術(shù)改造項目中的實施技術(shù)，詳細講述了我國在“九五”計劃期間建成的29個省級區(qū)域數(shù)字化地震前兆臺網(wǎng)和它的220個數(shù)字化前兆臺站中所使用的技術(shù)原理，儀器設備和軟件設計與使用。書中重點介紹了數(shù)字化地震前兆臺網(wǎng)的設計思路、關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)及數(shù)字化前兆臺網(wǎng)中的關(guān)鍵設備，包括：地震前兆數(shù)據(jù)采集器，通信設備和通信軟件。供電和避雷技術(shù)，數(shù)字化地震前兆臺站技術(shù)系統(tǒng)集成，地震前兆數(shù)字觀測臺網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)成、運行和數(shù)據(jù)共享等?！稊?shù)字地震監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)系列教材：地震前兆數(shù)字觀測公用技術(shù)與臺網(wǎng)》適合地震前兆監(jiān)測第一線的設備維護人員和臺站觀測人員使用，也適合管理人員使用。

書籍目錄

緒言第一節(jié) 地震前兆觀測第二節(jié) 模擬地震前兆觀測臺網(wǎng)和數(shù)字地震前兆觀測臺網(wǎng)2.1 模擬地震前兆觀測臺網(wǎng)2.2 數(shù)字地震前兆觀測臺網(wǎng)第一章 地震前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)概述第一節(jié) 地震前兆臺站數(shù)字觀測系統(tǒng)的主要技術(shù)環(huán)節(jié) 1.1 地震前兆儀器1.2 地震前兆臺站現(xiàn)場總線1.3 地震前兆數(shù)據(jù)采集1.4 通信單元1.5 時間服務1.6 臺站供電與避雷1.7 臺站軟件1.8 前兆通信控制協(xié)議1.9 前兆數(shù)據(jù)格式、文件格式、文件名1.10 信道更新和計算機網(wǎng)絡應用第二節(jié) 數(shù)字地震前兆臺站的構(gòu)成2.1 臺站結(jié)構(gòu)的概念2.2 主臺型前兆臺站2.3 單純主臺型前兆臺站2.4 現(xiàn)場總線型子臺2.5 有線無人值守型子臺2.6 無線無人值守型子臺2.7 主臺中的無線通信單元第二章 地震前兆數(shù)據(jù)采集技術(shù)概述第一節(jié) 地震前兆觀測技術(shù)對數(shù)據(jù)采集器的基本要求1.1 地震前兆數(shù)據(jù)采集器在前兆觀測系統(tǒng)中的位置1.2 前兆數(shù)據(jù)采集器的基本功能要求1.3 數(shù)據(jù)采集器的指標要求第二節(jié) 前兆數(shù)據(jù)采集器設計的關(guān)鍵技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)采集器的高精度設計問題及對策2.2 低功耗設計問題及對策2.3 系統(tǒng)的可靠性設計2.4.與多種前兆傳感器的接口問題2.5 對地震前兆網(wǎng)絡通信協(xié)議的支持能力2.6 生產(chǎn)工藝問題2.7 大數(shù)據(jù)量的存儲問題2.8 事件判別算法2.9 整機結(jié)構(gòu)安排及生產(chǎn)工藝問題第三節(jié) DSC一2系列地震前兆數(shù)據(jù)采集器的設計3.1 DSC一2系列數(shù)據(jù)采集器的硬件設計3.2 系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計思路及功能說明3.3 DSC一2系列數(shù)據(jù)采集器的安裝與調(diào)試3.4 DSC一2系列數(shù)據(jù)采集器的測試及故障分析處理第四節(jié) DSC-3型地震前兆數(shù)據(jù)采集器4.1 DSC一3型數(shù)據(jù)采集的主要設計指標及功能要求4.2 DSC一3型數(shù)據(jù)采集器的硬件結(jié)構(gòu)框圖及工作原理第五節(jié) 現(xiàn)場總線設備5.1 地震前兆臺站現(xiàn)場總線的構(gòu)成5.2 光隔離驅(qū)動器5.3 現(xiàn)場總線的連接方法第三章 地震前兆通信技術(shù)概述第一節(jié) 前兆監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)要求和關(guān)鍵技術(shù)1.1 滿足前兆數(shù)據(jù)量的傳送1.2 通信的及時性與可靠性1.3 通信聯(lián)網(wǎng)1.4 通信信道1.5 通信協(xié)議第二節(jié) 通信專用部件原理及應用2.1 TYZ型地震前兆臺網(wǎng)中心有線通信單元2.2 TK-1型通信控制卡2.3 TY一1型地震前兆主臺有線通信單元2.4 Ty一2型地震前兆子臺有線通信單元2.5 TC-1型地震前兆主臺超短波通信單元2.6 TC-2型地震前兆子臺超短波通信單元2.7 安裝調(diào)試及故障分析第三節(jié) 時間服務用GPS接收機3.1 指標與功能3.2 安裝與使用第四節(jié) 地震前兆通信控制軟件4.1 安裝及環(huán)境要求4.2 功能介紹4.3 軟件使用4.4 多路轉(zhuǎn)換卡初始化軟件4.5 模擬前兆數(shù)據(jù)報送編輯軟件第五節(jié) 前兆數(shù)據(jù)的FTP和E-Mail傳輸5.1 前兆數(shù)據(jù)的傳輸方式5.2 FTP和E-Mail在前兆數(shù)據(jù)傳輸中的應用第四章 地震前兆臺站供電避雷和接地技術(shù)概述第一節(jié) 供電和避雷的基本要求第二節(jié) 供電技術(shù)2.1 凈化、穩(wěn)壓、安全可靠的交流供電技術(shù)和供電系統(tǒng)2.2 穩(wěn)壓、連續(xù)的直流供電技術(shù)和供電系統(tǒng)第三節(jié) 避雷技術(shù)3.1 防直接落雷3.2 防感應雷第四節(jié) 接地技術(shù)4.1 接地系統(tǒng)的施工4.2 接地體的布局4.3 地電阻的測試4.4 接地裝置的驗收、維護和修理第五節(jié) 供電避雷系統(tǒng)設備5.1 DK-2A系列電源控制器5.2 ZH一1型交流電源避雷箱5.3 ZHPL-1型電話防雷器第五章 地震前兆臺站數(shù)據(jù)處理軟件與技術(shù)系統(tǒng)集成概述第一節(jié) 地震前兆臺站數(shù)據(jù)處理軟件1.1 臺站數(shù)據(jù)庫和地震前兆臺站數(shù)據(jù)處理軟件功能1.2 臺站數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建1.3 數(shù)據(jù)入庫1.4 庫結(jié)構(gòu)查看及刪除測項1.5 系統(tǒng)日志管理1.6 臺站日志管理1.7 打印報表1.8 數(shù)據(jù)導出1.9 曲線處理第二節(jié) 前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)系統(tǒng)集成2.1 集成設計的主要依據(jù)2.2 系列化設備的分類及適用范圍第三節(jié) 前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)系統(tǒng)安裝、調(diào)試與維護3.1 前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)系統(tǒng)安裝3.2 前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)系統(tǒng)調(diào)試3.3 前兆臺站數(shù)字觀測技術(shù)系統(tǒng)維護與故障處理第六章 地震前兆數(shù)字觀測臺網(wǎng)概述第一節(jié) 全國地震前兆數(shù)字觀測臺網(wǎng)1.1 全國臺網(wǎng)和中國地震局計算機網(wǎng)絡1.2 省際前兆數(shù)據(jù)交換第二節(jié) 省級地震前兆數(shù)字觀測臺網(wǎng)2.1 省級數(shù)字化前兆臺網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)2.2 臺網(wǎng)中心構(gòu)成2.3 前兆臺網(wǎng)中心地震前兆數(shù)據(jù)庫第三節(jié) 臺網(wǎng)中心數(shù)據(jù)處理服務軟件3.1 數(shù)據(jù)庫操作3.2 連接數(shù)據(jù)庫3.3 前兆信息表的建立3.4 前兆數(shù)據(jù)入庫3.5 繪制前兆時序曲線3.6 數(shù)據(jù)操作3.7 數(shù)據(jù)庫缺數(shù)統(tǒng)計3.8 數(shù)據(jù)庫缺數(shù)掃描第四節(jié) 臺網(wǎng)運行和產(chǎn)出4.1 數(shù)字化地震前兆臺網(wǎng)運行4.2 臺站運行和產(chǎn)出4.3 臺網(wǎng)中心運行和產(chǎn)出第五節(jié) 分布式數(shù)據(jù)共享5.1 前兆數(shù)據(jù)共享的方式5.2 SQLServer6.5 復制5.3 SQLServer6.5 安裝5.4 數(shù)據(jù)庫復制舉例5.5 SQLServer2000的復制附錄1 地震前兆觀測系統(tǒng)接口約定一、地震前兆傳感器與數(shù)據(jù)采集器的接口約定二、地震前兆臺網(wǎng)通信協(xié)議三、地震前兆數(shù)據(jù)文件分類及文件名約定四、地震前兆數(shù)據(jù)文件中臺站號碼的約定五、原始數(shù)據(jù)文件名中數(shù)據(jù)采集號的約定六、原始數(shù)據(jù)文件名中頁號的約定七、前兆手段代碼和手段代碼縮寫附錄2 臺網(wǎng)中心前兆數(shù)據(jù)庫相關(guān)約定一、各省前兆臺網(wǎng)中心WinNT域名稱、計算機名二、前兆數(shù)據(jù)庫中信息表結(jié)構(gòu)約定三、前兆數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)附錄3 前兆臺站數(shù)字觀測系統(tǒng)的工程設計舉例一、什么樣的設計方案是合理的二、工程設計的主要內(nèi)容和步驟三、工程實施的步驟四、某綜合臺數(shù)字化地震前兆臺站公用技術(shù)工程實施方案設計（設計舉例）附錄4 數(shù)字化基礎知識I一、集成電路基礎知識二、模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：國際上相當重視地球物理場觀測，并十分關(guān)注與地震關(guān)系的研究。比較知名的觀測臺網(wǎng)有INTERMAGNET地磁臺網(wǎng)，澳大利亞地磁臺網(wǎng)，日本形變觀測臺網(wǎng)、GPS觀測網(wǎng)，美國圣安德烈斯試驗場臺網(wǎng)，希臘的地電臺網(wǎng)（VAN）等。從技術(shù)上看，這些臺網(wǎng)都使用了數(shù)字化觀測儀器，使用電話撥號、衛(wèi)星或超短波無線通信方式收集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般都集中在相關(guān)研究機構(gòu)里進行管理，并在科研人員中進行交換。有些數(shù)據(jù)可以從因特網(wǎng)上得到。例如日本的地形變觀測由京都大學管理，火山觀測、地磁、地下水由東京大學管理，GPS由國土地理院管理，而地震預報由氣象廳牽頭管理等?？傊畤H上這些臺網(wǎng)都有很強的學科研究方向，兼顧地震預報研究，但都不稱為地震前兆臺網(wǎng)。我國自1966年邢臺地震后，開始進行大規(guī)模地震前兆觀測，全國范圍內(nèi)建成了400多個省級地震前兆觀測臺站和一批地方地震前兆觀測臺站；研制了一批地震前兆觀測儀器并在前兆臺網(wǎng)中使用：取得了地震前兆臺網(wǎng)的建設和運行管理經(jīng)驗：取得了大量觀測資料，在地震預報實踐中發(fā)揮了重要作用。從邢臺地震開始到20世紀90年代中期，是我國模擬地震前兆觀測技術(shù)蓬勃發(fā)展的時期。我國第九個五年建設計劃期間，國家對地震前兆觀測技術(shù)的研制和數(shù)字化地震前兆臺網(wǎng)建設給予了重大支持，獨立自主設計的“中國數(shù)字地震前兆臺網(wǎng)”，結(jié)合中國防震減災需求和分省管理的實際需要，將前兆臺網(wǎng)設計成數(shù)字化、綜合化，以省為單位管理，全國聯(lián)網(wǎng)共享數(shù)據(jù)的方式。在數(shù)字化水平、多種手段綜合觀測，為預報研究和防震減災任務服務等方面，有重大進展。實際觀測表明，中國數(shù)字化前兆臺網(wǎng)在運行自動化水平、數(shù)據(jù)連續(xù)率和技術(shù)上達到了國際同類臺網(wǎng)的先進水平?？梢哉f，世界上沒有哪一個國家像中國這樣重視地震前兆觀測和地震預報的研究了。

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