MEMS加速度记录在地震预警中的应用研究
发布时间：2021-01-11 18:13
地震预警是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上许多地震多发的国家和地区都建立了原型地震预警系统。MEMS（微机电系统）加速度仪由于成本低、布设易的优点,在地震预警系统建设中得到了比较广泛应用。本文拟利用MEMS加速度仪的地震观测记录,进一步研究MEMS仪器在地震预警中的适用性。本文在系统总结国内外相关研究现状的基础上,开展了以下研究工作:1.对我国台湾地区MEMS地震观测台网PSN在2016年1月至2018年4月记录到的178次地震23万多条加速度记录进行了整理,从中筛选了7万多条合格记录用于本论文研究工作。2.对随机挑选出的8次地震事件共401条观测记录进行了 P波到时人工识别,应用这些P波到时数据,建立 P波初至有效捡拾范围与震级的对应函数关系,为地震预警系统利用MEMS加速度记录进行震中位置判定提供参考。应用41个台站地震事件前的背景噪声数据,对噪声振幅和功率谱进行了分析。3.应用不同震级下P波初至有效捡拾范围内的6164条MEMS加速度记录的竖向分量数据,建立了 P波振动3秒加速度幅值Pa、速度幅值Pv、位移幅值Pd以及周期τpmax和τc等参数与震级的统计关系。结果表明,周期参...
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＳＮ检测到的地震分布图（图片来源于台湾ＰＳＮ官网）??１．２
?－ｔ？户、乂，＇?：，１＞??图１－１?ＰＳＮ检测到的地震分布图（图片来源于台湾ＰＳＮ官网）??１．２国内外研究现状??地震预警系统的作用是在具有破坏性的地震波到达目标区域前，向目标区域??发布地震报警信息，减小人员伤亡和财产损失。高密度的地震监测台网对快速估??计震源参数（震中、震级和发震时刻）、生成强地面运动图、地震预警、震后灾??害评估以及地震应急救援至关重要，但专业地震仪器的成本和维护费用高昂，而??增加台网密度将投入大量的资金。对于地震预警来说，如何提高地震参数估计的??精度，缩短预警时间，一个行之有效的方法是建成高密度的地震预警网络。使用??低成本ＭＥＭＳ加速度计构建一个密集台网可以大大的节约成本，这也为地震台站??数量有限或没有地震网络的国家提供了一个建立地震预警网络的可能。??１９６２?年，世界上第一个?ＭＥＭＳ?（Ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｙｓｔｅｍｓ）传感器??被设计制造完成
中国地震局工程力学研宄所硕士学位论文??统成本，ＱＣＮ能够检测到大中型地震（震级大于５）（Ｅｌｉｚａｂｅｔ的准确性是传感器进行地震定位的关键因素，地震参数的发生进行粗略估计，通过谷歌交互界面进行精确定位。当钟时，时间的校准采用ＮＴＰ?（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｔｉｍｅ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）协移进行估计，使得时间能够精确到±２０ｍｓ。由于环境因素存在很大背景噪声，一个有效的处理方式使将加速度数据势并用于ＱＣＮ数据噪声的修正。虽然ＱＣＮ传感器的灵敏但是在城市地区，庞大的传感器数量可以弥补其灵敏度不足种内置了?ＭＥＭＳ传感器的笔记本电脑：苹果和ＴｈｉｎｋＰａｄ，ＥＭＳ记录到的数据质量更好。为了避免按键噪声的影响，于非活动状态时记录数据。为了尽量避免环境的影响，电时才开始记录数据（Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ?ｅｔａｌ．，２００９）。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震预警系统的实践及与实时地震学发展之间的关系[J]. 李佳威,秦玉峰,蒋策. 科技导报. 2017(05)
[2]MEMS传感器发展现状与应用[J]. 肖应超. 中国高新技术企业. 2016(35)
[3]MEMS加速度传感器噪声分析[J]. 曲明哲,罗新恒,温瑞智. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[4]用于地震预警的P波震相到时自动拾取[J]. 马强,金星,李山有,陈绯雯,廖诗荣,韦永祥. 地球物理学报. 2013(07)
[5]地震预警系统研究及应用进展[J]. 张红才,金星,李军,韦永祥,朱海燕. 地球物理学进展. 2013(02)
[6]地震预警中两种利用卓越周期估算震级方法的比较[J]. 宋晋东,李山有. 地震工程与工程振动. 2012(06)
[7]地震预警震级确定方法研究[J]. 金星,张红才,李军,韦永祥,马强. 地震学报. 2012(05)
[8]地震预警震级计算方法研究综述[J]. 张红才,金星,李军,韦永祥,马强. 地球物理学进展. 2012(02)
[9]上海数字地震台网监测能力评估[J]. 尹继尧,朱元清. 地震研究. 2011(04)
[10]MEMS传感器现状及应用[J]. 王淑华. 微纳电子技术. 2011(08)
博士论文
[1]地震预警技术研究及应用[D]. 马强.中国地震局工程力学研究所 2008
硕士论文
[1]利用P波初始信息实时估算震级的方法研究[D]. 王江.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]集集地震余震地震动衰减关系及其不确定性研究[D]. 陈勇.哈尔滨工业大学 2015
[3]P波震相自动捡拾与地震预警震级实时测定技术研究[D]. 尹得余.中国地震局工程力学研究所 2012
[4]地震仪器指标体系研究与MEMS仪器设计[D]. 林世荣.中国地震局工程力学研究所 2012
本文编号：2971250
【文章来源】：中国地震局工程力学研究所黑龙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＳＮ检测到的地震分布图（图片来源于台湾ＰＳＮ官网）??１．２
?－ｔ？户、乂，＇?：，１＞??图１－１?ＰＳＮ检测到的地震分布图（图片来源于台湾ＰＳＮ官网）??１．２国内外研究现状??地震预警系统的作用是在具有破坏性的地震波到达目标区域前，向目标区域??发布地震报警信息，减小人员伤亡和财产损失。高密度的地震监测台网对快速估??计震源参数（震中、震级和发震时刻）、生成强地面运动图、地震预警、震后灾??害评估以及地震应急救援至关重要，但专业地震仪器的成本和维护费用高昂，而??增加台网密度将投入大量的资金。对于地震预警来说，如何提高地震参数估计的??精度，缩短预警时间，一个行之有效的方法是建成高密度的地震预警网络。使用??低成本ＭＥＭＳ加速度计构建一个密集台网可以大大的节约成本，这也为地震台站??数量有限或没有地震网络的国家提供了一个建立地震预警网络的可能。??１９６２?年，世界上第一个?ＭＥＭＳ?（Ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｙｓｔｅｍｓ）传感器??被设计制造完成
中国地震局工程力学研宄所硕士学位论文??统成本，ＱＣＮ能够检测到大中型地震（震级大于５）（Ｅｌｉｚａｂｅｔ的准确性是传感器进行地震定位的关键因素，地震参数的发生进行粗略估计，通过谷歌交互界面进行精确定位。当钟时，时间的校准采用ＮＴＰ?（Ｎｅｔｗｏｒｋ?Ｔｉｍｅ?Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）协移进行估计，使得时间能够精确到±２０ｍｓ。由于环境因素存在很大背景噪声，一个有效的处理方式使将加速度数据势并用于ＱＣＮ数据噪声的修正。虽然ＱＣＮ传感器的灵敏但是在城市地区，庞大的传感器数量可以弥补其灵敏度不足种内置了?ＭＥＭＳ传感器的笔记本电脑：苹果和ＴｈｉｎｋＰａｄ，ＥＭＳ记录到的数据质量更好。为了避免按键噪声的影响，于非活动状态时记录数据。为了尽量避免环境的影响，电时才开始记录数据（Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ?ｅｔａｌ．，２００９）。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震预警系统的实践及与实时地震学发展之间的关系[J]. 李佳威,秦玉峰,蒋策. 科技导报. 2017(05)
[2]MEMS传感器发展现状与应用[J]. 肖应超. 中国高新技术企业. 2016(35)
[3]MEMS加速度传感器噪声分析[J]. 曲明哲,罗新恒,温瑞智. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[4]用于地震预警的P波震相到时自动拾取[J]. 马强,金星,李山有,陈绯雯,廖诗荣,韦永祥. 地球物理学报. 2013(07)
[5]地震预警系统研究及应用进展[J]. 张红才,金星,李军,韦永祥,朱海燕. 地球物理学进展. 2013(02)
[6]地震预警中两种利用卓越周期估算震级方法的比较[J]. 宋晋东,李山有. 地震工程与工程振动. 2012(06)
[7]地震预警震级确定方法研究[J]. 金星,张红才,李军,韦永祥,马强. 地震学报. 2012(05)
[8]地震预警震级计算方法研究综述[J]. 张红才,金星,李军,韦永祥,马强. 地球物理学进展. 2012(02)
[9]上海数字地震台网监测能力评估[J]. 尹继尧,朱元清. 地震研究. 2011(04)
[10]MEMS传感器现状及应用[J]. 王淑华. 微纳电子技术. 2011(08)
博士论文
[1]地震预警技术研究及应用[D]. 马强.中国地震局工程力学研究所 2008
硕士论文
[1]利用P波初始信息实时估算震级的方法研究[D]. 王江.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]集集地震余震地震动衰减关系及其不确定性研究[D]. 陈勇.哈尔滨工业大学 2015
[3]P波震相自动捡拾与地震预警震级实时测定技术研究[D]. 尹得余.中国地震局工程力学研究所 2012
[4]地震仪器指标体系研究与MEMS仪器设计[D]. 林世荣.中国地震局工程力学研究所 2012
本文编号：2971250
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