第五章測震臺網內容簡介第一節測震臺網設計第二節測震臺網傳輸鏈路第三節臺網中心建設第四節測震臺網運行第五節測震臺網實例第六節流動觀測與臺陣第七節地震預警技術測震臺網概況1、測震臺網：將測震臺站按照不同的觀測目標需求組成的觀測網。2、測震臺網分類：

組網范圍，全球測震臺網、國家測震臺網、省級區域測震臺網、地方測震臺網；

針對特殊目的，專用測震臺網、流動測震臺網；

記錄方式，模擬測震臺網、數字測震臺網；3、測震臺網的基本任務：完成地面運動波形實時連續檢測、觀測數據傳輸和匯集、地震事件分析和處理、數據管理與服務等。第一節測震臺網設計一、測震臺網構成二、測震臺網布局三、專用儀器設備四、軟件功能設計第一節測震臺網設計一、測震臺網構成4個以上測震臺站、數據傳輸網、臺網中心第一節測震臺網設計二、測震臺網布局1、臺網設計布局要求確定監測的區域范圍確定測震臺網的監測目的和監測能力既要考慮當前建設目的也要兼顧未來發展需要2、臺網分布原則由地震監測能力、場地條件、定位需求、烈度速報能力、地震預警能力等因素。

（1）大體均勻分布原則

（2）重點目標加密原則3、測震臺站數量和間距的估計

美國GSN全球測震臺網在我國境內臺間距約1000km；國家臺網148個臺，臺間距約250km，其中華北地區約40km，西部地區100km；特殊目的的監測臺網要求臺間距更小。

常規以監測為目的的測震臺網臺間距的估計參照一下4個方面：

（1）根據監測區域

（2）在初選位置根據供電、交通、通訊運維條件，進行調整

（3）確定臺站位置環境噪聲水平。

（4）對臺網內特殊構造地區，可適當加密臺站，以提高監測能力

總結：臺網均勻分布、監測能力及噪聲水平、運維條件。

第一節測震臺網設計4、臺網監測能力測震臺網的監測能力是指臺網監測震級下限的能力。第一節測震臺網設計三、專用儀器配置測震臺網專用儀器主要指地震儀和數據采集器。專用儀器的選擇：根據臺網的監測需要確定儀器的主要技術指標；儀器對環境的適應性；儀器運行的穩定性和可靠性；儀器廠商的技術支持能力。地震儀配置：根據監測目的，可配置不同觀測頻帶和動態范圍的地震儀。根據觀測頻帶劃分，常用的地震儀包括短周期地震儀、寬頻帶地震儀、甚寬頻帶地震儀與超寬頻帶地震儀。短周期地震儀主要用于記錄地方震；寬頻帶地震儀、甚寬頻道地震儀與超寬頻帶地震儀可用于記錄地方震、近震、遠震和極遠震，但觀測環境和安裝條件要求高。

數據采集器配置：主要考慮連接地震計數量、種類、數據傳輸通訊方式。第一節測震臺網設計四、軟件功能設計數據匯集、存儲、交互分析、烈度計算、大震應急產出、信息交換和發布、臺網運行監控。第二節測震臺網傳輸鏈路數據鏈路：實現臺站數據或臺網數據的遠距離、無失真、實時傳輸，主要基于現有公共數據網絡來實現，主要由ADSL、SDH、MSTP、3G/4G、短波、超短波、擴頻微波、衛星等。一、傳輸鏈路設計

可根據傳輸要求、通訊條件、運維能力等選擇不同的傳輸方式，單個臺站的傳輸速率要求在9.6kbps。

二、常用傳輸鏈路

ADSL：運行在原有普通電話線上的高速寬帶技術，可提供下行2~8Mbit/s,上行64~640kbit/s的傳輸速度。

SDH：即同步數字體系，它提供了一個國際支持框架，使不同廠家生產的設備互通成為可能，核心特點是同步復用、標準光接口以及強大的網絡管理能力。

MSTP：基于SDH平臺，特點是業務帶寬配置靈活，MSTP上提供10/100/1000Mbit/s系列接口，主要應用于省級測震臺網與國家地震臺網之間的數據交換

3G/4G傳輸：3G指的是第三代蜂窩移動通信系統（3G）的提出主要用于解決2G系統面臨的問題，以多媒體數據業務為主要特征，最大程度的提高頻段利用率，提供大容量、高速率的多媒體數據業務。3GVPDN組網方式在地震行業應用比較廣泛，即虛擬撥號專用網，是一種撥號接入的虛擬專用撥號網業務第二節測震臺網傳輸鏈路行業VPDN接入CDMA分組網的方式主要有兩種，互聯網接入和專線接入。4G技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。集3G與WLAN于一體，并能快速提高質量傳輸數據，4G能夠以100Mbps以上的速度下載，并能滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。

4G特點：通信速度快網絡頻譜寬，通信靈活，智能性能高，兼容性好。

超短波傳輸：工作頻率一般指30~300MHz，在地震行業將40MHz~400MHz稱為超短波，主要用于點對點的實時數據流短距離傳輸，經批準可使用的的頻點為47MHz和223MHz。

微波傳輸：是一種“視距”傳播，即直線傳播，在設計時一是要考慮自由空間傳播損耗，二是視距傳播距離與天線高度的關系。

擴頻傳輸：主要應用于視距范圍內點對點、一點對多點高速數據流傳輸。

衛星傳輸：利用人造地球衛星作為中繼站來轉發或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。特點：通信距離遠，覆蓋面積大，通信頻帶寬，通信線路穩定可靠。第二節測震臺網傳輸鏈路三、地震傳輸協議

中國測震臺網使用了國內外多種型號的數據采集器，一般都提供了兩種接口的實時數據流輸出，一種是遵循TCP/IP或UDP/IP協議的網絡數據接口，另外一種是兼容RS232串行異步傳輸標準接口的實時數據流，為了規范數據流在臺網間的使用和共享，自主開發了基于TCP/IP網絡協議、用戶層面的實時數據流交換協議NetSeisIP。第三節臺網中心建設測震臺網中心建設包括場地建設、技術系統建設和輔助系統建設三部分；場地建設主要是土建、裝修和辦公設施建設，輔助系統建設是為臺網中心軟硬件正常運行提供支撐，如供電、避雷、消防等，技術系統主要包括網絡計算機硬件支撐、軟件系統。一、設計與建設要求1、數據量分析2、數據處理分析3、中心選址4、信息處理系統設備配置5、機房設計第四節測震臺網運行一、軟件部署數據匯集交換系統、地震參數自動速報系統、人機交互處理系統、信息交換系統、分析編目系統、震源參數處理系統、數據存儲系統等。

1、臺站基本參數：經緯度、高程、地震計、數采、臺基類型、傳輸方式等。

地震計方面參數包括靈敏度、零極點信息等。

數據采集器參數包括量程、采樣率等。

第四節測震臺網運行2、網絡化數據傳輸參數：臺站IP、數據端口號等。

3、信號處理參數：設定自動觸發各類參數。4、產出管理與服務：定義發布對象及內容。二、臺網常規運行

常規運行任務包括：運行維護、地震數據匯集與共享、地震速報、地震編目、大震應急產出、波形數據歸檔、運行月報年報。

1、運行維護：系統網絡維護、數據庫管理、臺站參數檢查、在線檢測、臺基噪聲計算、儀器維修、運行率統計。

2、數據匯集共享：匯集臺站數據、上傳臺網中心實現數據共享。

3、地震速報

4、地震編目：快報、正式報、觀測報告。

5、波形數據歸檔：事件波形、臺站波形、臺網波形、在線檢測文件。

6、運行月報、年報第五節測震臺網實例一、省級區域測震臺網1、系統結構：主要由臺站和臺網中心組成，其中臺站又包括本區域臺站以及通過共享系統接收的外圍臺站數據。第五節測震臺網實例2、數據流程第五節測震臺網實例3、專業軟件系統

jopens系統的模塊主要包括：數據庫服務、流服務、實時處理服務、人機交互、控制臺、地震編目等。二、國家測震臺網由國家測震臺站、區域測震臺網、全球地震臺站及援外臺站組成，主要功能是國內外大震速報、統一編目等。第五節測震臺網實例三、專用臺網第五節測震臺網實例第五節測震臺網實例四、國際測震臺網

美國全球測震臺網（GSN）IMS國際地震監測系統美國的國家測震臺網第六節流動觀測與臺陣用于地震現場的臨時觀測或者為某一科研項目開展的臨時觀測稱為流動觀測，用于流動觀測的測震臺網稱為流動觀測臺網。流動觀測臺網包括以加強震后余震監測為目的的地震應急流動測震臺網、以科學研究為主要目的的寬頻帶流動地震臺陣。一、應急流動測震臺網大震后由于固定臺網臺間距較大，不能滿足余震跟蹤和速報定位的需要，需要架設流動臺網作為固定臺網的補充，用以提高余震監測能力和定位精度。1、流動子臺主要由地震儀、數采、通信系統、供電系統組成，通常選用短周期地震計、加速度計及六通道數據采集器，或短周期地震計和三通道地震計。流動子臺布設地點具有不確定性，實際架設多采用無線傳輸模式或有線無線相結合模式，為了應對無公網可用的情況，往往采用超短波或擴頻微波等方式。供電系統以太陽能供電為主，同時備有交流供電設備。第六節流動觀測與臺陣2、應急流動臺網中心

應急流動臺網中心具有數據實時匯集、展示、處理及歸檔功能，同時滿足向升級臺網中心實時傳輸數據的需要，主要由適合野外工作的便攜式服務器、筆記本、路由器、交換機組成，配備UPS及自發電功能。

應急流動臺網中心的軟件一般配備JOPENS數據匯集處理軟件和EQIM速報信息共享軟件。第六節流動觀測與臺陣3、流動臺站建設：由于流動觀測點為臨時性臺站，且無人值守，所以臺站建設以安全為首，包括設備防盜、防水、防風、保溫、供電等，其次考慮噪聲水平，觀測點噪聲水平再低，觀測系統不能連續穩定工作是沒有意義的！臺基處理方式以向下挖坑為主，主要目的是降低噪聲、保溫。第六節流動觀測與臺陣二、寬頻帶流動地震臺陣第六節流動觀測與臺陣

1、寬頻帶流動地震臺陣觀測點的勘選選址：要符合項目布局要求，綜合考慮臺基噪聲、通訊、供電、安全問題。流動觀測與固定臺站觀測不同，觀測點位置主要考慮觀測工作需求。臺基噪聲可以采用儀器檢測脈動方式，經驗上要遠離鐵路、公路、工廠等噪聲源，盡量離開住戶、樹林、河流等。根據臺基地質情況考慮噪聲源影響。完成觀測點勘選后，需填寫《臺陣觀測點勘選表》，內容需詳實，是后期觀測運維工作的重要基礎。第六節流動觀測與臺陣中國地震局在2010年開始實施了“中國地震科學臺陣探測”項目，計劃在20多年的時間內分期在中國大陸進行地震臺陣觀測，對大陸下方整體的地殼與上地幔三維結構進行精細成像。（喜馬拉雅計劃）喜瑪拉雅一期寬頻帶流動地震臺陣觀測任務覆蓋面積70萬平方公里，500個觀測點，其中30個甚寬頻帶觀測點，470個寬頻帶觀測點，平均間距35公里。由7個協作單位完成。喜瑪拉雅二期寬頻帶流動地震臺陣觀測任務覆蓋面積100萬平方公里，674個觀測點，其中343個甚寬頻帶觀測點，331個寬頻帶觀測點，平均間距45公里。由11個協作單位完成。第六節流動觀