CN102004262A - 天波地震电磁监测方法 - Google Patents

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CN 201010516230
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乔晓林
曹丙霞
杨滨华
佟少强
侯琳
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WEIHAI SHENGGAO ELECTRONIC ENGINEERING Co Ltd
Harbin Institute of Technology Weihai
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WEIHAI SHENGGAO ELECTRONIC ENGINEERING Co Ltd
Harbin Institute of Technology Weihai
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Abstract

本发明涉及一种天波地震电磁监测方法，其利用短波接收天线和短波接收机，接收短波授时台发播的短波授时信号；短波接收机接收在传播过程中被SR调制后的授时信号，将接收信号混频滤波至零中频；由A/D转换器采样后输送至数据处理计算机，提取解调后的SR信号并分析各阶的频率、带宽和强度等参数，在显示器上以图形及表格方式显示，与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。本发明通过无线电探测方式，主动接收高频电磁波，获取与地震活动有关的扰动信号以提供地震前兆信息。其步骤简单、监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测，实现天波地震电磁监测。

Description

天波地震电磁监测方法
技术领域
本发明涉及一种地震电磁监测技术，具体说是一种天波地震电磁监测方法。
背景技术
强震和火山前发生的地壳和对流层电磁耦合已经得到科学界的确认，震前的几天到几小时不等的时间里，孕震区域周围会产生各种电离层异常现象。日本、俄罗斯等地震多发国家，提出了地震无线电探测法，获取震前的各种异常耦合信号。
地震无线电探测法，也称为主动探测法，该方法监测某一固定发射台通过空间传播的电磁信号，如导航和广播信号等，分析地震对大气和电离层的扰动关系，是一种间接地震电磁观测方法。这种方法的优点在于可以进行集中监测，方便地聚集地震事件的数量，就是说在发射机到接收机的大圆路径附近发生任何地震，都会在接收数据中体现。 
无线电探测法按照监测信号频段的不同，分为监测低电离层超低频/极低频(VLF/LF)传播探测地震-电离层扰动和观测水平面上VHF广播信号探测地震-电离层扰动两种方法。俄罗斯最早开展了人工源甚低频/低频（VLF/LF）信号的观测研究。该频段的无线电波主要用于无线广播和导航***，在地-电离层波导中传播，因此传播路径上可携带地震区的电磁异常。自1996年开始该项目的研究，日本的已经用了一个由7个接收站构成的VLF/LF网络。每个站都可以接收来来自4个VLF发射机和一个LF发射机的信号。VHF (Very High Frequency, 甚高频，30-300MHz)频段在日本同样被用来做地震-大气扰动监测， 该方法命名为观测水平面以上的VHF发射信号。Kushida等发现了许多与地震相关的广播FM信号的异常现象。他们首先建议用这种水平面以上的VHF信号进行短临地震预报，之后，日本的很多科研小组都开始了对该方法的机理和可靠性的探索研究。但这些方法都没有一个稳定的正常信号作为参考，地震活动引发的异常判断模糊。震后可以找到非常明显的对应异常信号，而在震前，却很难区分是震前的异常还是其他电波传播异常。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测的天波地震电磁监测方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种天波地震电磁监测方法，其特征是：利用短波接收天线和短波接收机，接收授时台短波授时信号，该信号在传播过程中，经过电离层D层底部时与舒曼谐振SR信号相互作用，并被SR调制；短波接收机接收被调制后的授时信号，将接收信号混频滤波至零中频；经A/D转换器采样后输送至数据处理计算机，提取解调后的SR信号并分析其各阶的频率、带宽及强度等参数，在显示器上以图形及表格方式显示，与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。
本发明通过无线电探测方式，主动接收高频电磁波，获取与地震活动有关的扰动信号以提供地震前兆信息，观测信号为解调后的舒曼谐振。对照现有技术，本发明是一种主动式地震电磁监测手段，步骤简单、监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测，实现天波地震电磁监测。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1本发明的工作原理示意图。
图中的标号是：1.短波天线，2.短波接收机，3. 数据处理计算机，4.显示器。
具体实施方式
一种天波地震电磁监测方法，架设5M-10MHz 短波天线1，与短波接收机2连接，接收中国国家授时中心发播的BPM短波授时信号。该信号在传播过程中，经过电离层D层底部时与舒曼谐振SR信号相互作用，并被SR调制。
舒曼谐振SR的形成原理是：地球和电离层构成了一个谐振腔体，该腔体的谐振频率主要由地球的尺寸决定，全球雷暴产生的闪电活动产生宽频带的电磁辐射，等效于一个电流发生器，向电离层充电维持了全球电流平衡和电离层电位。地球波导作用就像一个谐振器，谐振频率对应的电磁波在地-电离层波导发生谐振，闪电辐射被放大，即产生了地球-电离层空腔谐振。该谐振为舒曼谐振(SR)。表1所是舒曼谐振的部分特征参数。舒曼谐振的频率稳定，各本征频率的偏移量一般在0.2Hz左右。如表1所示，舒曼谐振各本征频率对应的谱密度呈现日周期变化，但变化幅度不大，数值稳定。
表1 舒曼谐振的特征参数
特性 垂直电场 水平磁场
本征频率 7.8,14,20,26,33,39,45Hz 7.8,14,20,26,33,39,45Hz
本征频率日变化 ±0.5Hz ±0.5Hz
幅度 ~100-200μVm-1Hz-1/2 ~0.5-1pTHz-1/2
幅度日变化 ±50-100μVm-1Hz-1/2 ~0.25-0.5pTHz-1/2
极化 线性（垂直）极化 线性（椭圆）极化
舒曼谐振可以在地球上的任意地方测量，其磁场强度远小于地磁场的强度，一般采用两个水平的低噪声感应线圈测量东-西和南-北的磁场分量；电场一般采用垂直电偶极子天线测量。由于SR具有稳定的频率和强度等参数特征，日常观测总能得到稳定的参考标准信号。
 
本发明BPM短波授时信号在传播过程中，经过电离层D层底部时与舒曼谐振相互作用，并被SR调制。短波接收机2接收被调制后的BPM信号，将接收信号混频滤波至零中频；由24位的AD7734采样后输送至数据处理计算机3，提取解调后的前4阶SR信号，对应分析并显示了各阶中心频率、带宽和强度随时间的变化。地震活动会引发SR参数异常，在地面获取此异常信号与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。
本发明通过无线电探测方式，主动接收高频电磁波，获取与地震活动有关的扰动信号以提供地震前兆信息，观测信号为解调后的舒曼谐振。本发明是一种主动式地震电磁监测手段，步骤简单、监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测，实现天波地震电磁监测。 

Claims (1)

1.一种天波地震电磁监测方法，其特征是：利用短波接收天线和短波接收机，接收短波授时台发播的授时信号；该短波授时信号在传播过程中，经过电离层D层底部时与舒曼谐振SR信号相互作用，并被SR调制；短波接收机接收被调制后的授时信号，将接收信号混频滤波至零中频；由A/D转换器采样后输送至数据处理计算机，提取解调后的SR信号并分析其各阶的频率、带宽和强度参数，在显示器上以图形及表格方式显示，与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105301632A (zh) * 2015-11-30 2016-02-03 江苏省地震局 一种地震前兆舒曼谐振垂直电场接收设备
CN108594315A (zh) * 2018-04-20 2018-09-28 江苏省地震局 基于感应式磁传感器的地震电磁扰动观测***及观测方法
CN109471158A (zh) * 2019-01-22 2019-03-15 张银海 一种利用监测vlf电磁辐射强度的变化预报地震的方法
CN113406609A (zh) * 2021-06-04 2021-09-17 哈尔滨工业大学 一种天波雷达探测电离层突发异常结构方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997002499A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-23 Geoforschungszentrum Potsdam Erdbebenüberwachung
JP3188609B2 (ja) * 1995-07-13 2001-07-16 廣 加藤 電磁波のノイズ検知・解析装置
CN2696211Y (zh) * 2003-12-19 2005-04-27 中国科学院国家授时中心 数字化短波接收机
JP2006153830A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Kazuhide Meguro 地震予知装置
CN101614825A (zh) * 2009-06-12 2009-12-30 余志鹏 地震监测预报***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997002499A1 (de) * 1995-07-05 1997-01-23 Geoforschungszentrum Potsdam Erdbebenüberwachung
JP3188609B2 (ja) * 1995-07-13 2001-07-16 廣 加藤 電磁波のノイズ検知・解析装置
CN2696211Y (zh) * 2003-12-19 2005-04-27 中国科学院国家授时中心 数字化短波接收机
JP2006153830A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Kazuhide Meguro 地震予知装置
CN101614825A (zh) * 2009-06-12 2009-12-30 余志鹏 地震监测预报***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国地震学会空间对地观测专业委员会2009年学术研讨会论文摘要集》 20091231 乔晓林 舒曼谐振波异常地震先兆监测技术 全文 1 , *
《电子与信息学报》 20100831 曹丙霞，乔晓林 低电离层舒曼谐振观测 第1-5部分 1 第32卷, 第8期 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105301632A (zh) * 2015-11-30 2016-02-03 江苏省地震局 一种地震前兆舒曼谐振垂直电场接收设备
CN108594315A (zh) * 2018-04-20 2018-09-28 江苏省地震局 基于感应式磁传感器的地震电磁扰动观测***及观测方法
CN109471158A (zh) * 2019-01-22 2019-03-15 张银海 一种利用监测vlf电磁辐射强度的变化预报地震的方法
CN113406609A (zh) * 2021-06-04 2021-09-17 哈尔滨工业大学 一种天波雷达探测电离层突发异常结构方法
CN113406609B (zh) * 2021-06-04 2022-11-29 哈尔滨工业大学 一种天波雷达探测电离层突发异常结构方法

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