汶川8级地震前电磁扰动与电磁立体监测体系

研究分析了在2008年5月12日四川汶川8.0级地震前出现的地面电磁与电离层中观测到的中、短临电磁异常,其中距离震中最近的郫县台地电阻率显示了2年左右的趋势下降异常,下降幅度7.2%,同时多台电阻率观测在震前1个月左右显示短临突变异常;震前18天地磁垂直分量出现低点位移,分界线两侧的低点时间超过2h;震前3天即5月9日,地磁低点位移、利用GPS反演得到的电离层总电子含量(TEC)、电离层测高仪得到的foF2和电磁卫星监测的离子密度和温度等均观测到局部电磁扰动现象,多数异常幅度超过50%.汶川8.0级地震前各种电磁观测技术记录到的明显异常现象,揭示了电磁学科在地震预报研究领域巨大的潜力,加强天-地一体化的立体电磁监测对地震预报水平的提高是非常必要的.     

天基地基地震电磁前兆研究综述

总结了国内外关于地震地基电磁前兆和天基电磁前兆研究的主要进展, 回顾了地基电磁前兆在地电阻率、地电场、地磁场以及电磁扰动方面的研究成果; 以法国DEMETER卫星为例, 介绍了天基电磁前兆在电场、磁场和其他物理参量方面的研究进展.归纳了国内外在天基和地基电磁数据联合处理上的研究成果, 指出地基和天基二者的电磁异常在时间和趋势上具有较好的一致性.地基和天基电磁前兆信息联合分析研究, 对未来地震监测预报具有理论指导意义.     

利用无线电发射、接收电路制成的地震前电场异常预报器

地震前出现电磁波现象已经由许多实例证实,国内外现场观测和室内岩石样品压力实验的结果表明,震前岩石破裂电磁辐射的频谱是很宽的,包含了电磁波的各个频段。利用业余无线电发射、接收电路制成的电磁异常检测器,就是利用了临震阶段可能有某种与地震有关的较高电平和较宽频谱的异常电磁辐射信号出现。以简单的钟表机芯每分钟接通5秒钟,驱动业余无线电发射、接收电路工作、由此同时选用光电报警电路做成的临震预报装置。利用电磁异常检测器专门用来地震前监视空间电场变化,由于震前电磁波现象是客观存在的,其物理基础是清楚的,所以是一种有希望的地震短临预报方法。     

两点电磁蜘蛛网

简单二点电磁蜘蛛网由2路发射、2路接收机电路组成。这里设计的利用空间电场变化而设计制成电磁蜘蛛网群则不需要深入地球内部,做成的地震计和进行临震预测控制系统则是简单的。经过多年测试,配合利用每分钟接通5秒检测磁场异常与每小时接收2路信号循环检测制成的临震预报器将地震前电场变化参数转换为数字信号电参数,理论和实践测试都能证明不但可以用于震前电磁场异常预报,而且多个电磁蜘蛛网组成群可以测定震中位置。在震前几小时到几天的时间内感知电磁场变化。能及时知道地震将要发生,并且确定震中位置。     

50-250Hz 极低频范围内的地震电磁现象研究

采用基于地形学网格划分的时域FDTD 方法来研究地震期间（震前和震期）的极低频电磁现象。由于计算能力 的限制,这里主要关注的频率是50-250Hz。为了精确的仿真地震电磁环境,研究过程中引入了地形学信息和天然电磁噪 声（闪电）。在仿真中,通过对震区地震电磁激发,我们设置了多个不同的观测点来观测电磁波的传播并进行比较。同时, 电离层异常现象也被考虑在仿真过程中。我们的仿真结果证明了在震期电磁波存在传播异常现象,这也证明了之前研究 人员所观测到的数据的正确性。最后,我们总结了地震期间的电磁传播异常现象的初步规律。     

汶川地震前羊八井中子-μ子望远镜计数率异常

利用在西藏羊八井新建中子-μ子望远镜的观测数据,研究分析了在2008年5月12日四川汶川8.0地震期间宇宙线高能粒子偏离正常背景的异常变化。中子-μ子望远镜的中子监测器经过消除背景场和气压修正后震前5天特别是5月9日出现计数率降低异常。在地震发生前5天左右,μ子望远镜各方向计数率出现日变化异常。这些宇宙线异常现象,与其它观测资料,例如地磁低点位移、电离层总电子含量TEC、电离层测高仪得到的foF2和电磁卫星监测的离子密度和温度等,在时空分布上有较好的一致性。这是继羊八井中子监测器观测到震前宇宙线异常现象后,利用另一种宇宙线观测手段观测到的震前宇宙线异常现象。     

天地基综合观测的东日本大地震电离层异常分析

介绍了地震电离层前兆的主要特性,并给出了掩星电离层电子密度峰值位置的标高估计技术。利用天地基电离层观测数据,综合分析了2011年3月11日日本9.0级大地震发生前的电离层异常变化,发现地震前3天内电离层f0F2异常扰动、相对垂直总电子含量(VTEC)扰动以及电子密度峰值处标高(Hs)增加等多种异常现象。分析了地磁活动和太阳活动等因素后,认为其可能与地震有一定关联,表明电离层异常变化对于地震短期预报具有重要参考意义。     

地震预测的电磁探测仿真与分析

地震是自然灾害之一,对人类产生了严重的危害。各国都在致力于研究如何对地震进行有效预测,将其所带来的损失降到最小。本课题的研究工作是结合国内外地震预测的电磁探测研究现状,根据电磁层的变化规律,利用数据处理软件Matlab模拟电磁异常数据,并将数据可视化,转变成二维和三维的图像,再对图像实现小波去噪后,找到电磁异常的规律,以便得到电磁异常与地震发生的关系,形成对地震预测有所帮助的实验结果。     

基于地空频谱在线学习的地震前电磁异常检测

提出了一种应用于噪声环境下的多尺度卷积神经网络(CNN)在线地震前电磁异常检测模型。该模型在CNN强大特征提取能力的基础上,通过多尺度机制协同长短期地空电磁频谱特征,多维度、多视角地开展对地震前电磁的异常检测。同时引入自适应变分模态分解(VMD)降噪方法提取观测信号中的有效信息,最后配合在线学习策略,实现对地震前电磁异常模式可能变化的持续学习。仿真结果表明,多尺度模型在低信噪比下能够保持较高的准确率,在线学习策略能够有效缩短模型更新时间,由此证明了模型的有效性。     

强震前中子监测器计数率异常现象探索

利用中国西藏羊八井中子监测器(国际地球物理年推荐的标准仪器)10年的资料,研究宇宙线高能粒子正常背景变化、干扰因素及其与地震有关的异常现象,发现在太阳活动、地磁活动平静的状态下,连续数天打破正常日变化规律和计数率增高现象(高于5倍均方差)可能是距台站一定范围内的强震特别是大震前的临震现象,并与宽频带数字记录到的地震前驱波及地磁日变化异常在时空分布上有较好的一致性。宇宙线高能粒子可能反映震前包括震源场在内的孕震立体电磁环境异常变化,其机理正在探索之中。     

中国大陆14次强震前电离层异常统计分析

地震电离层扰动规律统计分析对开展地震监测、预测意义重大。利用四分位数法对中国大陆地区14次Ms≥7.0地震前电离层foF2进行了统计,进一步证实了地震电离层异常的存在,并分析了地震电离层异常扰动的时间、空间分布规律以及扰动形态特点,给出电离层foF2扰动与地震各要素之间的关系。统计结果表明:85.7%(12次)的地震在震前出现电离层异常,并且大部分分布在震前7天以内的11∶00LT～17∶00LT;此外,电离层foF2扰动幅度与即将发生的地震震级、震源深度、震中距离存在不同程度的相关性。     

地震通信方式浅议

一、引言 自本世纪七十年代中期开始,世界各国地震学家先后极为重视大地震前所出现的异常电磁辐射现象,并对此进行了广泛的观测和实验研究活动,其目的是通过这些观测及研究,阐明产生这一异常现象的物理机制并企图寻求较大地震临震预报的可行方法。为此,我国国家地震局等相关部门亦进行了该项课题的观测与研讨。 当前,邮电通信业已进入现代化的信息时代,它通过先进的传递信息手段而服务于人类社会;我国在世界上隶属地震多发国家,根据目前所呈现的地震震情的严峻形势,     

汶川8级地震前空间电离层VLF电场异常现象

基于法国DEMETER卫星记录的空间电场频谱资料,提取分析了汶川地震前可能存在的电场异常信息.首先利用轨道的重访特性分析了四川汶川8级地震前震中上空固定纬度点(31°N)的VLF电场信号2年多的正常频谱变化背景,结果显示1～6月各频点变化比较稳定,但在7～10月份各频点谱值扰动比较剧烈,存在整体幅度上升或者下降的现象,因此电场可能存在年周期变化.在背景分析的基础上,收集了2008年4月1日～5月12日震中区上空2000 km范围内所有夜间的降轨轨道在北纬31°记录的电场所有频点资料,计算结果显示震前1周内即5月6～10日相对4月份呈现明显的电场能量增强现象,增强幅度达到3σ,频率集中分布在2～6kHz范围内,异常区域的空间统计分布反映该电场增强现象位于震中以南较大范围内.这次异常发生在空间电磁活动平静时期,可能与汶川地震的孕育过程有关.最后讨论了空间地震电场异常的可能形成机理,对地震电离层耦合机理的深入认识还需要地基和空间的联合立体观测来支持.     

地磁“低点位移”现象与强震预测研究

利用中国地磁台网40年观测资料,研究了2008年3月21日新疆于田7.3级地震,2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震等108次强震前,地磁垂直分量日变极小值出现的时间在空间分布上的异常特征即"低点位移"现象.这种少见的异常现象与强震发生有较好的相关性,发震日期为异常日后的第27天或41天前后4天,强震发生地区在低点位移突变分界线附近.此外,还研究了于田7.3级、昆仑山口西8.1级临震前震中周围出现的地磁日变幅异常现象.地磁低点位移是复杂的地球物理现象,受多种因素影响,其"探测-感应-触发"机理仍处在探索之中.     

VDU视频信息电磁泄漏侦收系统的研究

计算机显示器(visual display unit-VDU)是电磁发射源,这种电磁发射会导致视频信息泄漏.文章提出一种用于侦收VDU视频信息的模拟-数字综合系统,分析了VDU电磁发射的接收和视频信息的重建,给出了实验测试结栗和信号重建实例,说明该系统可有效应用于对计算机系统的信息攻击.     

国家地震预测预防网络系统建设

“九五”期间,我国将对现有的地震台网、前兆台网和地震数据通信网络系统进行全面的技术改造。建成以国家数字地震台网、区域数字地震台网、区域地震台阵、数字强震观测系统、地震预警系统和全国地震台网数据中心为主体的数字地震观测系统;改造全国地震前兆基本台网及首都圈、苏鲁沪、川滇、甘宁青四个重点地震监视区内的前兆台网和前兆台网中心;建设主要用于地震数据信息快速传输和交换的全国地震主干通信网、区域地震通信网络系统、流动通信网和     

光电平台角位置信息摩擦观测补偿技术

为了提高光电伺服稳定平台的稳像精度,根据平台所受摩擦扰动作用原理,提出一种基于机构运行角位置信息的摩擦观测补偿方法。首先,建立光电伺服平台精确控制模型,并运用LuGre摩擦模型对平台所受摩擦力矩进行分析;然后,基于机构运行的角位置信息,采用最小二乘法进行加速度估计,设计基于机构运行角位置信息的扰动观测器进行摩擦观测补偿;最后,在Matlab/simulink中建立系统仿真平台,进行仿真及实验验证。将稳定平台安装于模拟转台上进行实验,给转台施加10 Hz正弦信号,对平台摩擦观测补偿前后的实验数据进行对比分析,实验结果表明,该补偿方案在模拟飞行转台以10 Hz频率做正弦运动的情况下,摩擦观测补偿前后,平台稳像精度由26 μrad减小到17 μrad,性能提升34.6%,该方法可以有效增强系统的抗干扰能力,提高系统稳定性能。     

低功耗长时效大地磁场偏移检测器(地震临震预报器)

<正>一、引言低功耗长时效磁场偏移检测器(地震临震预报器)由电子指南针、普通指南针组成。是基于这样的事实:北川中学2008年月12日,下午2:15上课时间也就是汶川大地震前13分钟,根据初二(1)班同学们回忆,物理张老师这节课讲的是"电磁",他拿来了电磁演示器和指南针作为教具。"刚开始上课,电磁演示教具还没打开,老师就发现摆在桌子上的指南针出现了乱摆。"坐在一排中间的同学回忆说,老师拿来的指南针有点像只竹蜻蜓     

基于FPGA的地震计标定信号发生器的设计与实现

为配合地震计电磁信息采集系统对地震计进行标定,设计一款基于FPGA的地震计标定信号发生器。以AlteraEP2C8T144C8型FPGA和16位串行DAC芯片DAC8560为核心,利用直接数字频率合成技术、m序列生成技术等产生地震计标定所需信号,设计电路对信号进行偏置、滤波、数字程控调幅、电压电流转换以输出特定的电压、电流信号。使用Verilog HDL语言实现系统软件。将标定信号发生器应用于实验室开发的地震电磁信息采集系统,结果表明,系统可产生地震计标定所需正弦波、方波、伪随机二进制信号,完成地震计标定工作。     

航空数据链数学建模与系统仿真

论文针对航空通信信道的传播特性,建立信道数学模型,并模拟复杂电磁环境,建立航空数据链一体化测试系统,采用LabView对收发装置的数据信息进行采集和分析,并进行了数字仿真、内场测试和评估系统性能。