【摘 要】
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地震预警技术是指在地震发生之后,灾害到来之前快速计算震源参数并发布预警,是目前能够减轻地震灾害的重要手段。随着GNSS观测技术的进步,数据实时解算与传输能力的增强,实时GNSS地震学取得了很大进步,将GNSS技术引入地震预警系统,可以和现有地震预警系统技术进行优势互补,更加快速准确地获取地震参数,是未来发展的重要趋势。本文重点研究了GNSS和强震仪数据在快速计算震中,震级,烈度和破裂过程方面的算法
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地震预警技术是指在地震发生之后,灾害到来之前快速计算震源参数并发布预警,是目前能够减轻地震灾害的重要手段。随着GNSS观测技术的进步,数据实时解算与传输能力的增强,实时GNSS地震学取得了很大进步,将GNSS技术引入地震预警系统,可以和现有地震预警系统技术进行优势互补,更加快速准确地获取地震参数,是未来发展的重要趋势。本文重点研究了GNSS和强震仪数据在快速计算震中,震级,烈度和破裂过程方面的算法,以5.12汶川地震和3.11日本地震两次震例分析了算法的有效性。本文的主要研究内容和结论如下:1、在前人研究的基础上,使用长短时平均（STA/LTA）方法和AIC方法进行了地震波到时提取,结合台站坐标反演地震发震时刻和震中位置。实际地震时观测数据不断增加,根据最小二乘原理提出评价指标,在众多结论中挑选最可靠的震中位置。收集并处理了汶川地震的GPS数据和日本地震的强震数据,分别对震中算法做验证,与后续公布结果相比,两次地震震中位置偏差均在十几公里,满足地震预警精度要求。2、类比强震仪数据PGA、PGV和烈度之间存在的统计关系,建立了由GNSS技术获取的位移数据中所包含的PGA、PGV和PGD与烈度之间的联系。收集汶川地震期间强震仪数据,根据GNSS数据特征模拟了同震位移时间序列,统计结果显示位移数据中包含的PGA、PGV和PGD与烈度同样存在对应关系,并给出了统计公式。3、处理了汶川地震和日本3.11地震地表位移时间序列,使用一个移动平均窗口提取了永久位移序列,最终反演得到两次地震断层破裂过程和矩震级时间序列。汶川地震在震后20s提供初始震级Mw7.0,震后70s震级稳定在Mw7.8。日本3.11地震在震后42s提供初始震级Mw7.6,在130s后达到Mw8.9。与传统地震预警方法相比,震级结果准确高效。4、对比了τc、PGD和反演断层滑动分布三种震级计算方法,以日本3.11地震为例给出三者震级时间序列,结果显示强震仪数据更加敏感,时效性更好,GNSS数据得出震级更加可靠,两者可以实现优势互补。
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