【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地震监测，特别是涉及一种地震短临前兆信息组网监测方法及系统。
技术介绍
1、世界各国探索预报地震的前兆信息十分庞杂，但都缺乏反映强震物理机制的科学信息，尚无公认的有效的前兆信息。重力场信号具有一定的深部构造运动反应能力和地表信号的抗干扰能力，重力监测可作为地震前兆观测的重要手段。从现有大量公开的文献研究结果表明地震前的重力场变化信号已经在地震趋势会商中发挥了重要作用，并作为划定年度地震危险性的依据之一，重力信息在地震预报中应用现状是中长期观测成果的显现。
2、震前重力异常测量作为地震预测研究的方式之一，其预测能力在很大程度上取决于观测资料的丰富程度和观测仪器的精度。但是受限于已有重力观测的时间分辨率较低(年尺度)，针对短期和临震(10～90天)的预报研究方面仍旧存在较大的空白。强震发生前1-30天产生的动态重力场变化信息是地球重力加速度的微变量，为认识强震孕育-发生机制提供了珍贵的数据和前兆信息，使得短临地震预报变为可能。
3、目前所了解的重力仪的检测精度尚难以支撑地震前兆信息的监测任务。适合野外观测的拉科斯特相对重力仪观测精度仅为10μgal。稳定度高的fg5绝对重力仪观测精度仅为1-2μgal。观测精度为0.1-0.01μgal的超导重力仪存在不可搬运、稳定度较差和噪声水平较大的问题。现有的能够捕获动态重力信号的高精度重力仪在数据处理方法上已将这部分异常扰动消除，也不提供原始波形数据。固体和大气潮汐动态重力仪的研制，成功捕获到2010年4月14日玉树地震、2013年4月20日四川雅安地震
4、为进一步揭示不同类型地震的动态重力场变化信号响应规律，建立强震发生的概率、时间、震中位置及震级预报模型，以实现强震前数小时发出预警预报信息，结合地球动力学特征和仪器适应性合理建立组网监测方案。通过组网监测，全面准确捕获分布式前兆信息，同时降低漏报率。
5、现有的重力监测技术组网监测方案，采用动态监测方式，监测构造活动区重力场随时间的非潮汐变化，提取地震孕育、发生和调整过程中重力场的时间、空间和强度变化信息，为研究地球内部构造和地球动力学过程提供重力学依据，结合地壳形变、地质和地球物理学的其他信息，探索地震前兆、认识地震事件、揭示震源机制，为地震预测预报服务。但各监测方法都有自身的局限性：卫星重力测量分辨率较低，流动重力测量需要往返观测，绝对重力测量费用高，需要基准控制且为固定台站，定点台站连续重力测量零点漂移较高。
6、目前的地震重力监测技术采用的重力仪精度过低，无法捕获到微弱的动态重力场变化信息，因此无法捕获普适性的短临地震前兆信息，其捕获到观测资料只能反映于中长期的地震前兆信息。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种地震短临前兆信息组网监测方法及系统，解决了目前的地震重力监测技术捕获到观测资料只能反映于中长期的地震前兆信息，无法捕获普适性的短临地震前兆信息的问题。
2、本专利技术提供一种地震短临前兆信息组网监测方法，包括以下步骤：
3、在监测区域将多个大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪进行矩阵式排布，得到测网；所述大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪的分辨率为0.01μgal、测量频率范围为dc-400mhz；
4、通过测网采集强震发生前的1-30天的重力扰动信号；
5、通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理，得到地震短临重力前兆信息。
6、优选的，多个所述大气潮汐重力仪之间的间距为150km-200km，多个所述固体潮汐重力仪之间的间距为30-80km，所述测网密度为0.004-0.000625点/km2。
7、优选的，所述重力扰动信号的量级在1-10μgal，周期为100～1000s，频率小于10mhz。
8、优选的，所述监测区域为地震带、大震频发区域、活动断裂带以及重力场变化分布差异剧烈的地区。
9、优选的，所述最小二乘法包括经典平差法、自由网平差法以及拟平差法；
10、当测网中不包括绝对重力值点时，采用自由网平差法；
11、当测网中有2个以内的绝对重力值点时，采用拟平差法；
12、当测网中有2个以上的绝对重力值点时，采用经典平差法。
13、优选的，通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理，包括以下步骤：
14、采用最小二乘法建立平差误差方程；
15、确定观测值的权矩阵；
16、将平差误差方程与观测值的权矩阵的平方根相乘，得到法方程组；
17、对法方程组进行求解，得到未知参数向量，并计算观测值的的残差向量；
18、根据未知参数向量和残差向量对重力扰动信号进行评估。
19、优选的，通过测网采集强震发生前的1-30天的重力扰动信号前，还需对测网中的多个大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪进行定位，包括：
20、建立位置坐标系；
21、采用线性插值或多项式拟合算法对多个大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪的位置进行定位。
22、优选的，通过多通道物联网将1-30天的重力扰动信号进行传输至本地服务器，在本地服务器通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理。
23、优选的，采用地震数据交换标准的seed和二进制bin两种数据格式存储重力扰动信号。
24、一种地震短临前兆信息组网监测系统，包括：
25、仪器组网模块，用于在监测区域将多个大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪进行矩阵式排布，得到测网；所述大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪的分辨率为0.01μgal、测量频率范围为dc-400mhz；
26、信号采集模块，用于通过测网采集强震发生前的1-30天的重力扰动信号；
27、信号处理模块，用于通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理，得到地震短临重力前兆信息。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
29、本专利技术选取分辨率为0.01μgal、测量频率范围为dc-400mhz大气潮汐重力仪与固体潮汐重力仪，其可以采集到微弱的重力扰动信号，同时应用固体和大气潮汐动态重力仪联合组网方案，进行测网建设，并通过测网采集强震发生前的1-30天的重力扰动信号，通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理，得到地震短临重力前兆信息，可以有效获取震前动态重力前兆信息，为地震短临预报工作提供研究资料。
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1.一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，多个所述大气潮汐重力仪之间的间距为150km-200km，多个所述固体潮汐重力仪之间的间距为30-80km，所述测网密度为0.004-0.000625点/km2。
3.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述重力扰动信号的量级在1-10μGal，周期为100～1000s，频率小于10mHz。
4.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述监测区域为地震带、大震频发区域、活动断裂带以及重力场变化分布差异剧烈的地区。
5.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述最小二乘法包括经典平差法、自由网平差法以及拟平差法；
6.如权利要求5所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理，包括以下步骤：
7.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，通过多通道物联网将1-30天的重力扰动信号进行传输至本地服务器，在本地服务器通过最小二乘法对重力扰动信号进行处理。
9.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，采用地震数据交换标准的SEED和二进制BIN两种数据格式存储重力扰动信号。
10.一种地震短临前兆信息组网监测系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，多个所述大气潮汐重力仪之间的间距为150km-200km，多个所述固体潮汐重力仪之间的间距为30-80km，所述测网密度为0.004-0.000625点/km2。
3.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述重力扰动信号的量级在1-10μgal，周期为100～1000s，频率小于10mhz。
4.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述监测区域为地震带、大震频发区域、活动断裂带以及重力场变化分布差异剧烈的地区。
5.如权利要求1所述的一种地震短临前兆信息组网监测方法，其特征在于，所述最小二乘法包括经典平差法、自由网平差法以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：张茂省，梁国冰，冯立，董英，毛伊敏，闫雨藤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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