地磁台网秒采样数据噪声分析及降低方法

杨福喜

（新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011）

中国地震局国家地磁台网共有111 套秒采样仪器装备在50 个地磁台站以及甘肃天祝、四川西昌、重庆三峡3 个磁通门台阵上，主要包括FHDZ-M15 地磁总场和分量组合观测系统28 套，GM4/GM3 型磁通门磁力仪观测系统78 套，FGE 型磁通门磁力仪观测系统2 套，GSM-19FD 型磁力仪3 套。

1 噪声评价

（1）噪声评价的数学方法。计算时段选择：从台网挑选出东南西北中各一个台站，计算各台H 分量每月3 小时时段的一阶差分的均方差，从中选择对于所有的台站均方差都最小的5 个3 小时时段，即为该月噪声计算时段；对于每个时段各个要素的一阶差分，统计各个一阶差分绝对值的频度（即各个一阶差分值出现次数/总数）；若某个值的频度大于80%，则该值的2 倍即为该时段该要素的背景噪声；若没有频度大于80%的数据，则将频度按照从大到小的顺序排序，依次求和，求到和大于80%为止。设频度分别为C1，C2，C3，…… Cn，对应的一阶差分绝对值分别为S1，S2，S3，…… Sn，则该要素的噪声为：

对于以上计算出的各要素的5 个噪声值，剔除最大值，求平均，即为最后的各要素噪声SF、SZ、SH和SD。

（2）台网噪声水平。将每套仪器各分量噪声月平均扣分总和小于0.2 的定义为优秀；月平均扣分总和大于0.2 小于0.5 且单分量噪声扣分小于0.3 定义为合格；对于单分量噪声月平均扣分超过0.3 或者各分量月平均扣分总和大于0.5 的，依据分析不同的噪声来源按系统原因、环境因素、仪器因素进行分类统计，得到全台网秒采样仪器噪声水平统计结果。

2 噪声的主要表现形式

秒数据记录曲线线条粗；秒数据记录曲线有明显的电噪声；存在固定频率干扰。

3 影响噪声水平的主要因素（噪声的来源）

观测环境：地磁台周围存在比较大的电磁干扰源，例如地铁、输变电线路等；不合格的地磁观测设施，也可能导致噪声较大。工作环境：仪器工作的记录室温、湿度，照明、供电线路等可能会对噪声造成影响。仪器系统：电源不洁净、仪器未接地或接地不良会造成记录数据噪声过大。传输系统：仪器供电线路和传输线路因布设不当相互干扰会造成记录数据噪声过大。仪器自身因素：GSM-19FD 仪器有可能因仪器本身原因造成噪声过大。频谱分析显示，一些台站可能因环境因素或仪器系统原因产生固定频率的干扰；部分传输线因没有屏蔽层易受干扰导致噪声过大。

4 降低噪声的主要手段

净化电源；仪器妥善接地，保证接地电阻小于4Ω；更换数据传输线，采用带屏蔽层的粗芯电缆作传输线，屏蔽层接地；切断记录室内无关供电线路；降低记录室湿度；加强记录室保温；外在干扰源调查；.避开大区域干扰源观测。