新型网络化地电场观测技术研究与应用

席继楼赵家骝刘 超庄 楠关歆莹马爱明中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室，北京 100036北京市第三建筑工程有限公司，北京 100044北京陆洋科技开发公司，北京 100036

新型网络化地电场观测技术研究与应用

席继楼1）赵家骝1）刘 超1）庄 楠1）关歆莹2）马爱明3）
1）中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室，北京 100036
2）北京市第三建筑工程有限公司，北京 100044
3）北京陆洋科技开发公司，北京 100036

我国从20世纪90年代，开始了基于ZD9/ZD9A地电场仪的数字化地电场观测技术研究和应用工作，并在“九五”、“十五”期间，在全国范围内，初步建设完成了覆盖各主要构造带、活动断裂带、地震危险区和重点监视区的地电场观测台网。在汶川8.0、玉树7.1、芦山7.0、当雄6.6、文安5.1等中强以上地震之前，记录到了地电场典型数据变化。为了解决高纬度、高海拔等恶劣气候条件下的地电场无人值守观测问题，从2010年开始，开展了新型网络化地电场观测技术研究、试验及应用工作。

这种新型网络化地电场观测技术，包括固体不极化电极和网络化地电场仪器两个部分。重点开展了网络化地电场仪器的研究和应用工作，包括：①以ARM+WinCE为主要技术构架的分布式双CPU结构，利用C51和VS2005/2008高级语言，以及多任务/多进程/多线程软件设计，分别完成地电场信号的采集处理，和地电场观测数据的网络通信、传输和控制等功能；②利用ASP+COM组件实现WEB网页编程、网络化远程控制以及数据下载服务等；③在保证其总体性能和功能设计的情况下，注重低功耗、可靠性以及宽温度范围适应性等方面的拓展研究，理论上在-45℃～55℃范围内能够正常工作；④在抗干扰技术方面，对诸如地电阻率人工供电干扰、地铁干扰等已知源干扰，采用全新的算法，能够进行实时识别和处理。

最新研究成果“ZD9A-2B地电场仪”，从2013年9月开始在青海省大武地震台试观测，图1为大武地震台2014年1月1日至2015年3月31日的地电场分钟值观测数据曲线。从图1可以看到：①该台站在此时间段内，地电场观测数据变化比较平稳；②对2015年3月16～18日期间的强地电暴变化的记录比较清晰；③利用MSA均方振幅法分析功率谱密度数据，24 h、12 h、8 h、6 h频率点可见显著变化，4 h、2 h、1 h频率点也具可识别性；④在乌兰5.1级地震前后记录到的数据变化真实可靠，可能与此次地震的孕育、发生和发展过程有一定的关系。由此可见，该观测结果具有比较强的真实性和客观性。

研究结果表明，这种新型的网络化地电场观测仪器，在充分兼容目前在网运行的地电场仪器的所有功能的基础上，在技术性能上有了一定的提升，特别是抗干扰能力和环境适应能力有了较大幅度的提高，观测结果客观、真实、可靠，与理论分析结果的一致性较好。同时，解决了高纬度、高海拔地区的无人值守观测问题，拓宽了地电场观测应用领域。

图1　青海省大武地震台2014年1月1日至2015年3月31日地电场观测数据曲线