关于地震科学台阵数据中心的仪器记录值介绍

问题一：地震波形垂向的振幅量与实际地表的垂向幅度是否一样？还是有换算关系？

回答：地震波形的垂向振幅量一般是速度或加速度记录，实际地表的垂向幅度一般指位移；由于地震仪器有频带宽度的问题，从速度或加速度到位移需要去仪器响应。

问题二、如图所示，仪器记录的位移量与实际地表可能也不是一致的，因为由图可看到积分的结果会有一个常数项无法确定（譬如，速度波形里是高频的，它没有位移中的那种低频的永久偏移，但积分成位移又出现了，是假的吗）？

回答：仪器记录的位移与实际位移之间的关系由仪器响应决定，而“不确定的常数项”是仪器零漂的问题，所以积分前需要对波形去倾斜 和去均值。

加速度经两次积分后的位移时程包括了三种成分：即基线漂移+静态位移（永久位移）+瞬态位移（可恢复位移）。如果我们只要瞬态位移，直接滤波就行，但滤波则直接将永久位移也滤掉了（这是地面真实位移的不可恢复部分，通常可用踏步或斜坡函数表示），如果要保留后两个部分，则在积分过程中要做基线漂移校正，但这个校正目前只能是经验的。当然，如果对于远源数据，其静态位移可忽略不计，但较大地震（如7级以上）的近场甚至中近场这部分就不能忽略了。

问题三、理解地震仪器的工作原理

理论上说，制造测量仪器的目的就是要准确测量对象的物理参数，但地震计测量地表有特殊性，特殊在于地震计和地表一起在运动，就像在船上测量波浪浪高一样。为了实现测量，需要惯性差动。位移地震计、速度地震计、加速度地震计称呼上的不同，在于传感器的设计偏向对地表的位移、速度、加速度不同的敏感程度，包括平坦带宽和摆长周期的调校。每种仪器仅在它的频段上，在通过去除仪器响应后，反映该频段可靠的地表运动。

真实的地表运动包含的信息量会更大些。

总结：想利用加速度记录或速度记录恢复地表真实位移，一般都存在一起不稳定（零漂等）引起的干扰，如果这种不稳定是线性的（从观测记录上看 ，许多情况下是非线性的），则可以通过去平均，去倾斜等去除，但对于强震记录，这种去除也可能对恢复永久地面位移产生干扰。一般说来，单独利用加速度记录恢复真实地面永久位移，有时会非常困难。如果不是希望获得永久位移，则可以通过在一定频带范围内去仪器响应即滤波（最好是恢复信号的频带范围小于或等于仪器频带范围，如果希望扩展频，不要相差太多）获取这一频带范围内的真实位移信号。直接积分是一种近似，既没有考虑不同频率仪器的放大倍数不一样，也没有考虑不同频率的相移。

说白了，也就是永久位移较瞬态位移在地震波仪器中较难获得，永久位移的获得需要在滤波等操作前先去零漂，而且是经验性的，效果不一定好，近震记录是包含永久位移的，远震记录可以忽略永久位移，若是不考虑永久位移，则可以直接滤波，因为永久位移是长周期记录，滤波后基本不包含来反映真实的地表运动。