[发明专利]微型高频构造活动信息遥测仪

说明书

技术领域

本发明涉及构造活动监测领域，尤其是一种微型高频构造活动信息遥测仪。

背景技术

现代构造运动（modern tectonic movement）是新构造运动的一部分，指人类历史时期所发生的或正在发生的地壳运动。它对人类经济活动有较大的影响。除用地貌研究法等以外，还可以用各种方法和仪器进行观测，得出现代构造运动的相关性质。地壳处于不断的运动之中，运动以各种形式的构造活动表现出来，地震（Earthquake）仅仅是其中的一种表现形式，地震预报应当建立在全面的构造活动观测之上。

近年来，地震前兆观测技术得到很大改进，实现了数字化、自动化、高精度与宽频带记录。但是，目前我们国家现有的测震台站，采样时间间隔较长、台站间距较大，相对于我国广袤的疆土，这些台站远远不能满足对前兆监测的要求。面对台站数量少、类型不全、成本高、覆盖密度低等现状，如何对构造活动进行多参数、高密度监测是长期以来有待解决的问题。

此外，能被人们所感知的地震（频率在几赫兹到几百赫兹）是从地壳内部的微破裂（破裂尺度在毫米级，频率在几百赫兹至上千赫兹，甚至更高）开始，并由许多个这样的微破裂通过叠加、贯通逐渐形成大尺度（几百米到上百公里）、低频率的破裂带。在一些地震前，人们可以清楚的听到如汽车奔驰时发出的呜呜声等声音，这些声音由地壳内部岩石破裂所产生，频率一般在几千赫兹左右。

不同破裂尺度的构造活动，产生的信号属于不同的频率范围。一般认为，天然地震（Earthquake）的破裂尺度为几百米到上百千米，所产生的信号频率几赫兹；微地震（MicroEarthquake）的破裂尺度为几米到一千米，所产生的信号频率几十赫兹到几百赫兹；地声（GeoPhone）的破裂尺度为几毫米到上百米，所产生的信号频率为几千赫兹；声发射信号（Acoustic Emission）目前多由实验室观测记录，其破裂尺度在毫米级，所产生的信号频率可达到几万赫兹。

对地壳内部高频信号的观测是有必要且有意义的。通过对高频信号的观测，可能发现中强震甚至大地震前地壳运动频率的异常，从而更需要增加对高频信号领域，这一可能的地震前兆信号的分析与研究。

我国现有的构造活动研究观测主要基于地电观测台网、地形变台网、全国测震台网、首都圈测震台网、地下水观测网、GPS（Global Positioning System，全球定位系统）观测网络以及野外地质调查等研究观测手段。这些观测手段中，普遍存在着采样时间间隔不够密集和空间上测点间距较大的问题。由采样定理容易知道，要抓取瞬间的信号变化，采集速度必须比信号要快；要量到细微的物体，必须用比物体还要小的尺子。同样，想要全面的观测构造产生的信号，需要更高采样频率、更高分辨率的观测仪器。从观测手段上来说，高密度的覆盖小型观测台站，是解决目前台站测点间距过大引起采样分辨率不高这个问题的途径之一。

不同类型的观测仪器采集信号的分辨率的范围。地震仪的采样率为几十秒一个样点至每秒钟几百个样点；地形变观测仪器的采样率为几天一个样点至每秒钟几千个样点；电磁观测仪器的采样率为几分钟一个样点至每秒钟几百个样点；地下流体、地温观测仪器的采样率为几天一个样点至每秒钟几个样点。

目前在小型、高频率的观测构造活动信号这一领域还有所缺失，不能满足对构造活动的在时间和空间上的全面监测。对于一些频率较高的信号——如地声，或者是频率成分丰富的信号——如电磁信号；需要用分辨率高的高速采样仪器才能满足观测要求，否则会导致高频成分信号的缺失以及采集信号的失真等问题，致使对观测数据的分析和研究出现偏差甚至误判。目前的观测台站，从时间分辨率上来说，采样频率较低，对于构造活动高频信息的观测采集有所缺失；从空间分辨率上来说，现有的单个台站占地面积一般达到几百平方米，人口聚居区不利于大密度布设，但是受到台站需要有人值守的限制，在非人口聚居区的条件恶劣地区实现大密度布设也有困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微型高频构造活动信息遥测仪，以解决对地壳运动产生的构造活动进行监测上在高频信号采集方面的问题，以填补或扩展对地壳运动产生的高频信号的观测和数据采集的能力。

为了解决上述问题，本发明提供了一种微型高频构造活动信息遥测仪，该微型高频构造活动信息遥测仪与远程服务器相耦接，其特征在于，包括：传感器单元、数据采集单元、3G模块和控制单元；其中，