時間服務(wù)系統(tǒng)對利用走時層析成像方法進(jìn)行地下介質(zhì)速度結(jié)構(gòu)反演至關(guān)重要。海底地震儀（oceanbottom seismometer,OBS）工作期間由于沒有GPS時間接入,其時間誤差（包括守時誤差和授時誤差）主要來源于內(nèi)部石英晶振的準(zhǔn)確程度,受到外部環(huán)境變化以及開關(guān)機(jī)等因素影響。長期實踐發(fā)現(xiàn),部分國產(chǎn)OBS在記錄氣槍信號以及天然地震信號時存在較大的時間偏差。本文對2019年福建及臺灣海峽地殼結(jié)構(gòu)海陸探測實驗所獲得的53臺次國產(chǎn)OBS記錄進(jìn)行了時間服務(wù)系統(tǒng)矯正。其中,針對OBS授時誤差,利用出海前不中斷采集的一致性試驗和運輸船運輸過程中產(chǎn)生的晃動互相關(guān)進(jìn)行時間矯正;針對守時誤差,采用計算實際采樣頻率與理論采樣頻率偏差進(jìn)行矯正;通過對比矯正前后OBS記錄到的天然地震信號,進(jìn)行秒級別的檢測。結(jié)果表明,經(jīng)過以上步驟矯正的OBS數(shù)據(jù),其時間記錄的準(zhǔn)確性得到了顯著提高,從而降低了震相識別、走時拾取的時間誤差,為標(biāo)準(zhǔn)化國產(chǎn)OBS數(shù)據(jù)采集作業(yè)流程提供了重要參考。 

【文章來源】：熱帶海洋學(xué)報. 2020,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

研究區(qū)域構(gòu)造背景及觀測

在獲得OBS記錄后,按照圖2流程進(jìn)行走時層析成像,主要分為三個階段:信號預(yù)處理、信號分析和層析成像。時間服務(wù)系統(tǒng)對利用走時層析成像的方法進(jìn)行地下介質(zhì)速度結(jié)構(gòu)反演至關(guān)重要,如果數(shù)據(jù)中存在時間誤差,將會對震相識別、走時拾取、結(jié)構(gòu)模擬產(chǎn)生直接影響,進(jìn)而在最終得到的速度結(jié)構(gòu)模型中產(chǎn)生相應(yīng)誤差(張浩宇等,2019)。1.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和時間精度

國產(chǎn)OBS采用單片機(jī)(microcontrollers)作為集成電路的芯片。單片機(jī)是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器(CPU)、隨機(jī)存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等)集成到一塊硅片上,以構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用(陳紹勇,2016)。作為傳統(tǒng)的數(shù)字地震儀(數(shù)字測震儀和數(shù)字強(qiáng)震儀),其自身晶振只作為采樣的計數(shù)器,通過GPS授時系統(tǒng)獲得當(dāng)前時刻的絕對時間,按照時間過采樣截取記錄,然后重采樣獲得等時間、等采樣長度的文件;而由于水下采集的特殊性,OBS單片機(jī)通常采用外部晶振產(chǎn)生時鐘源,所以O(shè)BS時鐘周期等同于晶振周期,文件截取的方式為等長度截取,如果自身晶振存在采樣偏差則會對記錄產(chǎn)生線型漂移(圖3)。國產(chǎn)OBS配置文件(.log)中明確給出了OBS晶振采樣頻率(TC值),實際晶振采樣頻率和理論采樣頻率的差值就是守時誤差產(chǎn)生的原因。OBS在接入電源以后,晶振需要256s進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),然后進(jìn)行計數(shù),在晶振調(diào)整階段接入GPS信號,會產(chǎn)生恒定的初始誤差,即授時誤差。2 國產(chǎn)OBS數(shù)據(jù)時間服務(wù)系統(tǒng)校正

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3050911