专利名称：天波地震电磁监测方法
技术领域：
本发明涉及一种地震电磁监测技术，具体说是一种天波地震电磁监测方法。
背景技术：
强震和火山前发生的地壳和对流层电磁耦合已经得到科学界的确认，震前的几天 到几小时不等的时间里，孕震区域周围会产生各种电离层异常现象。日本、俄罗斯等地震多 发国家，提出了地震无线电探测法，获取震前的各种异常耦合信号。地震无线电探测法，也称为主动探测法，该方法监测某一固定发射台通过空间传 播的电磁信号，如导航和广播信号等，分析地震对大气和电离层的扰动关系，是一种间接地 震电磁观测方法。这种方法的优点在于可以进行集中监测，方便地聚集地震事件的数量，就 是说在发射机到接收机的大圆路径附近发生任何地震，都会在接收数据中体现。无线电探测法按照监测信号频段的不同，分为监测低电离层超低频/极低频 (VLF/LF)传播探测地震-电离层扰动和观测水平面上VHF广播信号探测地震_电离层扰 动两种方法。俄罗斯最早开展了人工源甚低频/低频(VLF/LF)信号的观测研究。该频段 的无线电波主要用于无线广播和导航系统，在地-电离层波导中传播，因此传播路径上可 携带地震区的电磁异常。自1996年开始该项目的研究，日本的已经用了一个由7个接收站 构成的VLF/LF网络。每个站都可以接收来来自4个VLF发射机和一个LF发射机的信号。 VHF (Very High Frequency,甚高频，30_300MHz)频段在日本同样被用来做地震-大气扰 动监测，该方法命名为观测水平面以上的VHF发射信号。Kushida等发现了许多与地震相 关的广播FM信号的异常现象。他们首先建议用这种水平面以上的VHF信号进行短临地震 预报，之后，日本的很多科研小组都开始了对该方法的机理和可靠性的探索研究。但这些方 法都没有一个稳定的正常信号作为参考，地震活动引发的异常判断模糊。震后可以找到非 常明显的对应异常信号，而在震前，却很难区分是震前的异常还是其他电波传播异常。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种监测方便、方 法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测的天波地 震电磁监测方法。本发明解决上述技术问题采用的技术方案是一种天波地震电磁监测方法，其特 征是利用短波接收天线和短波接收机，接收授时台短波授时信号，该信号在传播过程中， 经过电离层D层底部时与舒曼谐振SR信号相互作用，并被SR调制；短波接收机接收被调制 后的授时信号，将接收信号混频滤波至零中频；经A/D转换器采样后输送至数据处理计算 机，提取解调后的SR信号并分析其各阶的频率、带宽及强度等参数，在显示器上以图形及 表格方式显示，与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。本发明通过无线电探测方式，主动接收高频电磁波，获取与地震活动有关的扰动 信号以提供地震前兆信息，观测信号为解调后的舒曼谐振。对照现有技术，本发明是一种主动式地震电磁监测手段，步骤简单、监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测，实现天波地震电磁监测。


下面结合附图对本发明进一步说明。图1本发明的工作原理示意图。图中的标号是1.短波天线，2.短波接收机，3.数据处理计算机，4.显示器。
具体实施例方式一种天波地震电磁监测方法，架设5M-10MHZ短波天线1，与短波接收机2连接，接 收中国国家授时中心发播的BPM短波授时信号。该信号在传播过程中，经过电离层D层底 部时与舒曼谐振SR信号相互作用，并被SR调制。舒曼谐振SR的形成原理是地球和电离层构成了一个谐振腔体，该腔体的谐振 频率主要由地球的尺寸决定，全球雷暴产生的闪电活动产生宽频带的电磁辐射，等效于一 个电流发生器，向电离层充电维持了全球电流平衡和电离层电位。地球波导作用就像一个 谐振器，谐振频率对应的电磁波在地_电离层波导发生谐振，闪电辐射被放大，即产生了地 球-电离层空腔谐振。该谐振为舒曼谐振(SR)。表1所是舒曼谐振的部分特征参数。舒曼 谐振的频率稳定，各本征频率的偏移量一般在0. 2Hz左右。如表1所示，舒曼谐振各本征频 率对应的谱密度呈现日周期变化，但变化幅度不大，数值稳定。表1舒曼谐振的特征参数
权利要求
1. 一种天波地震电磁监测方法，其特征是利用短波接收天线和短波接收机，接收短 波授时台发播的授时信号；该短波授时信号在传播过程中，经过电离层D层底部时与舒曼 谐振SR信号相互作用，并被SR调制；短波接收机接收被调制后的授时信号，将接收信号混 频滤波至零中频；由A/D转换器采样后输送至数据处理计算机，提取解调后的SR信号并分 析其各阶的频率、带宽和强度参数，在显示器上以图形及表格方式显示，与标准SR信号比 较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。
全文摘要
本发明涉及一种天波地震电磁监测方法，其利用短波接收天线和短波接收机，接收短波授时台发播的短波授时信号；短波接收机接收在传播过程中被SR调制后的授时信号，将接收信号混频滤波至零中频；由A/D转换器采样后输送至数据处理计算机，提取解调后的SR信号并分析各阶的频率、带宽和强度等参数，在显示器上以图形及表格方式显示，与标准SR信号比较判断是否为异常前兆，从而实现地震监测。本发明通过无线电探测方式，主动接收高频电磁波，获取与地震活动有关的扰动信号以提供地震前兆信息。其步骤简单、监测方便、方法可靠，通过高频无线电波探测电离层底部舒曼谐振(SR)异常来进行地震监测，实现天波地震电磁监测。
文档编号G01V1/18GK102004262SQ201010516230
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者乔晓林, 佟少强, 侯琳, 曹丙霞, 杨滨华 申请人:哈尔滨工业大学(威海), 威海威高电子工程有限公司