[发明专利]基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统

权利要求书

1.一种基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统，该监测系统包括天基多地同步激光测距系统，地基激光干涉测量系统；

其中，天基多地同步激光测距系统包括地面激光发射接收站，载有光学反射器的绕地卫星或高空飞行器；

其中，地基激光干涉测量系统包括设置于地壳基岩位置的激光干涉仪及信息传输通讯系统。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统，该系统的子系统天基多地同步激光测距系统中地面激光发射接收站激光发射的脉冲为满足地卫、地空测距精度要求的亚纳秒激光或皮秒激光，激光光束发散角经准制系统压缩后需满足相应距离的测距要求，绕地卫星或高空飞行器上载有的反射器为光学角锥反射器，地面激光站点发射的激光为有效透过大气传输的多波长激光，多波长激光测距用于大气色散引起的激光测距距离误差校正。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统，该系统的子系统天基多地同步激光测距系统为地面多站点同步测距，通过位于不同区域的四个以上地面激光发射接收站对载有光学反射器的同一绕地卫星或高空飞行器进行同步激光测距，获得不同区域激光测距站点四个站点位置的精确数值，通过数据算法筛选出三个地面激光发射接收站、与同一绕地卫星或高空飞行器四个位置点组成的数据建立三维立体坐标系，确定各位置点在该三维立体坐标空间的坐标值，对第四个以上的地面激光发射接收站根据该站点测距数据值、地理位置数据及与卫星或高空飞行器观测角数据确定该站点在该三维立体坐标空间的具体坐标值，通过与不同时间段同类测量数据的比对分析获得地面不同激光发射接收站所在地壳板块形变与移位的相对变化信息，通过对该变化的长期数据计算分析可以获得地壳内部及地壳板块间断层的累积存储能量。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统，该系统的子系统天基多地同步激光测距系统为地面多站点同步测距，同步是指地面多站点发射的激光需同时到达绕地卫星或高空飞行器，同步时间精度要求需满足因卫星或飞行器相对地面位置变动引起的可接受测距误差；在地球同步轨道上的激光反射卫星相对地面位置变动接近于零，此时地面多点发射的激光同步发射时间精度按地面时间的同时精度即可；近地轨道的激光反射卫星相对地面位置变动绕行速度为数千米每秒，在测距精度要求下不同地面测距站点激光光束同时到达卫星需要达到微秒级时间同步精度，这时地面不同激光发射接收站点的激光脉冲发射时间需按照修正后的时间发射以保证多站点激光脉冲在微秒级精度时间范围内同时到达卫星反射器。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距与激光干涉的地震前兆监测方法与系统，该系统的子系统地基激光干涉测量系统中激光干涉仪放置于基岩岩层中，激光干涉仪对基岩岩壁形变的监测光路按两个垂直方向布局以获得东西南北四个方位的基岩形变信息，激光干涉仪参考臂固定在基岩洞穴内部基柱上，保持基岩洞穴内部环境稳定以稳定参考臂光路臂长，负责形变监测反馈的激光干涉仪端面反射镜固定在探测方位的基岩岩壁上，激光干涉仪监测臂光路因岩壁形变引起光路臂长及反射角变化，该变化引起监测臂光波相位变化，与参考臂光束汇合后干涉光路中双光束干涉光强强度发生变化，该干涉光强度变化由光电探测器监测，经相关电路转换成电信号后放大，再经由信息传输通讯系统送入总处理数据库进行分析，进而获得地壳岩层中以弹性应力波形式传播的地动信号与微断裂信号信息。