[发明专利]基于超导重力资料提取同震重力信号的方法及验证方法

权利要求书

1.基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：通过以下步骤实现：

通过超导重力仪采集观测数据；

对所述观测数据进行预处理后得到重力变化值；

找出重力变化值中的同震重力信号和高频地震波的最佳显示频段；

过滤所述高频地震波，提取到同震重力信号。

2.根据权利要求1所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：在对所述观测数据进行预处理中，预处理包括修正和格值改正：

所述修正包括：

修正所述观测数据中含尖峰和突跳信号的数据观测段；

删除不正常和无意义的数据观测段；

得到修正后的观测数据；

所述格值改正包括：

所述修正后的观测数据主要包括原始电压值和原始气压值，将所述原始电压值和原始气压值进行改正后得到原始重力值。

3.根据权利要求2所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：根据原始重力值结合公式（1）计算出重力变化值；

公式（1）中，为原始重力值，为台站重力合成潮，

为台站气压负荷，为重力残差（重力变化值），为观测仪器的长期漂移项和干扰项，t为采样时间；

其中，根据超导重力仪数据处理软件提供的合成潮的计算方法得出台站重力合成潮，根据气压重力效应计算出所述台站气压负荷。

4.根据权利要求3所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：使用大气导纳常数结合公式（2）-（3）进行气压重力效应计算出气压负荷值；

公式（2）中，为气压负荷值，为测点标准气压值，P为测点实测气压值，H为测点海拔高度。

5.根据权利要求1所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：采用功率谱密度分析法确定所述重力变化值中的同震重力信号和高频地震波的最佳显示频段；

所述功率谱密度分析法包括公式（4）：

（4）

其中，为观测数据的自相关函数，为功率谱密度值，N为观测数据长度。

6.根据权利要求5所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：所述观测数据的自相关函数的计算方法包括公式（5）：

（5）

其中，N为观测数据长度，x为观测数据，j和n均为个数。

7.根据权利要求6所述的基于超导重力资料提取同震重力信号的方法，其特征在于：

根据所述最佳显示频段找出同震重力信号和高频地震波；

采用低通滤波技术去除所述高频地震波；

采用剩下的信号进行同震信号分析，得到同震重力信号。

8.一种验证基于超导重力资料提取的同震重力信号的方法，其特征在于：包括以下步骤：

将过滤掉高频地震波后得到的同震重力值根据时间进行分割，并取差值得到同震重力变化值；

根据地震位错理论计算出同震重力变化理论值；

将所述同震重力变化值和所述同震重力变化理论值进行对比，得到对比结果；

通过所述对比结果验证所述同震重力信号的方法准确性。

9.根据权利要求8所述的一种验证基于超导重力资料提取的同震重力信号的方法，其特征在于：

所述同震重力变化值的计算步骤包括：

将地震发生时刻前的同震重力值进行最小二乘拟合得到震前拟合值；

将地震发生时刻后的同震重力值进行最小二乘拟合得到震后拟合值；

根据震前拟合值和震后拟合值的差值得到同震重力变化值。

10.根据权利要求8所述的一种验证基于超导重力资料提取的同震重力信号的方法，其特征在于：

计算所述同震重力变化理论值的公式（6）：

(6)

其中，为同震重力变化理论值，为空间固定点引力位，为计算点的径向位移，为自由空气重力梯度，R为地球半径，为经度，为余纬。