[发明专利]一种分布式光纤三分量地震动测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种分布式光纤三分量地震动测量装置，包括与计算机连接的DAS调制解调仪，还包括在各个测点设置的光纤测量单元，各个测点对应的光纤测量单元串联后通过首端光纤连接段与DAS调制解调仪连接，光纤测量单元包括串联的南分量光纤绕环段、东分量光纤绕环段和上分量光纤绕环段，本发明还公开了一种分布式光纤三分量地震动测量方法，本发明对地震动信号的计算实时、准确，依靠分布式光纤技术的高空间采样特性，得到空间上密集的三分量地震动信号采集能力，对地下结构的精细成像性分析非常有利。观测速度快，并能够提供大量测点，得到高空间密度、高时间密度的信号数据。

主权项

1.一种分布式光纤三分量地震动测量方法，利用分布式光纤三分量地震动测量装置，包括与计算机(1)连接的DAS调制解调仪(2)，还包括在各个测点设置的光纤测量单元，各个测点对应的光纤测量单元串联后通过首端光纤连接段(3)与DAS调制解调仪(2)连接，光纤测量单元包括串联的南分量光纤绕环段(4)、东分量光纤绕环段(5)和上分量光纤绕环段(6)，南分量光纤绕环段(4)、东分量光纤绕环段(5)和上分量光纤绕环段(6)均为非闭合的正圆环形，南分量光纤绕环段(4)的中心垂直线平行于南北方向、东分量光纤绕环段(5)的中心垂直线平行于东西方向、上分量光纤绕环段(6)的中心垂直线位于垂直方向，首端光纤连接段(3)的长度为DAS调制解调仪(2)的DAS积分值读取段长度ΔL的整数倍，南分量光纤绕环段(4)、东分量光纤绕环段(5)、上分量光纤绕环段(6)的长度均为DAS调制解调仪(2)的DAS积分值读取段长度ΔL，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立XYZ坐标系，其中，X轴的正轴指向正东方，Y轴的正轴指向正南方、Z轴的正轴指向垂直向上方向；步骤2、在计算机(1)控制下，在同一记录时刻，通过DAS调制解调仪(2)读取测点的光纤测量单元的南分量光纤绕环段(4)对应的XZ平面上的震动信号幅度值A_s‑xz，东分量光纤绕环段(5)对应的YZ平面震动信号幅度值A_e‑yz，上分量光纤绕环段(6)对应XY平面震动信号幅度值A_u‑xy，步骤3、设定测点对应的实际X方向震动信号幅度值为AX，实际Y方向震动信号幅度值为AY，实际Z方向震动信号幅度值为AZ，南分量光纤绕环段(4)、东分量光纤绕环段(5)、上分量光纤绕环段(6)上均设置有N个等分点，N为大于1的自然数，设定Sθ_i为南分量光纤绕环段(4)上第i个等分点的切线与X轴的夹角，Eθ_i为东分量光纤绕环段(5)上第i个等分点的切线与Y轴的夹角，Uθ_i为上分量光纤绕环段(6)上第i个等分点的切线与X轴的夹角，i∈{1～N}，根据如下公式获得测点对应的实际X方向震动信号幅度值AX，实际Y方向震动信号幅度值AY，实际Z方向震动信号幅度值AZ，