[发明专利]地震预测监测交变电磁场观测台网

权利要求书

1.地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：包括电离层、大功率人工源电磁场信号发射源、波导层和台网，所述人工源电磁场信号发射源和台网均分布在地球的表面上，所述波导层位于电离层与地球之间，当地震发生时，地震活动激发的电磁场传播到地面，震源区的电性如电阻率也发生变化，通过在地面的台网观测震源区激发的电磁场异常和震源区及其邻区的电阻率变化，以实现对观测数据进行全方位立体分析，通过大面积分布的台网观测大功率人工源信号，在压制干扰提升数据质量的同时，提高识别和捕捉地震异常的能力，提高对地震异常发生地点和时间的预测监测能力。

2.根据权利要求1所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述台网由若干个台站组成，其中若干个台站分布可以是规则的，也可是任意形状的，或者依据地震分布或构造活动性进行布设。

3.根据权利要求2所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述台站的接收设备可布置在地震台站内，也可在地震台站外的其它地方或者在需要时在空白区观测。

4.根据权利要求2所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述台站包括电磁场观测仪、太阳能电池板、观测室和观测量，所述观测量包括南北向的电场(Ex)、磁场(Hx)分量，东西向的电场(Ey)、磁场(Hy)分量和垂直磁场分量(Hz)；所述观测室内设置有观测主机。

5.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述太阳能电池板为电磁场观测仪提供电源，所述电磁场观测仪通过电缆线连接观测主机。

6.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述南北向的电场(Ex)、磁场(Hx)分量，东西向的电场(Ey)、磁场(Hy)分量和垂直磁场分量(Hz)均通过电缆线连接电磁场观测仪。

7.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述电磁场观测仪所得到的天然源电磁场有效频率范围大于1000～0.001Hz，人工源电磁场有效频率范围为300～0.1Hz及其邻近频率；所观测的数据可以通过有线或无线网络传输到处理和分析部门，实时或准实时对数据进行处理分析。

8.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述观测主机对电磁场观测仪所观测的数据进行数据处理分析，所述数据处理分析方法及其过程依次包括：原始时间序列分析、电磁场频谱、阻抗元素、视电阻率和阻抗相位等的计算。

9.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于,所述数据处理进一步分析包括：通过对观测的电磁场时间序列进行谱分析，可得到每个电磁场分量的频谱，进而计算反映地下电性的阻抗，以及视电阻率、阻抗相位参数，这些参数是反映地下电性以及空间电磁场和它们的变化的基本参数，对视电阻率等进行反演，可以得到地下的电性结构，于是观测台网可直接监视地下电性结构及其异常变化和电磁场空间变化；

由电磁场各分量的频谱(Ex,Ey,Hx,Hy)计算阻抗张量的公式如下，

Ex＝Zxx Hx+ZxyHy

Ey＝Zyx Hx+ZyyHy

式中，Zxx,Xxy,Zyx,Zyy为阻抗张量元素，由阻抗张量元素可用下式计算视电阻率和阻抗相位；

ρ_ij＝0.2T|Z_ij|²φ_ij＝arctan(Z_ij)

其中，ρ_ij表示视电阻率，φ_ij表示阻抗相位，下标表示信息xx,xy,yx,或yx，也可以利用观测的3个磁场分量(Hx,Hy,Hz)计算倾子参数；

由视电阻率和阻抗相位可以定性分析观测台站地下电性结构信息和定量反演地下的电阻率结构。

10.根据权利要求4所述的地震预测监测交变电磁场观测台网，其特征在于：所述电场(Ex)的两个接地电极之间间距为5 0—100米，所述电场(Ey)的两个接地电极之间间距为50—100米，所述磁场(Hx)分量、磁场(Hy)分量和垂直磁场分量(Hz)均采用感应式磁探头接收磁场信号。