地震预警是近二十年来新发展起来的减轻地震损失、降低地震次生灾害、减少人员伤亡的有效手段。其技术核心是从各个环节缩短数据处理所需时间,并结合地震P波传播速度快于破坏性S波和面波传播速度,以及电磁波传播速度远远大于地震波波速的原理,使得在破坏性地震发生后,破坏性地震波到来前,提供数秒至数十秒的预警时间,以便于采取相应应急处理措施。由于地震预警系统对于信息的高度时效性要求,需要从各个环节进行突破,从而缩短整个系统数据处理时间,增加预警时间,减少“盲区”范围。在前端用于实时数据获取的仪器方面,也有许多地方值得改进,如减少实时数据传输网络延迟、缩短数据的传输间隔、为现有绝大部分强震观测台站提供网络数据传输支持、引入数字校正技术、解决时间“跳秒”现象和个别地方GPS天线架设不便的问题等。本文对上述各个环节进行了探讨和研究,并将研究结果应用到了最新研发的一款强震观测仪器内部Linux系统上,形成了一套基于单台仪器的“现地”地震预警系统,相关主要工作概括如下：1、在一体化设计的强震仪中引入了数字校正技术。通过采用重力法测试15个不同的位置数据计算加速度计的灵敏度和安装方位角偏差,并将计算结果应用到了嵌入式软件系统中进行实时数据校正,有效提升了实时数据的精度和准确性；在前人工作的基础上,提出了一种新的加速度计温度补偿算法。该算法采用恒温MEMS加速度计输出数据的低频段(10-4Hz)对力平衡加速度计进行实时温度补偿,并在算法实现时采用了MEMS恒温点迁移的方式动态调整恒温MEMS温度,可以拓展仪器的应用范围和降低系统功耗。测试结果表明,经过补偿后的力平衡加速度计的零点漂移水平降至恒温MEMS加速度计的零点漂移水平,大约降低了一到二个量级,水平向的补偿结果好于垂直向。另外,通过低通滤波器的使用,力平衡加速度计的低频段噪声亦有了改善,实现了温度补偿的目标；2、提出了一种采用GPS与NTP联合对系统进行授时服务的算法。在GPS信息存在的情况下,整个系统的授时精度可以达到±10μs；在单独使用NTP授时的情况下,系统的授时精度可达到±2ms。系统经过长期的运行测试,结果表明,使用这种算法可以有效解决在单独使用GPS授时服务时出现的“跳秒”现象和个别地方GPS天线架设不便的问题,而且授时精度也能够满足强震观测台站对时间服务的要求；3、研究出了新型的实时嵌入式Linux内核数据处理系统,对实时数据流缓存机制和组织管理结构进行了全新设计,将传统以秒为单位获取实时数据流的方式修改为根据用户指定数据帧长度提供内核实时数据流访问服务,有效提升了预警时间,最多可增加0.9s；通过将原来在单独的数据处理芯片上实现的实时FIR滤波和抽取运算移植到ARM9CPU上,与其它的系统功能一起共享CPU,并采用优化后的嵌入式ARM汇编来实现,有效降低了整机系统的成本和负载；4、研究出了一种新型的网络实时数据服务方式,即快速数据服务,可以按照100ms量级的数据包格式进行实时数据传输,并设计出了一种新型的实时数据解压缩算法用以解决由于以更低的延时进行数据传输带来的更大的传输数据量的问题。通过与现有世界地震行业应用最广泛的Steim2压缩算法相比,本文设计的压缩算法在各种类型的32位数据压缩方面都具有一定的优势,尤其是在编码长度超过20位后,本文的压缩算法不会出现Steim2算法中发生的数据扩展现象,仍然具有一定的压缩比;5、依托汶川主震及其余震的强震动观测数据,统计分析了特征周期τ。与震级的关系、P波前3s位移幅值Pd与PGV的关系以及τc×Pd与震级的关系。统计结果表明,两种预警参数不仅可以单独应用,也可以联合起来进行破坏性地震和非破坏性地震判别,并指出在实际应用时,考虑到我国的建筑物情况,可以适当降低τ。×Pd阈值,以便于更好地应用到我国的地震预警系统中。最后将这些统计结果应用到了一体化强震仪中,研发出了一套实时地震预警数据处理系统,可以直接用于“现地”地震预警。