基于MEMS加速度传感器的地震烈度监测技术研究与实现

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地震发生后,地震区烈度信息的快速获取和发布具有指导抗震救灾的重要意义。MEMS加速度计具有成本低的优点,便于规模布设。地震烈度监测包括地震数据的采集、预处理、地震事件检测和特征信息提取等内容。本文研究基于由MEMS加速度计采集的地震数据的地震烈度监测技术,主要研究内容为:原始加速度信号的数据预处理,包括带通滤波和加速度速度位移转换、地震事件检测、地震事件特征提取方法、MEMS加速度计与传统地震加速度计比较研究等。本文的研究表明,IIR Butterworth带通滤波器可用于对地震信号进行带通滤波,且滤波后的信号能优化P波事件检测的效果;而使用低阶和高阶滤波器效果差别不大。q=0.9的Kanamori算法可用于加速度速度位移转换,将加速度数据转换为速度数据能优化P波事件检测的效果。将SNR序列的斜率作为判断指标的改进的STA/LTA算法可用于S波事件检测。地震卓越周期对地震的整个断层破裂过程有一定的表征作用,但不宜将地震卓越周期作为计算震级的依据。使用MEMS加速度计监测强震动的效果与传统加速度计相当,表明MEMS加速度计可以用于强震烈度监测。本文的研究是低成本地震监测终端的一个有机组成部分,可应用于地震烈度速报系统。
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