地磁臺(tái)網(wǎng)秒采樣數(shù)據(jù)噪聲分析及降低方法

楊福喜

（新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830011）

中國(guó)地震局國(guó)家地磁臺(tái)網(wǎng)共有111 套秒采樣儀器裝備在50 個(gè)地磁臺(tái)站以及甘肅天祝、四川西昌、重慶三峽3 個(gè)磁通門臺(tái)陣上，主要包括FHDZ-M15 地磁總場(chǎng)和分量組合觀測(cè)系統(tǒng)28 套，GM4/GM3 型磁通門磁力儀觀測(cè)系統(tǒng)78 套，F(xiàn)GE 型磁通門磁力儀觀測(cè)系統(tǒng)2 套，GSM-19FD 型磁力儀3 套。

1 噪聲評(píng)價(jià)

（1）噪聲評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法。計(jì)算時(shí)段選擇：從臺(tái)網(wǎng)挑選出東南西北中各一個(gè)臺(tái)站，計(jì)算各臺(tái)H 分量每月3 小時(shí)時(shí)段的一階差分的均方差，從中選擇對(duì)于所有的臺(tái)站均方差都最小的5 個(gè)3 小時(shí)時(shí)段，即為該月噪聲計(jì)算時(shí)段；對(duì)于每個(gè)時(shí)段各個(gè)要素的一階差分，統(tǒng)計(jì)各個(gè)一階差分絕對(duì)值的頻度（即各個(gè)一階差分值出現(xiàn)次數(shù)/總數(shù)）；若某個(gè)值的頻度大于80%，則該值的2 倍即為該時(shí)段該要素的背景噪聲；若沒(méi)有頻度大于80%的數(shù)據(jù)，則將頻度按照從大到小的順序排序，依次求和，求到和大于80%為止。設(shè)頻度分別為C1，C2，C3，…… Cn，對(duì)應(yīng)的一階差分絕對(duì)值分別為S1，S2，S3，…… Sn，則該要素的噪聲為：

對(duì)于以上計(jì)算出的各要素的5 個(gè)噪聲值，剔除最大值，求平均，即為最后的各要素噪聲SF、SZ、SH和SD。

（2）臺(tái)網(wǎng)噪聲水平。將每套儀器各分量噪聲月平均扣分總和小于0.2 的定義為優(yōu)秀；月平均扣分總和大于0.2 小于0.5 且單分量噪聲扣分小于0.3 定義為合格；對(duì)于單分量噪聲月平均扣分超過(guò)0.3 或者各分量月平均扣分總和大于0.5 的，依據(jù)分析不同的噪聲來(lái)源按系統(tǒng)原因、環(huán)境因素、儀器因素進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到全臺(tái)網(wǎng)秒采樣儀器噪聲水平統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

2 噪聲的主要表現(xiàn)形式

秒數(shù)據(jù)記錄曲線線條粗；秒數(shù)據(jù)記錄曲線有明顯的電噪聲；存在固定頻率干擾。

3 影響噪聲水平的主要因素（噪聲的來(lái)源）

觀測(cè)環(huán)境：地磁臺(tái)周圍存在比較大的電磁干擾源，例如地鐵、輸變電線路等；不合格的地磁觀測(cè)設(shè)施，也可能導(dǎo)致噪聲較大。工作環(huán)境：儀器工作的記錄室溫、濕度，照明、供電線路等可能會(huì)對(duì)噪聲造成影響。儀器系統(tǒng)：電源不潔凈、儀器未接地或接地不良會(huì)造成記錄數(shù)據(jù)噪聲過(guò)大。傳輸系統(tǒng)：儀器供電線路和傳輸線路因布設(shè)不當(dāng)相互干擾會(huì)造成記錄數(shù)據(jù)噪聲過(guò)大。儀器自身因素：GSM-19FD 儀器有可能因儀器本身原因造成噪聲過(guò)大。頻譜分析顯示，一些臺(tái)站可能因環(huán)境因素或儀器系統(tǒng)原因產(chǎn)生固定頻率的干擾；部分傳輸線因沒(méi)有屏蔽層易受干擾導(dǎo)致噪聲過(guò)大。

4 降低噪聲的主要手段

凈化電源；儀器妥善接地，保證接地電阻小于4Ω；更換數(shù)據(jù)傳輸線，采用帶屏蔽層的粗芯電纜作傳輸線，屏蔽層接地；切斷記錄室內(nèi)無(wú)關(guān)供電線路；降低記錄室濕度；加強(qiáng)記錄室保溫；外在干擾源調(diào)查；.避開大區(qū)域干擾源觀測(cè)。