2022, Vol. 43
中国测震台网由1个国家测震台网和31个省级测震台网组成。截至2022年7月31日，全国可实时汇集和交换数据的测震站点数量达到1 182个，包括国家测震站点161个，区域测震站点1 021个（数据来源于各省测震台网运行月报）。此1 182个站点的实时观测数据首先汇集至各省级测震台网中心，然后通过流服务器汇集到国家测震台网中心。同时，国家测震台网中心向31个省级中心转发邻省站点的实时数据。
中国测震台网作为我国地震监测工作乃至防震减灾事业的核心基础，观测数据在推动地震科学研究方面发挥着重要作用，为地震监测预报和地震科学研究提供基础性支撑。地震站点的运行质量决定了各项数据资料能否准确、及时、连续产出(杨亚运等，2020)，站点参数的准确决定了观测数据的可靠、可用，直接关乎防震减灾工作和地震科学研究的效能。现今，鉴于各省级地震监测台网有其自身特点和条件，站点配置的仪器种类和型号繁多，目前在对地震仪器的更换、运行状态等信息实现动态管理方面存在欠缺，且不能对参数质量进行全程化跟踪管理（周慧峰等，2007；吴丽娜等，2018）。因此，国家测震台网中心作为全国站网管理牵头主体，必须对中国测震台网的站点参数准确性进行校核，对不同类型观测系统进行归档管理。
本文对中国测震台网1 182个站点的参数进行准确性校核，同时对地震仪器进行分类、整理，并对国家测震台网中心建立仪器参数数据库进行站点元数据管理的最新进展进行介绍。
1 站点参数汇集与校核目前，国家测震台网中心汇集中国测震台网1 182个站点参数信息，主要来源有4种：省局上报信息、年度报告、月报和.dataless文件。其中，前3种是表格形式，.dataless文件是包含站点参数和仪器参数信息的站点元数据文件。中国测震台网1 182个站点信息汇集的基本流程如图 1所示。
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图 1 测震站点信息汇集流程 Fig.1 Flow chart of gathering seismic station information |
站点经纬度作为地震监测基础设施的关键参数，其准确与否直接影响到地震速报、地震预警和地震预报研究的结果。但是站点迁址或信息更新不及时、人为填报错误等会导致站点经纬度信息存在错误。所以，通常从对经纬度信息的核实入手，开展站点元数据校核。
首先确认各省局报送的站点基本参数，有无格式性错误。常见的格式性错误有站点代码错误、经纬度颠倒、数值超出理论范围等。然后，采用自动化程序对不同来源的参数信息进行一致性检查，印证信息准确性。最后在参数信息一致的前提下，分别检查站点经纬度，并使用GMT工具绘制站点分布图，以此审核有无位置重叠、错区等情况。
通过对1 182个测震站点分布进行绘制和经纬度校对，初步判定全国31个省级测震台网的站点经纬度准确，站点经纬度正确率为100%。
1.2 仪器参数校核在地震观测系统中，地震计是检测地震信号的关键设备（刘林飞等，2021），地震数据采集器（数采）是数字地震台网的关键设备之一（中国地震局监测预报司，2003），因此其工作性能、状态直接影响地震观测数据的质量。对全国测震站点仪器参数校核，主要包括：确认地震计型号和数据采集器型号，检查仪器灵敏度等参数是否在合理范围内。这些工作为后续仪器参数整理归档奠定了基础。
1.3 仪器幅频特性和相频特性地震观测系统的动态特征（动态放大倍数或灵敏度以及相频特性）应长时间处于稳定状态，但由于设备性能参数的变化或设备更换，观测系统的动态特性会发生变化。可绘制仪器幅频特性和相频特性曲线判断仪器是否处于正常运行状态。对1 182个测震站点在运行的地震计进行分类，整理每个站点的仪器特性参数信息，使用JPlotResp绘制其幅频特性曲线，建立仪器信息档案。图 2是山东青岛站点（SD.QID）配置的BBVS-60地震计、安徽合肥站点（AH.HEF）配置的BBVS-120地震计、重庆万州站点（CQ.WAZ）配置的CMG-3ESP地震计、广西大化站点（GX.DHX）配置的CMG-3ESPC-60地震计、重庆秀山站点（CQ.XIS）配置的CTS-2F地震计、山东商河站点（SD.SHH）配置的FSS-3M地震计、广东担杆岛站点（GD.DGD）配置的KS-2000M地震计的幅频特性曲线。将地震计幅频特性曲线与仪器出厂设置进行一致性对比，据此判断仪器运行状态是否正常。以重庆万州站点（CQ.WAZ）配置的CMG-3ESP地震计为例，图 3是使用CMG-3ESP地震计出厂参数绘制的幅频、相频曲线，图 4是使用重庆万州站点（CQ.WAZ）配置的处于实际运行状态的CMG-3ESP地震计参数绘制的曲线，对比可知：站点CQ.WAZ的CMG-3ESP地震计幅频、相频特性曲线与出厂曲线特性一致，表明该站点仪器处于正常运行状态。
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图 2 不同型号地震计幅频特性曲线 Fig.2 Amplitude-frequency characteristic curves of different types of seismometers |
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图 3 CMG-3ESP地震计出厂相频、幅频特性曲线 Fig.3 Phase-frequency and amplitude-frequency characteristic curve of the CMG-3ESP seismometer |
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图 4 CQ.WAZ站点配置的CMG-3ESP地震计的相频、幅频特性曲线 Fig.4 Phase-frequency and amplitude-frequency characteristic curve of the CMG-3ESP seismometerconfigured at CQ.WAZ station |
在前期工作基础上，对当前在网运行的地震计和数采等仪器进行整理和归类。
测震站点配置地震计型号有5大类37种，包括：短周期地震计DS-4A、FSS-3、FSS-3B、FSS-3D、FSS-3M、ITC-120、ITC-120A、ITC-60A，短周期井下地震计FSS-3DBH、JDF-1、JDF-3，宽频带地震计GL-CS60、CMG-3ESPC-60、BBVS-60、BBVS-60DBH、CL-S60、CMG-3ESP、CMG-3ESPC-60、CMG-3TB、CMG-40T、CMG-40TDE、FBS-3、FBS-3B、KS-2000M（60 s）、KS-2000M（120 s）、JCZ-1，甚宽频带地震计BBVS-120、CTS-1、CTS-1E、CTS-1EF、CTS-2、CTS-2F、CMG-3ESPC-120、CMG-3T、CMG-3TB，超宽带地震计JCZ-1、JCZ-1T。各类地震计主要参数见表 1。
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表 1 各类地震计主要参数 Table 1 Main parameters of various seismometers |
由表 1可知，目前测震台网站点所使用的地震计灵敏度数值分布在800—2 000 V·m-1·s范围，大多为2 000 V·m-1·s，只有FSS-3、FSS-3M短周期地震计，CMG-40T/40TDE短周期地震计和DS-4A短周期地震计灵敏度量值较小。
数据采集器包括10种类型：CMG-DM24、EDAS-24GN-DR6、EDAS-24GN-3、EDAS-24GN-6、EDAS-24IP-3、EDAS-24IP-6、EDAS-BS60、TDE-324CI、TDE-324FI、EDAS-24IP-DR6。各类型数据采集器主要参数详见表 2和表 3。
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表 2 各类数据采集器主要参数 Table 2 Main parameters of various data collectors |
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表 3 数据采集器中各级滤波器的主要参数 Table 3 Main parameters of filters at all levels in data collectors |
站点的基础信息和仪器参数均属于元数据范畴，也是后续波形数据管理和服务的重要组成部分。在对站点参数进行的校核、整理、归类等工作，保证元数据的准确性的基础上，使用PDCC（便携式数据汇集中心）工具软件进行元数据管理，以期有效提升国家中心数据管理的科学水平。
PDCC软件（Casey，2012）用于国家台网中心对全国测震台站元数据的维护和更新，通过建立站点参数数据库，可系统性地记录管理站点参数的变化。
PDCC以数据库系统为后台支撑，包含一个用于读取、查看和写入.dataless文件的主编辑器窗口，以.SEED格式存储和管理地震站点元数据。使用PDCC对站点参数元数据管理，可以按台网代码进行检索，并实现对站点信息存储、更新。PDCC允许创建和编辑关于台网中站点的信息并将其写入.dataless文件。图 5给出使用PDCC工具软件管理国家测震站点的运行实例。以安徽省合肥观测站点（AH.HEF）为例，系统平台管理信息涵括站点经纬度、高程、仪器类型、通道代码等等。
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图 5 PDCC软件对全国测震站点元数据信息管理实例 Fig.5 Example of metadata information management of national seismic stations by PDCC software |
研制自动化程序，对4种来源的站点参数进行一致性检查，同时运用GMT和JPlotResp工具对当前在网运行的全国1 182个站点参数进行整理校核，并对站点配置各类仪器进行分类整理。在此基础上，首次将PDCC软件用于中国测震站点参数信息管理工作中，对站点参数进行归档管理。此项工作，提升站点参数准确度和参数管理效率，促进站点元数据管理科学水平和数据管理服务的实效，为地震速报、编目分析和数据存储工作奠定基础，提供保障。鉴于此项工作刚刚开展，有若干重要参数的校核还未纳入，例如高程校核、方位角校核、极性校核等等，这些将作为下一步研究内容，逐步开展。
在此，向中国地震局地球物理研究所房立华研究员和中国地震台网中心任枭高级工程师对论文撰写给予指导表示感谢；同时，感谢中国地震台网中心张雪梅研究员、杨桂存高级工程师、魏星高级工程师为论文提供帮助。
刘林飞, 宫卓宏, 梁向军, 等. 山西测震台网地震计工作状态检测及故障原因分析[J]. 山西地震, 2021(1): 38-41. |
吴丽娜, 王文才, 李佐唐. 地震台站管理与仪器装备运行保障系统[J]. 地震地磁观测与研究, 2018, 39(5): 189-194. |
杨亚运, 马伟, 汪建. 浅谈新形势下地震台站管理与发展[J]. 防灾减灾学报, 2020, 36(2): 67-74. |
中国地震局监测预报司. 数字地震观测技术[M]. 北京: 地震出版社, 2003: 140-141.
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周慧峰, 邱鹏程. 对局属地震台站管理工作的思考[J]. 高原地震, 2007, 19(1): 37-39. |
Casey R. Portable Data Collection Center (PDCC) v3.8.1 User Manual[EB/OL].(2016-08)[2022-10-17]. http://ds.iris.edu/ds/nodes/dmc/software/downloads/PDCC/3-8-1/.
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