一種海底相對(duì)測(cè)地方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海底相對(duì)測(cè)地方法，首先，將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)投放至海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站的相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、垂向位移變化。結(jié)合陸地GPS數(shù)據(jù)，計(jì)算俯沖帶各段的耦合系數(shù)，分析俯沖帶各段的應(yīng)力積累狀況，估算發(fā)震可能性和震級(jí)大小。本發(fā)明的海底相對(duì)測(cè)地方法能夠?qū)５姿胶痛怪毙巫冞M(jìn)行長(zhǎng)期精確的觀測(cè)和記錄，進(jìn)而為海底俯沖帶發(fā)震的可能性分析提供依據(jù)。
【專利說(shuō)明】
一種海底相對(duì)測(cè)地方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及海洋地質(zhì)科學(xué)觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海底相對(duì)測(cè)地方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 占地球表面總面積三分之二的海底，既是油氣能源、金屬礦產(chǎn)等重要資源的儲(chǔ)集 場(chǎng)所，也是各種基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的孕育之地，但卻只有日本、美國(guó)的很少幾個(gè)深海測(cè)地觀測(cè) 站。2011年日本大地震的實(shí)例說(shuō)明，大陸GPS對(duì)海上變形的估算嚴(yán)重不足，必須建立深海測(cè) 地觀測(cè)網(wǎng)，直接監(jiān)測(cè)海底斷層、地震、海嘯、火山、沉積物搬運(yùn)、海岸滑波等位移變化。
[0003] 近些年的幾次大地震，都發(fā)生在科學(xué)家們依據(jù)以往統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為不可能發(fā)生大 震的區(qū)域。以往雖然也有多種論述，包括俯沖速率大小，是否存在弧后擴(kuò)張，俯沖帶沉積物 的多少等，但流行的觀點(diǎn)認(rèn)為，俯沖帶是否會(huì)產(chǎn)生大震主要取決于俯沖洋殼的年齡及俯沖 速率，俯沖洋殼越年輕、俯沖角度就會(huì)越平緩，水平俯沖速率越大，越容易發(fā)生大震；反過(guò) 來(lái)，俯沖洋殼較老(如馬里亞納海溝處的洋殼）、俯沖角度就會(huì)較陡，水平俯沖速率越小，越 不容易發(fā)生地震。然而，2011年日本Mw9.0級(jí)大地震就在年齡是120百萬(wàn)年，俯沖速率約6厘 米/年的老洋殼上發(fā)生了。而2004年蘇門答臘Mw9.2級(jí)大地震發(fā)生的位置-班達(dá)亞齊在當(dāng)?shù)?有記錄的歷史上從未發(fā)生超過(guò)Mw8級(jí)的大震。對(duì)大地震發(fā)生規(guī)律和影響因素的認(rèn)識(shí)誤差，主 要源于發(fā)震周期長(zhǎng)于人類觀測(cè)的歷史，通常Mw9.0級(jí)以上地震的發(fā)震周期是幾個(gè)世紀(jì)，且震 級(jí)越大，發(fā)震的周期就越長(zhǎng)，而人類有地震記錄的歷史卻不過(guò)一個(gè)多世紀(jì)，因此科學(xué)家們對(duì) 地震發(fā)震頻率以及影響因素的認(rèn)識(shí)積累都還相當(dāng)不足，需要更多觀測(cè)和研究的補(bǔ)充，并進(jìn) 行各區(qū)域地震特點(diǎn)和地質(zhì)條件的對(duì)比分析。
[0004] 根據(jù)地震觀測(cè)和俯沖板片分析，沿俯沖帶地震主要發(fā)生在鎖定帶和過(guò)渡帶附近， 在地震的間歇期，伴隨俯沖板塊的推進(jìn)，上覆板塊會(huì)由于耦合作用(被鎖定帶鎖緊)而發(fā)生 彈性彎曲，當(dāng)應(yīng)力積累到一定程度，就會(huì)發(fā)生鎖定帶的破裂和回彈，產(chǎn)生大地震，地震的大 小與鎖定帶發(fā)生斷裂的長(zhǎng)度成正比，即斷裂長(zhǎng)度越大，震級(jí)越大。根據(jù)此基本原理，在大震 發(fā)生之前，俯沖帶上盤基本上所有區(qū)域都表現(xiàn)出向陸和向上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)向量(縮短向量）， 地震之后的一段時(shí)間內(nèi)，俯沖帶上盤主要表現(xiàn)為向洋的一個(gè)運(yùn)動(dòng)向量，因此，增加對(duì)俯沖帶 的觀測(cè)，尤其是增加對(duì)俯沖帶上主要發(fā)生應(yīng)變積累和釋放的過(guò)渡帶和鎖定帶的觀測(cè)，對(duì)評(píng) 估某大斷層的最大震級(jí)以及目前的應(yīng)力積累狀態(tài)十分必要。然而大部分俯沖帶的過(guò)渡帶和 鎖定帶都位于靠近海溝的深海之下，僅靠陸地上的GPS臺(tái)站，無(wú)論是對(duì)發(fā)震影響因素的研 究，還是對(duì)震前-震間-震后變形進(jìn)行更好的監(jiān)測(cè)，都已明顯地表現(xiàn)出鞭長(zhǎng)莫及。
[0005] 自從全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positions System，文中簡(jiǎn)稱GPS)于1973年由美 國(guó)國(guó)防部開始發(fā)展使用，短時(shí)間里世界各國(guó)都相繼建立起GPS觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，如日本自1994年著 手建立由一千個(gè)固定站組成的全國(guó)性GPS連續(xù)觀測(cè)網(wǎng)一GEN0ET，主要目的為全面監(jiān)測(cè)地殼 應(yīng)變的時(shí)空變化，提供地震潛勢(shì)評(píng)估及地震預(yù)測(cè)研究。我國(guó)主要于2000年正式運(yùn)行"中國(guó)地 殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)"，以GPS觀測(cè)技術(shù)為主，結(jié)合精密重力和精密水準(zhǔn)測(cè)量構(gòu)成的大范圍、高精 度、高時(shí)空分辨率的實(shí)時(shí)板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。過(guò)去二十年來(lái)GPS觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，極大 地促進(jìn)了我們對(duì)于塑造大陸形態(tài)的眾多因素的認(rèn)識(shí):如汶川與玉樹大地震引起的地表三維 形變以及震前及震后的區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)、印藏碰撞造山過(guò)程引起的地表塊體運(yùn)動(dòng)、菲律賓海 板塊相對(duì)歐亞大陸邊緣的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率、臺(tái)灣島的地震及造山活動(dòng)、以及滑坡、冰 川流動(dòng)等。
[0006] 目前全球GPS觀測(cè)網(wǎng)大多布設(shè)在陸地，造成嚴(yán)重的局限在陸地上的"單側(cè)"觀測(cè)，而 占地球表面總面積三分之二的海底卻只有日本、美國(guó)、歐洲的很少幾個(gè)觀測(cè)站。然而，世界 上具有巨大破壞性的特大地震和海嘯多發(fā)生在各大洋板塊邊緣的深水下，而這些區(qū)域是目 前的陸地GPS系統(tǒng)所無(wú)法直接觀測(cè)到的。而且洋殼的變形規(guī)律與陸殼有著極大的不同，即使 能夠?qū)兜牟糠值刭|(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)，但也會(huì)隨著觀測(cè)距離的增加帶來(lái)較大的誤差。福島 地震結(jié)果表明，原有的從陸地上進(jìn)行的遠(yuǎn)距離單向觀測(cè)的方式存在極大的偏差，海底與陸 上觀測(cè)結(jié)果最多相差10倍之多。由此可見，"單側(cè)"的陸地GPS觀測(cè)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量海底地殼變 形，導(dǎo)致科學(xué)家無(wú)法獲得建立發(fā)震機(jī)制分析的準(zhǔn)確參數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)發(fā)震機(jī)制和影響因素 認(rèn)識(shí)的不足。
[0007] 統(tǒng)計(jì)表明，全球8級(jí)以上的大震，80%發(fā)生在俯沖帶上，主要變形段淹沒(méi)在深海下， 由于震中附近的變形向周圍迅速衰減，因此遠(yuǎn)距離觀測(cè)對(duì)于正確地發(fā)布海嘯預(yù)警將非常不 利。由于地震波速度傳播較快，且發(fā)震機(jī)制尚未被科學(xué)家破解，因此想準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)地震在目 前是不可能的，但海嘯的預(yù)警非常有意義，因?yàn)榈卣鹨l(fā)海嘯在遠(yuǎn)海由于振幅不大，沒(méi)有什 么殺傷力，只有到了近岸，隨著水深變淺而垂向振幅迅速放大，才會(huì)形成高達(dá)10米，具有強(qiáng) 大破壞力的巨浪。但由于水波的傳播速度較慢，100公里的距離，會(huì)比地震和海嘯初發(fā)時(shí)間 滯后約1個(gè)小時(shí)到達(dá)。因此準(zhǔn)確地預(yù)警海嘯時(shí)間和幅度將對(duì)人員撤離，海上船只逃生以及其 他重要設(shè)施的處理具有非常重大的意義。
[0008] 而要做到準(zhǔn)確和及時(shí)預(yù)警，必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海底地殼運(yùn)動(dòng)情況。目前認(rèn)為海底測(cè)地 將是監(jiān)測(cè)海底地殼運(yùn)動(dòng)的有效手段，對(duì)我們認(rèn)識(shí)這些周期性或突發(fā)性變形事件的物理機(jī)制 以及幫助我們建立對(duì)大洋巖石圈變形過(guò)程的認(rèn)識(shí)具有重要的意義，也將為我國(guó)能在任何水 深開展地質(zhì)過(guò)程的高分辨率動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和研究提供最重要和最基本的技術(shù)支持。
[0009] 有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種海底相對(duì)測(cè)地方法， 以解決現(xiàn)有技術(shù)中從陸地上進(jìn)行的遠(yuǎn)距離單向觀測(cè)方式中存在極大的偏差的問(wèn)題。
[0011 ]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：
[0012] 一種海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，包括：
[0013] A、將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)投放至海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)；
[0014] B、通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站的 相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、垂向位移變化。
[0015] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述步驟A進(jìn)一步包括：
[0016] A1、將若干底基觀測(cè)平臺(tái)投放至預(yù)定海底構(gòu)造帶，單節(jié)點(diǎn)投放的底基觀測(cè)平臺(tái)數(shù) 不小于2個(gè)，每?jī)蓚€(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)間距〈10公里;所述的底基觀測(cè)平臺(tái)帶有聲學(xué)通訊設(shè)備和 壓力傳感器；
[0017] A2、對(duì)于投放到位的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)聲學(xué)信號(hào)相互通訊組網(wǎng)， 每隔2-256分鐘互相通訊一次，測(cè)定相對(duì)距離，同時(shí)每個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)采集一個(gè)距離數(shù)據(jù)， 做自容式存儲(chǔ)。
[0018] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述步驟A2中還包括:每個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)底基觀測(cè) 平臺(tái)每2-256分鐘測(cè)定并記錄一個(gè)壓力數(shù)據(jù)，做自容式存儲(chǔ)。
[0019] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述步驟A2中還包括:定期回收自容式存儲(chǔ)的數(shù) 據(jù)。
[0020] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述的相互通訊時(shí)間為每10分鐘一次。
[0021 ]所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述的壓力數(shù)據(jù)為每10分鐘測(cè)定并記錄一個(gè)。
[0022] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述的定期回收是通過(guò)母船定期巡航至觀測(cè)點(diǎn) 后與底基觀測(cè)平臺(tái)之間通過(guò)雙向水聲通訊傳輸所述自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)完成。
[0023] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述的定期回收是通過(guò)母船定期巡航至觀測(cè)點(diǎn) 后，與底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)單向水聲通訊，實(shí)現(xiàn)底基觀測(cè)平臺(tái)自容式存儲(chǔ)設(shè)備的釋放上浮，然 后母船打撈、回收并讀取自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0024] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述步驟A2中還包括:進(jìn)一步對(duì)底基觀測(cè)平臺(tái)之 間的沉積底質(zhì)進(jìn)行聲學(xué)測(cè)量，用以校正聲速，并將校正后的聲速用于所述的測(cè)定底基觀測(cè) 平臺(tái)相對(duì)距離變化。
[0025] 所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其中，所述的步驟A2中通過(guò)聲學(xué)信號(hào)測(cè)定相對(duì)距離的 具體做法是:根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，某一底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀周期性發(fā)射測(cè)距聲學(xué)脈沖 信號(hào)，其他底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀收到測(cè)距脈沖信號(hào)后，回復(fù)一個(gè)應(yīng)答聲學(xué)脈沖信號(hào)， 在先發(fā)出信號(hào)的底基觀測(cè)平臺(tái)接收應(yīng)答信號(hào)，計(jì)算出聲學(xué)信號(hào)在兩平臺(tái)間傳輸?shù)臅r(shí)間t，再 根據(jù)已知聲速C，就可計(jì)算出兩個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)之間的距離R，其計(jì)算公式如下：
[0027] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái) 投放至海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其 變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站的相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、 垂向位移變化。結(jié)合陸地GPS數(shù)據(jù)，計(jì)算俯沖帶各段的耦合系數(shù)，分析俯沖帶各段的應(yīng)力積 累狀況，估算發(fā)震可能性和震級(jí)大小。本發(fā)明的海底相對(duì)測(cè)地方法能夠?qū)５姿胶痛怪?形變進(jìn)行長(zhǎng)期精確的觀測(cè)和記錄，進(jìn)而為海底俯沖帶發(fā)震的可能性分析提供依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法中底基觀測(cè)平臺(tái)的實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法中底基觀測(cè)平臺(tái)的實(shí)施例的回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0030] 圖3是本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法中底基觀測(cè)平臺(tái)的實(shí)施例的拋棄支架結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0031 ]圖4是本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明提供一種海底相對(duì)測(cè)地方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清 楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具 體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]為了方便理解，首先介紹一下底基觀測(cè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和功能，請(qǐng)參閱圖1，所述的每 個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)大體由回收系統(tǒng)1和拋棄支架2構(gòu)成;如圖2所示，所述的回收系統(tǒng)包括集成 安裝架、5個(gè)浮球、2套三分體聲學(xué)釋放器、1個(gè)高精度壓力傳感器和1套聲學(xué)測(cè)距儀;所述的 集成安裝架形似尖底的"鳥籠"，包括頂部的錐形架101、上部的水平環(huán)架102、中部的若干平 行的豎直桿103、下部的水平環(huán)架104及水平格架105、底部的兜架106;所述的5個(gè)浮球中，1 個(gè)浮球作為儀器倉(cāng)107裝載電池、電源驅(qū)動(dòng)板、主控板與姿態(tài)傳感器，其底部固定安裝在所 述集成安裝架下部的水平格架105上;其余4個(gè)浮球108規(guī)格構(gòu)造完全相同，都通過(guò)保護(hù)殼固 定于所述的集成安裝支架的豎直桿103相同水平位置;所述的2套三分體聲學(xué)釋放器電源供 給和控制完全獨(dú)立，每套都由換能器109、電池倉(cāng)110和釋放控制器111三個(gè)部分分別經(jīng)水密 處理后通過(guò)水密電纜連接構(gòu)成，所述的換能器109固定安裝在集成安裝架上部的水平環(huán)架 102上，所述的電池倉(cāng)110固定安裝在集成安裝架的豎直桿103上，所述的釋放控制器111固 定安裝在集成安裝架底部的兜架106上;所述的高精度壓力傳感器112固定安裝在集成安裝 架的豎直桿103上;所述的聲學(xué)測(cè)距儀也采用分體式，由測(cè)距儀換能器探頭113和測(cè)距儀控 制電路114分別經(jīng)水密處理后通過(guò)水密電纜串聯(lián)構(gòu)成，所述的測(cè)距儀換能器探頭113固定安 裝在集成安裝架頂部的錐形101架頂點(diǎn)下方位置，所述的測(cè)距儀控制電路114固定安裝在集 成安裝架的豎直桿103上。
[0034]進(jìn)一步的，如圖3所示，所述的拋棄支架2包括頂部的環(huán)架201和環(huán)架下方的三腳著 陸架202;所述的拋棄支架2的三腳著陸架202內(nèi)部設(shè)有三腳支撐的連接組件208,三腳支撐 的連接組件208上設(shè)有連接環(huán)206;所述的三腳著陸架202每個(gè)腳分別設(shè)有相同規(guī)格的配重 塊203和導(dǎo)流筒204;所述的拋棄支架2頂部的環(huán)架201包括相垂直的垂直環(huán)面和水平環(huán)面， 即其縱剖面呈L形，所述的集成安裝架下部的水平環(huán)架104套接于拋棄支架頂部的環(huán)架201 中，即置于所述垂直環(huán)面內(nèi)、水平環(huán)面上，水平環(huán)面上固定設(shè)有若干壓縮彈簧。所述的裝有 釋放控制器111的集成安裝架底部的兜架106深入三腳著陸架內(nèi)部，接近三腳支撐的連接組 件208,用一根鋼絲繩207的一端連接某一釋放控制器111底部的活動(dòng)掛鉤，鋼絲繩另一端穿 過(guò)連接環(huán)206后與另一釋放控制器111底部的活動(dòng)掛鉤連接;所述的三分體聲學(xué)釋放器的釋 放控制器111、高精度壓力傳感器112和測(cè)距儀控制電路114分別與儀器倉(cāng)107內(nèi)的主控板電 連接。所述的集成安裝架上還固定安裝有燈光信標(biāo)115、無(wú)線電信標(biāo)116和/或標(biāo)示旗117;燈 光信標(biāo)115和無(wú)線電信標(biāo)116設(shè)有機(jī)械式壓力開關(guān)，控制其在水中處于關(guān)閉狀態(tài)、出水后開 啟。
[0035] 請(qǐng)一并參閱圖4，本發(fā)明的海底相對(duì)測(cè)地方法包括：
[0036] S100、將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)投放至海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)；
[0037] S200、通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站 的相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、垂向位移變化。
[0038]具體來(lái)說(shuō)，所述步驟S100進(jìn)一步包括：
[0039] S110、將若干底基觀測(cè)平臺(tái)投放至預(yù)定海底構(gòu)造帶，單節(jié)點(diǎn)投放的底基觀測(cè)平臺(tái) 數(shù)不小于2個(gè)，每?jī)蓚€(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)間距〈10公里;所述的底基觀測(cè)平臺(tái)帶有聲學(xué)通訊設(shè)備 和壓力傳感器；
[0040] S120、對(duì)于投放到位的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)聲學(xué)信號(hào)相互通訊組 網(wǎng)，每隔2-256分鐘互相通訊一次，測(cè)定相對(duì)距離，同時(shí)每個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)采集一個(gè)距離數(shù) 據(jù)，做自容式存儲(chǔ)。
[0041 ]進(jìn)一步的，所述的海底相對(duì)測(cè)地方法中，所述步驟S120中還包括:每個(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè) 底基觀測(cè)平臺(tái)每2-256分鐘測(cè)定并記錄一個(gè)壓力數(shù)據(jù)，做自容式存儲(chǔ)。
[0042]進(jìn)一步的，所述的海底相對(duì)測(cè)地方法中，所述步驟S120中還包括:定期回收自容式 存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
[0043]另外，所述的海底相對(duì)測(cè)地方法中，所述的相互通訊時(shí)間為每10分鐘一次。所述的 壓力數(shù)據(jù)為每10分鐘測(cè)定并記錄一個(gè)。
[0044] 更進(jìn)一步的，所述的海底相對(duì)測(cè)地方法中，所述的定期回收是通過(guò)母船定期巡航 至觀測(cè)點(diǎn)后與底基觀測(cè)平臺(tái)之間通過(guò)雙向水聲通訊傳輸所述自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)完成?；?者所述的定期回收是通過(guò)母船定期巡航至觀測(cè)點(diǎn)后，與底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)單向水聲通訊， 實(shí)現(xiàn)底基觀測(cè)平臺(tái)自容式存儲(chǔ)設(shè)備的釋放上浮，然后母船打撈、回收并讀取自容式存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù)。
[0045] 其中，所述步驟S120中還包括:進(jìn)一步對(duì)底基觀測(cè)平臺(tái)之間的沉積底質(zhì)進(jìn)行聲學(xué) 測(cè)量，用以校正聲速，并將校正后的聲速用于所述的測(cè)定底基觀測(cè)平臺(tái)相對(duì)距離變化。
[0046] 在本實(shí)施例中，所述的海底相對(duì)測(cè)地方法中，所述的步驟S120中通過(guò)聲學(xué)信號(hào)測(cè) 定相對(duì)距離的具體做法是:根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，某一底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀周期性發(fā)射 測(cè)距聲學(xué)脈沖信號(hào)，其他底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀收到測(cè)距脈沖信號(hào)后，回復(fù)一個(gè)應(yīng)答 聲學(xué)脈沖信號(hào)，在先發(fā)出信號(hào)的底基觀測(cè)平臺(tái)接收應(yīng)答信號(hào)，計(jì)算出聲學(xué)信號(hào)在兩平臺(tái)間 傳輸?shù)臅r(shí)間t，再根據(jù)已知聲速C，就可計(jì)算出兩個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)之間的距離R，其計(jì)算公式 如下：
[0048] 在具體實(shí)際操作過(guò)程中，可以將本發(fā)明的海底相對(duì)測(cè)地系統(tǒng)布放在馬尼拉俯沖帶 北段巴士海峽段，選擇構(gòu)造最活躍，地震活動(dòng)最多的主干斷層兩側(cè)投放，以多節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)觀測(cè) 斷層的水平和垂直位移變化情況，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各底基觀測(cè)平臺(tái)之間的相對(duì)距 離及其變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)的相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各平臺(tái)之間的相對(duì)位移量、垂向 位移變化。在此基礎(chǔ)上結(jié)合陸地GPS臺(tái)站分析馬尼拉俯沖帶北側(cè)主干發(fā)震斷層的應(yīng)變情況， 計(jì)算應(yīng)變速率和耦合系數(shù)，根據(jù)其他俯沖帶的研究結(jié)果，分析主干斷裂是鎖定應(yīng)力積累狀 態(tài)，還是線性滑移解鎖狀態(tài)，從而分析判斷近期內(nèi)該主干斷層發(fā)震的可能性。
[0049] 綜上所述，本發(fā)明提供的海底相對(duì)測(cè)地方法將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)投放至 海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)，通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其變化數(shù) 據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站的相對(duì)測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、垂向位 移變化。結(jié)合陸地GPS數(shù)據(jù)，計(jì)算俯沖帶各段的耦合系數(shù)，分析俯沖帶各段的應(yīng)力積累狀況， 估算發(fā)震可能性和震級(jí)大小。本發(fā)明的海底相對(duì)測(cè)地方法能夠?qū)５姿胶痛怪毙巫冞M(jìn) 行長(zhǎng)期精確的觀測(cè)和記錄，進(jìn)而為海底俯沖帶發(fā)震的可能性分析提供依據(jù)。
[0050]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā) 明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，包括： A、 將相同的若干個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)投放至海底預(yù)設(shè)位置組建成觀測(cè)網(wǎng)； B、 通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、自容存儲(chǔ)各基站之間的相對(duì)距離及其變化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各基站的相對(duì) 測(cè)地功能，從而可獲得各基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和位移量、垂向位移變化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述步驟A進(jìn)一步包括： A1、將若干底基觀測(cè)平臺(tái)投放至預(yù)定海底構(gòu)造帶，單節(jié)點(diǎn)投放的底基觀測(cè)平臺(tái)數(shù)不小 于2個(gè)，每?jī)蓚€(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)間距<10公里;所述的底基觀測(cè)平臺(tái)帶有聲學(xué)通訊設(shè)備和壓力 傳感器； A2、對(duì)于投放到位的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)聲學(xué)信號(hào)相互通訊組網(wǎng)，每隔 2-256分鐘互相通訊一次，測(cè)定相對(duì)距離，同時(shí)每個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)采集一個(gè)距離數(shù)據(jù)，做自 容式存儲(chǔ)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述步驟A2中還包括:每個(gè) 節(jié)點(diǎn)的每個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)每2-256分鐘測(cè)定并記錄一個(gè)壓力數(shù)據(jù)，做自容式存儲(chǔ)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述步驟A2中還包括:定期 回收自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述的相互通訊時(shí)間為每10 分鐘一次。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述的壓力數(shù)據(jù)為每10分鐘 測(cè)定并記錄一個(gè)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述的定期回收是通過(guò)母船 定期巡航至觀測(cè)點(diǎn)后與底基觀測(cè)平臺(tái)之間通過(guò)雙向水聲通訊傳輸所述自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 來(lái)完成。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述的定期回收是通過(guò)母船 定期巡航至觀測(cè)點(diǎn)后，與底基觀測(cè)平臺(tái)通過(guò)單向水聲通訊，實(shí)現(xiàn)底基觀測(cè)平臺(tái)自容式存儲(chǔ) 設(shè)備的釋放上浮，然后母船打拱、回收并讀取自容式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述步驟A2中還包括:進(jìn)一 步對(duì)底基觀測(cè)平臺(tái)之間的沉積底質(zhì)進(jìn)行聲學(xué)測(cè)量，用W校正聲速，并將校正后的聲速用于 所述的測(cè)定底基觀測(cè)平臺(tái)相對(duì)距離變化。10. 根據(jù)權(quán)利要求2述的海底相對(duì)測(cè)地方法，其特征在于，所述的步驟A2中通過(guò)聲學(xué)信 號(hào)測(cè)定相對(duì)距離的具體做法是:根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，某一底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀周期性 發(fā)射測(cè)距聲學(xué)脈沖信號(hào)，其他底基觀測(cè)平臺(tái)的聲學(xué)測(cè)距儀收到測(cè)距脈沖信號(hào)后，回復(fù)一個(gè) 應(yīng)答聲學(xué)脈沖信號(hào)，在先發(fā)出信號(hào)的底基觀測(cè)平臺(tái)接收應(yīng)答信號(hào)，計(jì)算出聲學(xué)信號(hào)在兩平 臺(tái)間傳輸?shù)臅r(shí)間T，再根據(jù)已知聲速C，就可計(jì)算出兩個(gè)底基觀測(cè)平臺(tái)之間的距離R，其計(jì)算 公式如下：
【文檔編號(hào)】G01V1/38GK105911591SQ201610211364
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】林間, 孫珍, 孫兆華, 黃健龍, 黃銳, 李曉偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所