仪器响应文件 RESP

仪器响应的物理细节》一文中说过, 理论上仪器响应是由三个阶段构成的。常用的仪器响应格式包括 SEED 的 RESP 文件以及 SAC 的 PZ 文件。 这里通过阅读一个 RESP 类型的仪器响应文件,来更进一步的理解仪器响应,顺便熟悉一下 SEED 格式。

由于 RESP 的内容太长,就不在博文中贴出,本文所使用的 RESP 文件可以在 这里 下载。

RESP 文件是从 SEED 文件中解压得到的,因而保留了 SEED 格式的很多传统。响应文件中 Stage sequence number 表示阶段号,这个例子中从 1 到 3 再到 0;在每个 stage 中,根据 SEED 格式的要求又分为多个 block, 每个 block 分别代表该 stage 的部分信息。

仪器响应的物理细节

地震波的传播会引起地面运动。用来表征地面运动的物理量有很多,常见的有速度和加速度,不太常见的还有位移、 应变、旋转。这些物理量在被地震仪接收到之后,首先要将其转换为电信号,然后对电信号振幅进行放大以及滤波, 再将连续时间序列离散化,最终以我们常见的波形的形式表现出来。

地震学的仪器响应

地震仪观测到的地面运动记录可以表示为 $$u(t)=s(t) \ast g(t) \ast i(t)$$

其中 $s(t)$ 代表震源项,$g(t)$ 代表路径效应,$i(t)$ 代表仪器响应,星号代表卷积。

翻译成中文就是

地面运动记录是震源项、路径项以及仪器响应三者卷积得到的。

四个量中:

  • $u(t)$ 是仪器记录的结果,已知;
  • $i(t)$ 在仪器设计的时候会给出各种参数,已知;
  • $s(t)$ 为震源项,包括震源机制、震源时间函数等,未知;
  • $g(t)$ 为地球内部结构,未知。

震源和结构是地震学研究的两个主要内容。因而理解仪器响应 $i(t)$ 的基本原理并 准确地去除仪器响应是研究的关键一步。这篇博文将介绍一下原始地面运动 $s(t) \ast g(t)$ 是如何卷积上仪器响应 $i(t)$ 从而变成地震记录 $u(t)$ 的。

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