1 项目背景
“浮台三维运动实时监控软件”实现了水库气枪震源的二维及三维运动轨迹的实时仿真和数据存储，为福建及台湾海峡深部构造及陆海联测实验提供了新的手段和有力保障。本软件利用实时高频GPS数据处理技术及现代计算机和网络通信技术，为水库气枪震源提供了实时、可视和智能化的监控管理平台，为水库气枪震源的精度控制提供了一个可实施的执行方案。
水库气枪震源的精度控制在陆海联测实验中起着至关重要的作用。传统的GPS资料在地震预测中的应用一般是给出以年为尺度的地壳运动状态，为地震预报提供中长期的背景资料。近年来，随着GPS技术的进步和解算技术的发展，高频GPS技术已经能够提供瞬态地表形变资料，从而可以对地震信号本身进行分析和研究。联合GPS和地震学的观测资料，可以大大提高对地震性质的了解和认识。随着台网的加密和高频GPS接收机的应用，GPS台网将向实时提供地壳运动、应变演化等产品进行发展。本系统可以实时获取高频GPS数据，实时获取浮台位移信息。软件使用的高频GPS技术可以为地震预报日常周会商和应急会商服务，同时在中强地震发生时，作为测震台网的位移计使用，补充测震台网对位移直接记录的不足，可以为了解地震的发震位置，破裂过程以及地表振动和破坏等提供关键的数据补充。
2 软件环境及配置
本软件正常运行需要一定的系统环境。本系统需要在Windows环境中进行运行。经测试，本系统可以在Windows7上运行，以下系统均经过测试并提供支持 Windows7 家庭版、专业版等。本系统采用Windows7专业版系统。
（1）软件可以运行的基本环境包括：Windows7专业版，OracleXE 11.2，PL/SQL Developer 9.04。
（2）显示器分辨率不低于1024×768。
（3）计算机内存不低于2G。
（4）绘图显卡：普通显卡。
3 软件功能简介
随着计算机及网络技术的飞速发展，利用现有的信息技术让其他相关领域提高工作效率，完善工作流程，已经在全社会达成共识，也得到国家的大力支持。通过实时处理高频GPS数据，获得有效的信息便是其中一个及其重要的应用。实时高频GPS数据处理在地震学和地球动力学的研究中起着至关重要的作用。
目前实时高频GPS位移数据分析方面的软件很少，大部分是国外的。为了更好地管理和处理实时高频GPS数据，特开发了一套软件，实现了浮台高频GPS位移数据的实时显示和数据存储，为水库气枪震源的控制提供了新的手段和有力保障。本软件通过对实时位移数据的处理，保证数据的唯一性、正确性、一致性，同时方便用户使用。软件可以实时处理浮台高频GPS数据，实时获取浮台位移信息。为探索高频GPS在地震预报日常周会商和应急会商服务，同时在中强地震发生时，作为测震台网的位移计使用，补充测震台网对位移直接记录的不足，可以为了解地震的发震位置，破裂过程以及地表振动和破坏等提供关键的数据补充。本系统充分利用INTERNET的特点，为福建地震局台站提供更为合理化的数据处理分析流程。本软件还有一个非常大的优点和特色，那就是其兼容性以及扩充性能力非常强，为以后平台的继续发展和完善提供了直接的接入口。
本软件有两部分组成：一个是主体软件，实现GPS位移数据的接收及显示；另一个是数据清理伺服器，实现数据流的配置及清理的功能。主体软件界面主要由主界面、单台模式、多台模式、单台回看、多台回看、复合显示、三维浮台模拟等功能模块组成（如图1所示）。
图1 浮台三维高频GPS实时监控软件主界面
3.1 单台模式
本模块可以实时显示浮台单个GPS台站的高频GPS三分量位移，方便用户对台站的位置以及波形等信息进行观察和分析。
用户点击“单台模式”按钮或者从多台模式界面里双击某一个GPS台站波形，系统会弹出对应的单台模式界面。在单台模式中将显示指定选择的台站的三分量实时波形位移，从上到下分别是南北方向、东西方向、高程方向。实时波形数据的显示可以通过开始、停止、暂停按钮控制，还可以对纵轴的格值，显示的窗长、高程分量幅度、波形线颜色、宽度、网格颜色进行调整设置，可以显示实时高频GPS数据的最新接收到的历元时间本地的系统时间，方便用户进行查看和了解（如图2所示）。
3.2 多台模式
本模块可以实时显示浮台多个GPS台站的高频GPS三分量位移，方便用户对台站的位置以及波形等信息进行观察和分析。
用户点击“多模式”按钮，系统会弹出对应的多台模式界面。在多台模式中一个屏幕将显示指定选择的18个GPS台站的三分量其中一个分量的实时波形位移，默认是南北方向的位移，可以右边列表选择更改。实时波形数据的显示及切换可以通过开始、停止、暂停按钮控制，还可以对纵轴的格值，显示的窗长、高程分量幅度、波形线颜色、宽度、网格颜色进行调整设置。可以显示实时高频GPS数据的最新接收到的历元时间，本地的系统时间。方便用户对各个台站进行全面的查看和了解，双击任意一个单独台站的波形将弹出单台模式界面，对这个台站的实时波形进行显示。
3.3 单台回看
本模块可以从数据库里调用回看浮台单个GPS台站的高频GPS三分量位移波形，方便用户对感兴趣的GPS台站的位移以及波形等信息进行观察和分析。
用户点击“单台回看”按钮或者从多台回看界面里双击某一个GPS台站波形，系统会弹出对应的单台回看模式界面。在单台回看中将显示指定选择的台站的三分量实时波形位移，从上到下分别是南北方向，东西方向，高程方向。回看的波形数据的显示可以通过动态回看、平稳波形、静态回看按钮进行回放控制，还可以对数据的起始时间、纵轴的格值，显示的窗长、高程分量幅度、波形线颜色、宽度、网格颜色进行调整设置。可以模拟显示高频GPS数据的实时波形，方便用户进行回放和了解。
3.4 多台回看
本模块可以调用回看显示浮台多个GPS台站的高频GPS三分量位移数据，方便用户对台站的位移以及波形等信息进行观察和分析。
用户点击“多台回看”按钮，系统会弹出对应的多台回看模式界面。在多台回看模式中一个屏幕将可以调用显示指定选择的18个GPS台站的三分量其中一个分量的的波形位移，默认是南北方向的位移，可以右边列表选择更改。波形数据的显示及切换可以通过静态回看按钮控制，还可以对纵轴的格值，显示的窗长、高程分量幅度、波形线颜色、宽度、网格颜色进行调整设置。可以模拟回看高频GPS数据的波形及接收到的历元时间，本地的系统时间。方便用户对各个台站进行模拟的查看和了解，双击任意一个单独台站的波形将弹出单台回看界面，对这个台站的波形进行显示。
3.5 复合模式
（1）功能。本模块通过浮台对角安装的两个实时GPS接收机解算的数据，可以实时显示浮台的平面运动状态及三分量位移，对高程方向的波形等信息进行观察和分析。
（2）说明。用户点击“复合模式”按钮，系统会弹出对应的复合模式界面。在复合模式中将显示指定选择的对角线台站来计算浮台的平面位移，浮台中心与起始状态位置的偏差，可以显示实时高频GPS数据的最新接收到的历元时间，本地的系统时间。方便用户对浮台进行监控及调整。
3.6 三维模式
本模块通过浮台三个角安装的三个实时GPS接收机解算的数据，可以实时显示浮台的三维运动状态及三分量位移。
用户点击“三维模拟”按钮，系统会弹出对应的三维模式界面。在三维模式中将显示指定选择的台站来计算浮台的三维空间位移，浮台中心与起始状态位置的偏差，可以显示实时高频GPS数据的最新接收到的历元时间，本地的系统时间。方便用户对浮台进行监控及调整。
3.7 数据清理伺服器
本模块可以对浮台各台站的IP、端口、数据频率及存储时长进行配置，方便用户对新增台站的配置以及其他具体信息的更改。
用户点击“配置”按钮，系统会弹出对应的台站设置界面，如图6、7所示。界面的左边是已有台站的配置，右边可以进行台站配置的增加、删除、修改。
4 结语
本软件利用高频GPS数据处理技术实现了浮台二维及三维运动轨迹的实时仿真显示，实现了GPS数据的波形显示及数据存储。通过本软件水库气枪震源的精度得到了比较大的提高，精度可以达到1米以内，为水库气枪震源的控制提供了新的手段和有力保障。同时，为探索高频GPS在地震预报日常周会商和应急会商服务做出了尝试，可以在大地震发生时，作为测震台网的位移计使用，补充测震台网对位移直接记录的不足，为了解地震的发震位置、破裂过程以及地表振动和破坏等提供关键的数据补充。
参考文献
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收稿日期：2017-10-16 作者简介：陈超贤，供职于福建省地震局。
