От: Misha Barmin Кому: theoph@gsras.ru Тема: Re: CSS_PAZ Дата: понедельник 01 марта 1999 г. 20:39 Виктор Дмитриевич, ... По второму вопросу. Я вам высылю старое письмо J. Coyne(1994), см. Добавление 1 в конце письма с описанием CSS-формата базы данных полюсов и нулей. Мы здесь данные GSE-станции не используем. Я не в курсе меняли они с того времени у себя или нет, но для нашей базы (старой) он годится, формат GSE немного от него отличается, но идея та же самая. Все новые изменения наверняка Чернобай знает. Примеры для некоторых станций можно найти на ring компьютере в директории /disk3/SUPERSTAR/geotool.res Более свежих данных у меня нет. Про программу заполнения я ничего не знаю. Всего наилучшего, пишите как дела, Миша. Добавление №1 =============== Формат Файла Инструмента Ответа Базы данных Центра были установлены, чтобы включить параметры калибровки и указать на файл инструмента ответа. Это руководство описывает поля калибровки и указателей файла ответа в базах данных, а также первую версию (1.0) формата для файлов ответа. Информация калибровки хранится в трёх различных таблицах баз данных Центра: wfdisc, sensor и instrument. Таблица wfdisc содержит поля calib и calper, которые дают калибровку в единицах nm/count за период калибровки. Это обычно наилучшая оценка калибровки на момент записи, и она не меняется, если даже получаются оценки лучше. Если получается лучшая оценка на последующей дате, производится коррекция в таблице сенсоров (sensor), используюя поля calratio и calper. Calratio - безразмерный коэффициент правильной калибровки в величине calib таблицы wfdisc. Calper в таблице сенсоров (sensor) такой же как и в таблице wfdisc. Коррекция производится в таблице сенсоров (sensor), чтобы избежать сотен или тысяч изменений в таблице wfdisc. Существует много таблиц wfdisc для каждой таблицы сенсоров (sensor), и они связываются через поля sta, chan, время, и chanid. Таблица сенсоров (sensor) также связывается с таблицей инструмента (instrument) через поле inid. Таблица инструмента (instrument) содержит показатели номинальной калибровки в полях ncalib и ncalper, указатели на директорию и файл, содержащие ответ инструмента, и поле, дающее тип ответа (например, paz, fap, fir и mult для полюсов и нулей, частотная фаза амплитуды, конечный ответ импульса и типы многочисленного (мульти) ответа, соответственно). Подобно отношению между таблицами wfdisc и sensor, несколько сенсорных данных могут связываться в тот же инструмент (instrument). Эта структура допускает небольшое количество ответов инструмента и калибровок, чтобы использоваться для большого количества станций и сигналов (waveforms). Определяя различные "калибровочные" ("calibration") значения в единицах nm/count в специфическом периоде в базах данных Центра, масштабирование кривых ответа определяется явно. Таким образом, ответы хранящиеся во внешних файлах нужны только для сохранения истиной формы кривой ответа, а не амплитуды. Однако, ответы, определенные полюсами и нулями включают показатель "нормализации" в формате. Важно первоначально, чтобы оставалось соответствие информации ответа, как только она достигает Центра. Хотя Центр будет включать эти нормализованные показатели в файлы ответа, мы не поручимся за их соответствие. Мы настоятельно рекомендуем использовать величины калибровки и периода калибровки, чтобы правильно масштабировать кривую ответа. Формат позволяет полному ответу быть заданым как ряд групп ответов, которые могут быть выведены каскадом. Каждая группа ответов может иметь различный формат или представление, включая частоту, амплитуду, фазу; конечные фильтры ответа импульса; а также полюса и ноли. Любые другие представления могут легко быть добавлены в будущем. Современные инструменты составляются из нескольких различных компонентов, каждый с его собственным ответом. Этот формат может подражать фактической конфигурации аппаратуры. Одна из выгод этого дизайна - то, что формы ответа из компонентов стандартного инструмента могут сохраняться отдельно и объединяться в полные файлы ответа, когда эта потребность возникает. Кроме того, каждый будет способен выбирать, какие части полной кривой ответа они желают удалить из этих данных. Например, может быть предпочтительней не удалять фильтр анти-псевдонима при удалении ответа инструмента из данных сигнала (waveform). Конечно, ответы иногда даются как тройки частоты, амплитуды, фазы, которые представляют ответ полной системы, и в этих случаях, преимущества каскадных ответов не будут реализованы. В большинстве случаев, теоретические ответы даются, как полюса и ноли, фильтры ответа конечого импульса или как комбинация и того и другого. Измеренные ответы, с другой стороны, даются как тройки частоты, амплитуды, фазы. Формат озаглавливает каждую группу ответов как "теоретическую" или "измеренную", которые позволяют обоим типам быть сохранёнными в том же самом файле для исправления, если это необходимо. Когда значения частоты, амплитуды, фазы задаются, практические программы интерполяции обычно используются, чтобы заполнить пропущенные точки кривой ответа. Если точки не включены в файл ответа на очень низких и очень высоких частотах, может потребоваться экстраполяция, чтобы сгенерировать некоторые из этих точек. Будем твердо придерживаться следующей политики относительно ответов fap. Когда значения fap - "теоретические", значения амплитуды и фазы будут даваться в частотах 0.000001 и 1000.0 Hz. Для "измеренных" ответов fap, только сообщенные значения будут включены в файл ответа. Мы советуем, использовать "теоретическую" кривую для заполнения любых значений ответа в частотах вне "измеренной" полосы. Формат для кривых ответа данного ниже. Данные будут сохранены в ASCII. В формате версии 1.0 только три группы ответов определены; paz, fap, и fir. По предложениям других групп были сделаны и включены следующие форматы gen (как в родном формате SEED), pol (полиномиалы), but (фильтр butterworth), har (гармонический осцилятор) и другие. Версия 1.0 не будет включать большинство этих типов ответов, хотя ответы butterworth и гармонического осцилятора будут вероятно дополнены, поскольку параметры ответа накапливаются. Ограничивая число групп ответов в формате, программное обеспечение требуемое для чтения формата стало проще. Будущие версии могут, однако, включать их, как того требует наш опыт. Все параметры ответа полученные в Центре будут сохранены, и если это было бы необходимо переведены из неопределенных форматов в формат, который есть, контрольный след будет помещён как комментарии в файл ответа, указывающий на первоначальные данные и на преобразованнное программное обеспечение. Чтобы получить ответ конкретного инструмента, значения калибровки и периода калибровки должны быть известны. Кривая формы ответа, определенная во внешнем файле регулируется так, чтобы её значение смещения было одним в периоде калибровки. Значение калибровки может тогда использоваться для масштабирования кривой к соответствующему значению. Если желателен ответ смещения, то были бы nm/count. Ответы скорости или ускорения могут также быть получены умножением кривой ответа на iw или -w2, соответственно. Лучшая оценка ответа во время записи будет получена, используя calib, calratio, и calper в таблицах wfdisc и датчика (sensor). Номинальный ответ находится, используя ncalib и ncalper в таблице инструмента (instrument). Таблица 1: ___________________________________________________________________________ | Формат Файла Ответа | |___________________________________________________________________________| |Строка №| Позиция | Поле | Формат | Описание | |________|_________|______|________|________________________________________| |1-L | 1-80 | - | a80 | Общие комментарии, следующие за "#" | |________|_________|______|________|________________________________________| |L+1 | 1 | 1 | a1 | # | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 3-80 | 2 | a78 | тип/описание инструмента (KS36000, | | | | | | GS-13 и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | Группа Инструмента Ответа, Использующая Полюса и Нули (paz) | |___________________________________________________________________________| |L+2-K | 1-80 | 1 | a80 | комментарии (следуют за "#") | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+1 | 1-12 | 1 | a12 | источник ответа | | | | | | (теоретический или измеряемый) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 14-15 | 2 | i2 | номер последовательности | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 17-28 | 2 | a12 | описание (instrument, anti-alias | | | | | | и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 30-35 | 3 | a6 | тип ответа (fir, paz, fap и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 37-80 | 4 | a44 | информация об авторе или источнике | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+2 | - | 1 | f | показатель нормализации (A0) | | | | | или e | | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+3 | 1-8 | 1 | i8 | количество полюсов | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+4-N | - | 1-4 | 4(f | комплексный полюс и комплексная ошибка | | | | | или e) | | |________|_________|______|________|________________________________________| |N+1 | 1-8 | 1 | i8 | количество нулей | |________|_________|______|________|________________________________________| |N+2-M | - | 1-4 | 4(f | комплексный ноль и комплексная ошибка | | | | | или e) | | |________|_________|______|________|________________________________________| | Группа Инструмента Ответа, Использующая Частоту, Амплитуду, Фазу (fap) | |___________________________________________________________________________| |L+2-K | 1-80 | 1 | a80 | комментарии (следуют за "#") | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+1 | 1-12 | 1 | a12 | источник ответа | | | | | | (теоретический или измеряемый) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 14-15 | 2 | i2 | номер последовательности | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 17-28 | 2 | a12 | описание (instrument, anti-alias | | | | | | и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 30-35 | 3 | a6 | тип ответа (fir, paz, fap и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 37-80 | 4 | a44 | информация об авторе или источнике | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+2 | 1-8 | 1 | i8 | число троек fap | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+3-N | - | 1-5 | 5(f | частота (в градусах), амплитуда, фаза | | | | | или e) | (в градусах), ошибка амплитуды, ошибка | | | | | | фазы | |________|_________|______|________|________________________________________| | Группа Инструмента Ответа, Использующая Конечные Фильтры Ответа | | Импульса (fir) | |___________________________________________________________________________| |L+2-K | 1-80 | 1 | a80 | комментарии (следуют за "#") | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+1 | 1-12 | 1 | a12 | источник ответа | | | | | | (теоретический или измеряемый) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 14-15 | 2 | i2 | номер последовательности | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 17-28 | 2 | a12 | описание (instrument, anti-alias | | | | | | и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 30-35 | 3 | a6 | тип ответа (fir, paz, fap и т.п.) | |________|_________|______|________|________________________________________| | | 37-80 | 4 | a44 | информация об авторе или источнике | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+2 | 1-12 | 1 | f12.4 | ввод samples/sec | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+3 | 1-8 | 1 | i8 | количество коэффициентов числителя | |________|_________|______|________|________________________________________| |K+4-N | - | 1-2 | 2(f | коэффициент числителя и ошибка | | | | | или e) | | |________|_________|______|________|________________________________________| |N+1 | 1-8 | 1 | i8 | количество коэффициентов знаменателя | |________|_________|______|________|________________________________________| |N+2-M | - | 1-2 | 2(f | коэффициент знаменателя и ошибка | | | | | или e) | | |________|_________|______|________|________________________________________| | Дополнительные Группы Ответа, если требуется | |___________________________________________________________________________| Пример Файла Ответа (Фиктивный) # # ** ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ** ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ** ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ** # # Все ответы в этом файле являются кривыми смещения и имеют # произвольные шкалы. Информация масштабирования требуемая для # использования этого файла содержится в полях calib (или ncalib) и # calper (или ncalper) таблицы wfdisc (или инструмента (instrument)). # Величина calib определяет сколько nm/count есть в периоде calper. # Шкала соответственно. # Следующее соглашение для преобразования Фурье состоит в том, что # прямое преобразование (из временного интервала в интервал частоты) # определяется с отрицательной степенью экспоненты, а обратное # преобразование (из интервала частоты во временной интервал) # определяется с положительной степенью экспоненты. # # Инструмент # S-750 borehole с усилителем GS1400 # # Формы ответа с полюсами и нулями определяются по формуле: # # T = A0 * (s-z1)(s-z2)....(s-zn)/((s-p1)(s-p2)....(s-pm)) # # где T = безшкальная функция преобразования, # A0 - показатель нормализации, # s = j*omega (мнимая угловая частота), # от z1 до zn - n комплексных нулей (в radians/sec), а # от p1 до pm - m комплексных полюсов (в radians/sec), # # # Ответ этого инструмента считается превосходным вплоть до около 20 Hz, # где шум инструмента может стать проблемой в тихих местах. # # Jeff Stevens из S-cubed скомпилировал и проверил эти данные # theoretical 1 instrument paz Teledyne Geotech manual 0.46678E+22 20 -.78828E+05 0.0 0.0 0.0 -.500E+05 0.0 0.0 0.0 -.990E+04 0.0 0.0 0.0 -.672E+04 0.0 0.0 0.0 -.263E+03 +.4067E+03 0.0 0.0 -.263E+03 -.4067E+03 0.0 0.0 -.530E+03 0.0 0.0 0.0 -.625E-01 0.0 0.0 0.0 -.997E+00 +.7653E+00 0.0 0.0 -.997E+00 -.7653E+00 0.0 0.0 -.12566E+04 0.0 0.0 0.0 -.628E+03 0.0 0.0 0.0 -.28270E+01 0.0 0.0 0.0 -.28270E+01 0.0 0.0 0.0 -.28270E+01 0.0 0.0 0.0 -.28270E+01 0.0 0.0 0.0 -.862E+02 +.2584E+02 0.0 0.0 -.862E+02 -.2584E+02 0.0 0.0 -.6264E+02 +.791E+02 0.0 0.0 -.6264E+02 -.791E+02 0.0 0.0 13 -.3737E+03 0.0 0.0 0.0 -.1148E+04 0.0 0.0 0.0 -.6505E+04 0.0 0.0 0.0 -.78344E+05 0.0 0.0 0.0 -.2112E+06 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 # # Формы ответа с тройками частоты, амплитуды, фазы измеряются в Hz, # смещении (произвольные единицы измерения, обычно nm) и градусах # соответственно. # # Этот ответ был производным от полной калибровки сделанной 16 Июня, # 1987 в RSNY # measured 1 instrument fap Sandia report S-1425 21 0.1 +.740E-04 538.0 0.0 0.0 0.15 +.724E-03 495.0 0.0 0.0 0.2 +.502E-02 444.0 0.0 0.0 0.3 +.535E-01 357.0 0.0 0.0 0.4 +.105E+00 326.0 0.0 0.0 0.5 +.212E+00 290.0 0.0 0.0 0.6 +.331E+00 264.0 0.0 0.0 0.7 +.449E+00 246.0 0.0 0.0 0.8 +.664E+00 221.0 0.0 0.0 1.0 +.100E+01 193.0 0.0 0.0 1.2 +.142E+01 168.0 0.0 0.0 1.4 +.171E+01 154.0 0.0 0.0 1.7 +.210E+01 140.0 0.0 0.0 2.0 +.262E+01 124.0 0.0 0.0 2.5 +.337E+01 105.0 0.0 0.0 3.3 +.455E+01 82.0 0.0 0.0 4.0 +.544E+01 67.5 0.0 0.0 5.0 +.667E+01 48.3 0.0 0.0 8.0 +.840E+01 20.2 0.0 0.0 10.0 +.104E+02 -29.7 0.0 0.0 20.0 +.650E+01 -146.0 0.0 0.0