Kuvvetli yer hareketi kayıtlarının GPS ile optimal süzgeçlenmesi
Optimal filtering of strong motion records
Yazar: MURAT DORUK ŞENTÜRK
Danışman: PROF. DR. BAHADIR AKTUĞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: GPS = Global Positioning System ; Sismometre = Seismometer ; İvmeölçer = Accelerometer

Özet:
Günümüzde deprem gözlemleri, hızölçer ve ivmeölçerler ile yapılmaktadır. Buna karşın, yüksek duyarlıklı genişbant sismik yerdeğiştirmelerin birçok önemli kullanım alanı bulunmaktadır: Deprem etki alanının kestirilmesi için deprem büyüklüğünün kısa zamanda belirlenmesi, Deprem Erken İkaz Sistemleri (DEİ) için ilk birkaç saniyedeki verilerle sismik moment büyüklüğünün kestirilmesi ve depremden sonra moment büyüklüğünün yüksek duyarlıklı hesaplanması bunlardan birkaçıdır. Genel olarak, hızölçerlerden elde edilen hız verileri ile ivmeölçerlerden elde edilen ivme verilerinin zamana göre sırasıyla birinci ve ikinci integrali ile yerdeğiştirmeler elde edilmektedir. Buna karşın, ivmeölçerler atalet sistemde ölçüm yapmakta ve ivmeölçerlerin zamana bağlı hatalarının giderilmesi sorun oluşturmaktadır. Bu amaçla kullanılan düzeltme teknikleri (baz düzeltmesi, yüksek geçirgenli filtreler vs.) her kaynak-hedef ilişkisi hatta her bileşen için ayrı ayrı yapılmaktadır ve kullanılan düzeltme teknikleri kullanıcı seçimine bağlı olduğundan objektif olmamaktadır. Özellikle, hız ve  imeölçerlerden düşük frekanslı yerdeğiştirmelerin, yüksek duyarlıklı olarak elde edilmesinde sorunlar bulunmaktadır. Buna karşın küresel konumlama sistemi (GPS) yüksek frekanslarda duyarlığı göreli olarak düşük olan ama alçak frekanslarda ivmeölçerlere göre daha yüksek duyarlık sağlayan bir ölçme sistemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Ayrıca, GPS, atalet  sistemde ölçüm yapan ivmeölçerler ile elde edilmesi mümkün olmayan kalıcı yerdeğiştirmelerin, yer merkezli sabit bir sistemde doğrudan hesaplanabilmesini sağlamaktadır. Her iki sistemin kuvvetli yönleri birleştirilerek ivmeölçerler ve GPS'ler ile yüksek duyarlıklı genişbant (DC dâhil) yerdeğiştirmeler elde edilmiştir. Bu çalışmada deprem aktivitesi için yüksek duyarlıklı genişbant yerdeğiştirme dalga formalarının kullanımının avantajları gösterilmiştir.

Abstract:
Today, monitoring of earthquakes is realized via the velocity and acceleration waveforms obtained from seismometers. On the contrary, high precision broadband seismic displacements have many application possibilities: prediction of the magnitude of the earthquake in shorter time to determine the affected area, prediction of the seismic moment magnitude by using only three seconds of data for Earthquake Early Warning Systems, precise computation of moment magnitude. In general, the seismic displacements are derived from the first-order integration of the velocity waveforms obtained from velocity seismometers and from the second-order integration of the acceleration waveforms obtained from accelerometers. However, the seismometers measure in an inertial coordinate system and the elimination of time-dependent errors poses an important problem. Several correction schemes (baseline correction, high-pass filters etc.) have to be defined for each pair of source-target and even for each channel of the seismometer and the correction schemes are not objective since several parameters of the correction schemes are highly arbitrary. In particular, there are well-known issues about the determination of low frequency displacements with high precision. On the other hand, while higher frequency displacements can be determined by GPS with lower accuracy than seismometers, GPS is more sensitive to the low frequency displacements than seismometers. Moreover, global positioning systems (GPS) enables the direct computation of the static displacements in an earth-fixed system, which is not possible to obtain by seismometers which measure in an inertial system. High-rate and high-precision broadband (including DC) displacements are computed by optimally combining the strongest aspects of GPS and seismometer measurements. this study shows that such a configuration enables to determine high precision broadband displacement waveforms.