本报告研究地震计自噪声测试方法及各影响因素对地震计自噪声测试结果的定量影响分析。中国地震观测台网有大批地震计在网运行,地震计性能是保障地震观测效能的关键,必须开展入网测试和定期运行测试；目前地震计测试缺乏规范性,技术研究不够系统,定量化研究结果缺乏很好的实验验证；而地震计自噪声测试技术方法是地震计质量测试的重要内容之一,但目前还缺少系统的、全面的地震计自噪声测试方法研究。研究报告提出以地震计自噪声仿真测试、实际地震计噪声观测实验数据计算方法为手段,全面开展相同传递函数、不同传递函数(不同阻尼参数、不同灵敏度、不同频带范围)、不同背景噪声、不同连续观测时间长度、不同分析数据长度、采用不同自噪声水平的标准地震计、不同性能地震数据采集器等条件下地震计自噪声测试研究及不同条件对自噪声测试结果定量影响理论研究,为地震计自噪声测试实验检验提供基础或依据。首先简要分析了反馈式地震计的基本原理,给出了地震计幅频特性、相频特性与地震计传递函数中参数关系。并基于振动台测试方法对本研究项目所使用的地震计的幅频特性、线性度、横向灵敏度等参数进行了测试,证明了该地震计实际性能基本符合其技术指标。其次介绍了基于互相关分析的地震计自噪声测试的两道互相关分析方法、三道互相关分析方法,并基于MATLAB软件平台建立了地震计自噪声的两道互相关法、三道互相关法仿真分析模型。以实际地震计噪声观测数据作为地震计自噪声仿真输入信号、环境背景噪声仿真输入信号,进行多种条件下两道互相关的地震计仿真分析及三道互相关的地震计自噪声仿真分析,研究结论如下：1)相同传递函数下地震计自噪声仿真计算结果与仿真输入值相同；2)不同阻尼参数的地震计自噪声仿真计算结果与仿真输入值基本相同；3)不同频带范围的地震计自噪声仿真计算结果远高于仿真输入值；4)不同输出灵敏度的地震计自噪声仿真计算结果与仿真输入值相同；5)高环境背景噪声条件下地震计自噪声仿真结果较高,低环境背景噪声条件下地震计自噪声仿真结果较低,应在较低环境背景噪声条件进行地震计自噪声测试；6)采用不同连续测试时间长度的噪声观测数据进行宽频带地震计自噪声仿真,连续测试10天后垂直向宽频带地震计自噪声仿真结果达到最低值且随测试时间增加不再降低,而水平向地震计随观测时间变长自噪声仿真结果越低；短周期地震计垂直向自噪声达到最低值所需连续测试时间少于10天,而甚宽频带地震计垂直向自噪声达到最低值所需连续测试时间应在20天左右。7)不同地震计作为标准地震计进行自噪声仿真计算,只有噪声水平相同、地震计类型相同情况下自噪声仿真结果与仿真输入值相同,否则自噪声仿真计算结果远高于仿真输入值；8)三道互相关法的地震计自噪声仿真结果与仿真输入值基本相同,且远低于同样条件下两道互相关法的地震计自噪声仿真结果。第三详细介绍了地震计自噪声计算中的各种功率谱计算方法及其特性。以MATLAB软件平台编写了加窗平均周期图法的两道互相关计算程序、三道互相关计算程序,并以天津蓟县地震台噪声观测数据、北京延庆西拨子地震台噪声观测数据进行了相同传递函数、不同传递函数、不同防护条件、不同环境背景噪声、不同连续观测时间、不同分析数据长度、不同标准地震计的地震计自噪声测试结果计算,并得出如下结论：1)相同传递函数下两只地震计三个分向自噪声水平相同,且垂直向地震计自噪声水平达到最低值；2)不同传递函数的地震计自噪声测试结果远高于地震计实际自噪声值；3)在高环境背景噪声下测得的地震计自噪声功率谱值较高,在低环境背景噪声下测得的地震计自噪声功率谱值较低,因此在低环境背景噪声下进行测试才能测得地震计真实自噪声功率谱值。4)对于宽频带地震计而言,地震计连续运行10天后即可以测得真实的垂直向地震计自噪声功率谱值。鉴于不同频带范围地震计达到稳定状态所需时间不同,短周期地震计垂直向自噪声达到最低值所需要的连续测试时间应少于10天,而甚宽频带地震计垂直向自噪声达到最低值所需要的连续测试时间应在20天左右。随着连续运行时间加长而水平向地震计自噪声功率谱值逐渐降低,但连续运行31天所得到水平向地震计自噪声功率谱值仍高于同一时间的垂直向地震计自噪声功率谱值。5)以60分钟时长的宽频带地震计观测数据进行分析,可以得到比较理想的宽频带地震计自噪声功率谱值。同样以60分钟时长的观测数据计算短周期地震计自噪声是足够的；但对于甚宽频带地震计而言,应根据地震计低频端截至频率适当加长数据长度,否则计算出的甚宽频带地震计自噪声低频段偏低。6)不同地震计作为标准地震计进行自噪声观测,只有噪声水平相同、地震计类型相同情况下才能得到地震计真实自噪声水平,否则得到的地震计自噪声功率谱值结果远高于实际自噪声功率谱值；7)三道互相关法中三只地震计三个分向的自噪声功率谱在低频段频率范围内均低于NLNM值,且远低于同样情况下两道互相关法测得的地震计自噪声功率谱值；最后对地震数据采集器进行了噪声、幅频特性、线性度等性能测试,并提出了基于FFT谱分析、DFT谱分析的数据积分恢复算法来自动完成地震数据采集器的幅频特性测试数据计算工作。并以仿真数据分别计算了地震数据采集器噪声水平、采集通道时间同步误差对地震计自噪声测试影响,即与采用噪声水平为4.768*10-6V的地震数据采集器相比,采用噪声水平高约一个数量级的地震数据采集器进行同样地震计自噪声测试,所得到的地震计自噪声水平升高,低频带范围地震计自噪声升高较低,高频带范围地震计自噪声升高较多。采用更高噪声水平的地震数据采集器时,无法计算出地震计真实自噪声功率谱值；地震数据采集器测量通道时间同步误差对地震计自噪声测试存在影响,随各通道间的时间同步误差加大测得的地震计自噪声功率谱值越高。