ガルペリン構成

ガルペリン配置は、地盤の揺れを測定する地震計の一種に見られる感知素子の特定の配置であり、ソ連の地震学者エフセイ・イオシフォビッチ・ガルペリン^[1]にちなんで名付けられました。^[2]

一般的な三軸地震計は、東西 (E)、南北 (N)、上下 (Z) を向いた 3 つの直交軸、つまり直交座標系で信号を出力します。これに対し、ガルペリン構成は、水平面に対して正確に同じ角度 (α = 35.26°) に向いた 3 つの直交軸 (U、V、W) で構成されます。3 つの軸すべてを水平面に投影すると、すべて 120° 離れているため、「対称三軸」設計になります。ガルペリン構成で取得された記録は、次の座標変換によって直交座標系に変換されます (β = 30°)。

${\displaystyle {\begin{bmatrix}E\\N\\Z\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}-\cos \alpha &\cos \alpha \sin \beta &\cos \alpha \sin \beta \\0&\cos \alpha \cos \beta &-\cos \alpha \cos \beta \\\sin \alpha &\sin \alpha &\sin \alpha \end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}U\\V\\W\end{bmatrix}}}$

ガルペリン構成の主な利点は、3 つの受信機すべてが垂直軸に対して同じ向きになっているため、機器の応答が同じになることです。もう 1 つの利点は、直交方向に比べてパッケージ (つまり、機器) を小さくできることです^[1]。これにより、ガルペリン構成はボーリング ホールの設置に特に適しています。ガルペリン構成のその他の利点には、外部ノイズ源と内部ノイズ源の区別が容易なこと^[1]や、垂直軸の周りの回転の影響を受けないことなどが挙げられます^[2] 。ただし、この構成の主な欠点は、すべての入力ベクトルが回転マトリックスによってリンクされているため、3 つのセンサーのうち 1 つが故障するとシステム全体が故障することです。たとえば、直交構成では、垂直 (Z) コンポーネントが故障した場合でも、両方の水平コンポーネントが引き続き有用なデータを提供します。

ガルペリン構成は、掘削孔、海底、地下室の設置モデルを含む地震計の設計に広く応用されている。ガルペリン構成は、震源側に適用して3成分の地震源をシミュレートすることもできる^[3]