去仪器响应

相关命令：transfer

相关脚本：Perl 脚本、Python 脚本

SAC 中可以使用命令 transfer 实现去仪器响应。这一节不介绍具体的原理和细节，只介绍日常数据处理时最常用的几种去仪器响应的方法。

参见

仪器响应的基本原理以及为何需要去除仪器响应，请参考附录 仪器响应 以及教科书中的相关内容。 transfer 命令的具体用法，见该命令的语法说明及示例。

SAC 中常用的仪器响应文件有两种格式，即 RESP 文件和 PZ 文件。本节会介绍 RESP 文件和 PZ 文件的几种用法，并对每种方法的优缺点进行比较。

使用 RESP 文件去仪器响应

RESP 方法1

使用 evalresp 选项但不指定 RESP 文件时，transfer 会对内存中的所有 SAC 数据进行循环。对于内存中的每个 SAC 数据，从头段中提取台站分量信息，然后在当前目录下寻找并使用对应的仪器响应文件 RESP.NET.STA.LOC.CHN。

SAC> r *.SAC
SAC> trans from evalresp to none freq 0.004 0.007 0.2 0.4

该方法的好处是，可以一次处理多个 SAC 数据，且无需指定仪器响应文件的文件名。

RESP 方法2

可以使用 evalresp fname 选项为每个波形分别指定 RESP 文件：

SAC> r 2006.253.14.30.24.0000.TA.N11A..LHZ.Q.SAC
SAC> rmean; rtr; taper
SAC> trans from evalresp fname RESP.TA.N11A..LHZ to none \
                                freq 0.004 0.007 0.2 0.4

该方法的优点在于，RESP 文件的文件名可以任意，使用起来更灵活。缺点在于，一次只能处理一个 SAC 数据，数据的批量处理需要写脚本实现。

RESP 方法3

可以将所有台站的 RESP 文件都合并到同一个文件中（cat RESP.*.*.*.* >> RESP.ALL），并指定该总 RESP 文件为仪器响应文件，此时命令会从总 RESP 文件中自动寻找匹配的仪器响应。

SAC> r *.SAC
SAC> trans from evalresp fname RESP.ALL to none freq 0.004 0.007 0.2 0.4

使用 PZ 文件去仪器响应

PZ 方法1

手动为每个波形指定 PZ 响应文件：

SAC> r OR075_LHZ.SAC
SAC> rmean; rtr; taper
SAC> trans from polezero subtype SAC_PZs_XC_OR075_LHZ to none \
                        freq 0.008 0.016 0.2 0.4
SAC> mul 1.0e9      # 用PZ文件transfer to none得到的位移数据的单位为m
                    # 而SAC默认的单位为nm，因而必须乘以1.0e9
SAC> w OR075.z      # 此时位移数据的单位为nm

该方法的缺点是，一次只能处理一个波形数据，且需要用户编程指定 PZ 文件名。

PZ 方法2

可以将所有台站的 PZ 文件合并到同一个文件中（cat SAC_PZs_* >> SAC.PZs），并指定该总 PZ 文件为仪器响应文件，此时命令会从总 PZ 文件中自动寻找匹配的仪器响应。

SAC> r *.SAC
SAC> trans from pol s SAC.PZs to none freq 0.008 0.016 0.2 0.4
SAC> mul 1.0e9
SAC> w over

该方法的优点是一次可以处理多个波形数据。

几种方法的对比

从易用性来看，RESP 方法1、RESP 方法3和 PZ 方法2都是比较易于使用的，只需要一个简单的命令，即可同时对所有波形数据进行处理。而 RESP 方法2和 PZ 方法1，需要用户自己从数据文件的文件名或头段中提取信息，并指定对应的响应文件，这需要通过写少量的脚本来实现。

从执行效率来看，做了一个简单的测试，共670个波形数据，用不同的方法去仪器响应的执行效率如下：

PZ方法1 (8秒) > RESP方法2 (43秒) > RESP方法1 (58秒) > PZ方法2 (90秒) > RESP方法3 (227秒)

从中可以总结出执行效率的如下规律：

  1. RESP2 和 PZ1 相比，RESP3 与PZ2 相比，可知，PZ 文件的效率要高于 RESP 文件。这很容易理解，毕竟 RESP 文件中包含了更为完整的信息，计算量要更大一些；PZ 文件中仅包含了零极点信息和总增益信息，对于日常的使用来说，已经足够；

  2. RESP1 和 RESP2 相比，区别在于：后者使用指定的文件，前者则需要从数据中提取信息、构建文件名并在当前目录下搜索，因而 RESP1 要比 RESP2 慢一些；

  3. RESP3 和 PZ2 方法，都是把多个响应函数放在同一个响应文件中，对于每个波形都需要对响应文件做遍历以找到匹配的响应函数，因而是所有方法中速度最慢的。

总结下来：

  • 想要写起来简单，用 RESP方法1；

  • 想要执行快，可以用 PZ方法1；