随着世界范围城市化进程的加快,地震对生命财产造成越来越大的危害,而地震的发生往往难以被有效预报。为了降低地震带来的灾害,地震早期预警系统是较为有效的地震减灾方法。国际上已经有许多国家投入这项工作中,如美国的ElarmS系统,日本的“紧急地震速报”系统,和我国台湾省的快速地震信息发布系统(RTD),福建省的实时速报系统也在朝着这个方向努力。　　 首都圈地区(38.5-41.5 N,113.5-120E)地处华北北部,城市密集,是国家政治文化中心和主要经济区带。从地震活动性看,首都圈地区并非强震高发地带,但是历史上也曾经发生过损失巨大的强烈地震。同时,由于该地区所具有的政治上的特殊性以及经济上的核心地位,即使一些破坏性较低的地震也会引起社会较大的关注,因此有必要在该地区建立一套面向普通地震同时兼顾强震的地震早期预警系统。首都圈数字遥测台网布设111个地震台站,包括46个宽频带地震台站,5个甚宽带地震台站,60个短周期地震台站,已经具备了建立地震早期预警系统研究的基础条件。但如何将国际上成熟的理论和技术引入到首都圈的预警系统建设中还需要大量的工作要做。因此,进行符合首都圈地区特征的地震预警关键技术研究迫在眉睫。　　 首都圈地区并没有我国台湾地区、日本、美国加州等地那么密集的观测仪器,另外,布设的仪器不仅有宽频带地震仪,而且有半数以上的短周期地震仪,这就给地震早期预警系统的建设增加了难度。为此,本文使用台湾CWB提供的1999年台湾集集地震的强震仪记录进行模拟实验。结果表明,在一定程度上,短周期地震记录P波前3秒可用来估计地震的震级,并且用地震波形参数Pd估计震级的方法对更高的震级才会出现饱和,好于用τc估计震级的方法,而且采用频率域补偿的办法可以减少短周期纪录估计震级时的饱和现象,从而将短周期地震仪有效应用在地震早期预警系统中。　　 在地震早期预警系统中,地震波形参数测定(如τc和Pd)是一个重要的问题,关系到地震震级的快速估计及预警信息的及时发布。考虑到首都圈台站布设状况和台网数字化后地震事件分布情况,建立了首都圈地区地震波形参数τc和Pd与地震最终震级M的对应关系。该对应关系可用于正在建设的首都圈地震早期预警系统中。　　 地震预警中另一个值得关注的问题是时间问题,预警系统处理地震信号的快慢关系到能否在主要地面运动到来之前为要保护的地点提供有效及时的预警信号。首都圈地区地震早期预警系统建设是基于首都圈数字遥测地震台网基础上的,对台网中台站布设情况进行评估是预警系统建设中必不可少的一环。为了优化首都圈数字遥测地震台网,提高预警能力,将首都圈地区(38.5°-41.5°N,113.5°-120°E)划分为31×66的网格,每个网格的面积是0.1°×0.10°以网格上的点为基础,结合首都圈地区台站分布、历史地震以及地面运动峰值加速度分布,研究了基于首都圈数字遥测台网的地震早期预警系统的预警能力,为台网的优化提供了理论支持和技术支撑。