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当距离事件发生地625英里以内时，大于数千吨级当量的爆炸容易与地震区别开来。而距离再远时两者区分起来就变得困难得多。而且，对地震信号的实际记录会受到设备噪声和自然背景噪声的干扰，而后者限定了可探测性。这些限制条件需要额外费用，用于为观测站或设备选定合适的位置，并开发出在任何位置都能提高信噪比的技术。地基监控设备最简单的形式是地震仪，基本构成为一块固定在地面的磁铁和一个用弹簧悬吊起来的、带有电线圈的重物。据斯德哥尔摩国际和平研究院（SIPRI）所定义的，“当地震波使地面及固定在地上的磁铁发生震动时，带电线圈的重物几乎不受影响。于是磁铁与线圈的相对运动就会在线圈上产生电流，电流的大小与它们之间的相对速度成正比。”提高信噪比的一种方法是将几个地震仪构成一个阵列。采用这种阵列能够用许多地震仪来记录地震波，增加可能分析的数据组。
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美国空军技术应用中心将以前由美国管理的地震观测站移交给了当地政府，根据双方的安排，依照《全面禁试条约》的条款规定，美国空军技术应用中心可以获得来自更多站点的数据。《全面禁试条约》建立了一个国际监控系统（IMS），由各国家管理的站点组成，采用地震和其他相关技术。这些站点（例如挪威的ARCESS和芬兰的KEV）所获得的数据和提供的任何附加数据，全都要传输到位于奥地利维也纳的国际数据中心（IDC）。根据条约的条款规定，每个参与国都可以接收传输到国际数据中心的所有数据。早在签署《全面禁试条约》之前，美国空军技术应用中心的工作，就已开始从只依靠自己管理的站点转变为依赖于自己管理的和盟国政府机构管理的结合。大多数盟国的站点以前是由美国空军技术应用中心管理，或由该中心为当地政府建立的部门管理。由美国空军技术应用中心管理的地震阵列和地震仪分布在全世界。中心的每个分遣队都拥有宽带地震探测手段，负责每天24小时地探测、记录和分析发生在自己责任区域内的所有地震活动。
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美国空军技术应用中心的地震探测工作由中心所属的“分布地下网络”（AFTAC Distributed Subsurface Network, ADSN）实施，这个网络由6个子系统和支持网络组成。分布地下网络的搜集单位是地震场子系统（Seismic Field Subsystem, SFS），其设备所在地包括：加拿大剑桥湾镇（设备位置EL079）、加拿大弗林弗伦（EL224）、德国拉姆斯坦因空军基地（第319分遣队）、日本横田空军基地（第402分遣队）、泰国清迈（第415分遣队，OL-CW在曼谷）、澳大利亚艾利斯斯普林斯（第421分遣队）、韩国原州航空站（第452分遣队）、阿拉斯加州艾尔森空军基地（第460分遣队）以及在拉吉塔斯、抄夫特尔和马拉松的美国南部站点（分别为EL190、191、I92）。
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位于西班牙松塞卡的原第313分遣队已于1996年1月移交给了西班牙政府。根据美国空军技术应用中心与西班牙国家地理学会之间签订的谅解备忘录，美国空军技术应用中心继续接收来自这个站点的数据，这个站点包括两个地震阵列：一个由19个仪器构成的短周期阵列覆盖了大约125平方公里的地区，另一个由6个仪器构成的长周期阵覆盖了大约1250平方公里的地区。
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在泰国清迈的第415分遣队，实际是由泰国皇家海军（RTN）水文局管理，这是根据美国空军与泰国皇家海军之间签订的一个备忘录协议而决定的。这个分遣队有一个18个仪器组成的短周期阵列，用于探测垂直地动。一个5个仪器组成的长周期阵列既用于探测垂直地动，也用于探测水平地动。
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艾尔森空军基地的第460分遣队一直管理着整个阿拉斯加州内7个阵列中的45个地震观测站，最远的站离艾尔森有2000英里。这个分遣队搜集的地质数据是供给美国原子能探测系统的数量中最大一部分的联合数据。韩国原州航空站的第452分遣队在非军事区以南50英里，它所管理的地震阵列是第二大阵列。阵列布置在韩国北部中央地区的600平方英里范围内。一个由19部仪器组成的短周期阵列，探测垂直质点运动用于波的能量测量。由6个地震仪器构成的一个长周期阵列，测量垂直与水平地质点运动，以进行事件识别和波能量测量。两个阵都有助于对地震量级做出精确计算。
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在澳大利亚艾利斯斯普林斯的设施代号为“橡树”，由第421分遣队管理。这个设施的官方名称是联合地质和地理研究站（Joint Geological and Geophysical Research Station），但是澳大利亚并没有参与其中。在这个分遣队的东北方向1.5英里处有一个地下地震阵列，由22个探测器排列成圆形组成，分布范围大约7英里。其中13个地震仪埋在地下大约200英尺的深处，用于接收穿过地表层传输的长周期波。余下的地震仪埋在深1.1英里的地下，用于检测在地表层和地心传输的短周期波。这些地震仪通过电缆连接到一个中央记录站，在这里将信号进行处理，显示出波的传播方向和速度以及地动的量级。
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美国空军技术应用中心还从其建立在南半球的观测站获得地震数据，但这些站点是由外国政府管理。最早名为“全球遥测地震网”（Global Telemetered Seismic Network, GTSN），后来被改称为“辅助地震网”（Auxiliary Seismic Network, ASN），现在被称为“美国空军技术应用中心南部网”（AFTAC Southern Network, ASN）。全球遥测地震网于1995年1月投入使用，而现在的辅助地震网包括南美的4个站（巴西、巴拉圭、阿根廷和玻利维亚）、非洲4个站（南非、博茨瓦纳、中非共和国和象牙海岸）、南极洲1个站，还有1个位于阿尔伯克基地震实验室、用于测试和调试的实验站。
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地震信号包括了来自“国际监控系统”（IMS）94个站点的所有信号，据国家情报总监办公室的新闻稿声称，这些信号也提供了有关朝鲜2013年2月核试验的证据，且显出它“大约有数千吨当量”。图9.2显示根据美国空军技术应用中心地震观测站上报的数据完成的一份预警报告样本。
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图9.2 预警报告文本样本：独联体/中国地下实验点事件
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除了收集地震数据外，美国空军技术应用中心的各分地面站也属于一个微粒取样（或称作“地面过滤装置”Ground Filter Unit, GFU）网络，该网络是为了支持和加强空中取样而建立的。GFU是一种电力驱动的地基空气过滤装置。该装置将空气吸入一个过渡锥体，在其中空气会通过一张过滤纸，然后再重新回到大气层。留有微粒的滤纸被取出并用于分析和分类。
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美国空军技术应用中心设在艾尔森空军基地的第460分遣队属于GFU网络。它还运行着B/20-5，这是一种自动低温蒸馏设备，采用低温来分离大气中的稀有元素（气体）。该设备可以按预设的24小时（或是多个24小时）模式连续运转，最多可达7天。样本被收集在一个800cc的金属容器中以待后继分析。
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对监控《全面禁试条约》履行情况的预期，导致了部署核爆探测监控附加系统的计划。为了支持全面禁试条约监控，需要建立的国际监视系统（IMS）预计有337个监控设施，包括地震学、放射性同位素、水声学和次声设施。计划在全世界建设80个地基放射性同位素搜集站点中，美国将负责其中的11个。这类站点的关键设备是放射性同位素悬浮微粒取样器/分析器（Radionuclide Aerosol Sampler/Snalyzers），它推动大量的空气穿过6卷过滤纸条，这些纸条在经过一个衰减期后，再由机械操作通过一个伽马射线探测器。滤纸会捕捉核爆释放于大气中的放射性元素，其在大气中会存留好几天。
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雷达和地震观测站（无论是由美国管理的，还是由盟国管理的，或是属于某个国际体系）并不依赖于隐密的工作方式。另一类地基测量与特征信号情报传感器是固定或移动的秘密传感器，安置在目标附近搜集情报。中央情报局有一个代号为“CKABSORB”的项目，主要内容是将辐射探测装置秘密放置在穿越西伯利亚铁路的货物上，收集铁道附近的导弹散发的辐射，从而判断出每个导弹上的弹头数量。中央情报局更近时期的一次秘密测量与特征信号情报行动，可能是以伊朗位于弗多的核设施为目标，因为在那儿发现了一个伪装成岩石的监控装置（但是也可能是英国或以色列的行动）。
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美国情报界（第7版） [:1702968381]
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海船搜集
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安装在美国海军“观察岛”号导弹观测舰上的“眼镜蛇朱迪”（COBRA JUDY），在长达30多年的时间内一直是进行海上搜集的关键而有价值的系统。搜集计划由美国空军技术应用中心进行管理，但是该舰是由承包商的人员操控（舰上有一名空军官员）。564英尺的舰只携带有一个机械操作的X波段雷达和S波段相控阵雷达。S波段雷达追踪正在加速的导弹，并通知X波段雷达向何处关注特别目标物。在舰只上部结构的顶部有两个直径32英尺的球形雷达罩，里面是国家安全局出资的一套无源接收天线。
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配备“眼镜蛇朱迪”雷达的目的，是为了能够监控苏联再入飞行器的最后近地飞行轨道，由于地球的视距限制，这一部分的飞行无法被“眼镜蛇邓恩”所监控。尤其是这些传感器还能够提供再入飞行器和弹头的雷达特征信号信息。为了增强这种能力，1985年又增加了一个采用圆盘天线的X波段雷达，以提高分辨率和目标分离，结果可能会提高辨别多弹头和突防装置（例如诱饵和金属箔片）的能力。“眼镜蛇朱迪”还用来进行导弹预警。2003年3月，“伊拉克自由”行动期间，这个雷达被用来探测伊拉克的“阿巴比尔-100”（Ababil-100）和“萨默德”（Al Samoud）导弹。导弹防御局（Missile Defense Agency）在太平洋上进行反导弹试验期间也使用了这个雷达。
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2014年，“眼镜蛇朱迪”和美国海军“观察岛”号导弹观测舰退役，这正是“眼镜蛇朱迪”替代项目所设想的。2011年11月1日，空军指定替代雷达系统（包括一个X波段和S波段雷达）为“眼镜蛇王”（COBRA KING）。这个雷达安装在美国海军“霍华德·O·洛伦岑”号导弹观测舰（T-AGM25）上，该舰长534英尺，宽89英尺，速度为20海里/小时。在2013年4月的一次测试中，“眼镜蛇王”系统捕获和追踪了从卡纳维纳尔角发射的“擎天神五号”运载火箭的两个阶段，并“搜集了所有相关数据”。2014年8月，美国空军技术应用中心宣布该系统已可投入使用。和“眼镜蛇朱迪”的情况一样，携带雷达的舰只由军事海运司令部（Military Sealift Command）管理，配备了13名来自民用承包商的人员和一名空军代表。
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另一个设置在导弹观测舰上的雷达是“灰星”（GRAY STAR），也被称之为“眼镜蛇双子星座”（COBRA GEMINI）。安置在美国海军“无敌”号导弹观测舰（长224英尺，速度11海里/小时）上的“灰星”，是一个单天线双波段X和S波段雷达系统。它的首要任务是支持国防部情报局对弹道导弹数据搜集的测量与特征信号情报的搜集需求，它曾被用于印度洋和阿拉伯海上。2014年末，据称该舰将赴波斯湾监控伊朗的导弹试验。
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“战术辅助海洋监视”（Tactical Auxiliary Ocean Surveillance, T-AGOS）水面舰艇由军事海运司令部管理，由民间承包商操作，在执行极远距离收集外国潜艇声音情报任务时配备了拖曳阵列监视传感器系统（Surveillance Towed-Array Sensor System, SURTASS）。T-AGOS舰艇有美国海军“胜利”号（T-AGOS 19）、美国海军“能力”号（T-AGOS 20）、美国海军“有效”号（T-AGOS 21）、美国海军“忠诚”号（T-AGOS 22）、美国海军“完美”号（T-AGOS 23）。这些舰艇有281.5英尺长，拖曳阵列时的速度为3海里/小时，船员最多可达45人。
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阵列收集声音情报是指：通过对潜艇有意识或无意识传播到周围海域的声波进行分析而得到情报。这类情报可以被用来判断那些舰只的“特征信号”，其方式与复制个人声音的方式非常相似。SURTASS在低频率波段运行，有有源和无源两种组成。其有源组成是一套18个低频率声音发射源组（被称为发射器），通过电缆与下面的T-AGOS舰艇连接。通过放置在船后拖曳的接收阵列上的水中听音器，无源组成探测从潜在水中的物体返回的回声，这些物体中包括了潜艇。
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考虑到苏联潜艇的威胁，于是开发了SURTASS。但自从冷战结束后，其关注重点转为“区域冲突和近海水域中活动的柴油电力潜艇所带来的威胁”。尤其关注在亚洲水域中活动的中国和朝鲜的潜艇。
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除了通常与船基搜集相关，海基搜集中也开始使用固定的离岸雷达系统。海基X波段（SBX）雷达有240英尺宽，390英尺长，可以安装在石油钻探平台上。它“捕获、追踪和辨别弹道导弹的飞行特性”以支持情报和弹道导弹防御任务。此雷达被用于监控俄罗斯的洲际弹道导弹和潜射弹道导弹试验，以堪察加半岛上的克柳奇弹着区为目标。
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