[發明專利]一種基于到時差數據庫的微地震震源快速定位方法

有效

• 申請號: 201610382193.0
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN106094021B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 吳順川;黃小慶;陳子健;許學良;張詩淮
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于到時差數據庫的微地震震源快速定位方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.在被監測區域布設傳感器，T_i(i＝1,2,...,n)表示第i個傳感器，其位置坐標可表示為(x_i,y_i,z_i)；

b.對被監測區域進行數值建模，并進行網格劃分，將每個網格節點作為代表該位置的特征震源點P_i(i＝1,2,...,n)，其位置坐標為(x_oi,y_oi,z_oi)；

c.計算每個特征震源點P_i的到時差矩陣N_Kij，建立到時差數據庫；

d.利用波形信息采集系統，對傳感器接收到的波形信號提取震源波到達各個傳感器的到時時間；

e.計算任意兩傳感器的到時差，建立震源(x_o,y_o,z_o)的到時差矩陣，并與特征震源點P_i到時差數據庫進行匹配搜索，對震源進行實時快速定位；

步驟c中，在均質條件下，單一特征震源點P_i到時差矩陣求解原理如下：

假設震源波傳播速度為v，L_i(i＝1,2,...,n)為傳感器T_i至特征震源點P_i的距離；t_i(i＝1,2,...,n)為震動波到達傳感器T_i的時刻，t₀為特征震源點P_i震源產生的時刻，則：

震源波到達兩任意不同傳感器T_i和T_j的到時差矩陣元素Δt_ij表示為：

步驟c中，在各向異性非均質條件下，單一特征震源點P_i到時差矩陣的求解基于射線追蹤算法，原理如下：

將特征震源點P_i發出的震源波離散成一段以上的射線，對各段射線的軌跡和走時累加，得出各向異性非均質介質中射線分布和到達各個傳感器的時間信息；已知特征震源點P_i、傳感器T_i位置坐標及區域速度結構模型的情況下，震源的射線路徑可由射線參數p唯一確定：

式中：Δ是震中距，即特征震源點與傳感器兩點之間的水平距離；p＝sinθ_k/v_k是射線參數；v_k，θ_k，h_k，分別表示第k層的速度、入射角、真實厚度和等效厚度；l，s，z_s分別表示模型總層數、特征震源點所在層數及其深度；

求得參數p后，可確定特征震源點P_i與傳感器T_i兩點間的傳播軌跡，則震源波從特征震源點P_i到達傳感器T_i的到時為：

ti=Σk=1lhk~vk1-p2vk2;]]>

則震源波到達兩任意不同傳感器T_i和T_j的到時差矩陣元素Δt_ij可表示為：Δt_ij＝t_i-t_j。