[發明專利]一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法

有效

• 申請號: 202010036332.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111208556B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 唐偉;王燕;劉哲函;王曉明;劉俊民
• 申請（專利權）人: 禁核試北京國家數據中心
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙欣

本發明涉及一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法，根據水聲臺站監測信號的實際情況，篩選出11種聲相作為重點研究對象。針對每個聲相，采用了傾斜直線、五階函數取指數及固定參數值等方法，對聲相的慢度區間進行了定義，明確了慢度隨震中距的變化關系及有效作用距離。實際使用過程中，通過給定震中距參數，即可篩選出該震中距條件下有效聲相及其特定的慢度下限與上限值，通過將具有交叉部分的慢度區間取合集，從而減少了信號到時區間重復計算；再通過將慢度區間與震中距相乘獲取信號走時，結合事件發生時間，即可確定水聲臺站監測信號的到時區間。本發明實現了有效聲相自動篩選、信號到時區間準確估算，是水聲信號識別與水聲信號關聯的基礎。

技術領域

本發明屬于水聲監測技術領域，具體涉及一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法。

背景技術

水聲監測技術是監測水面和水下爆炸事件的有效技術手段，由于水聲信號傳輸過程中信號能量損失低，公斤級的水下爆炸產生的水聲信號亦能被數千公里外的水聲臺站記錄到；同時水聲臺站對海洋和沿海地區的地震事件也有很強的監測能力。

臺網關聯是利用多個臺站記錄的信號確定事件源項位置和發生時間的重要步驟，判斷信號是否來源于某個事件的依據主要包括信號到時和方位角，對于水聲信號而言，主要考慮信號到時是否與理論走時相匹配。水聲臺站記錄的信號除水聲信號外，還包括各類地震震相。如果能建立一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法，在精確控制信號到時區間的同時，又能確保各類聲相不被遺漏，則對于提高水聲信號參與事件關聯的準確性、信號關聯率，降低漏關聯率和誤關聯率，提高水聲數據綜合處理能力具有重要的應用價值。

發明內容

本發明提供一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法，要解決的技術問題是：針對地震臺網記錄的地震事件，確定水聲臺站可能監測到的信號類型及信號的走時區間，從而為地震事件關聯水聲臺站記錄信號提供精準的走時依據，解決了不同類型水聲信號與地震事件無法準確關聯的問題。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種水聲臺站監測信號到時區間估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、篩選并確定水聲臺站參與事件定位的聲相類型，包括水聲臺網關聯形成的事件、水聲臺站與地震臺站聯合關聯的地震事件；選取參與事件關聯次數比較多的幾個聲相進行分析；

S2、對水聲臺站參與關聯的歷史事件及關聯聲相進行分析，按照上述多個聲相，依次提取出每個聲相對應的事件發生時刻TE_i,j，關聯聲相到時TA_i,j，臺站至事件震中距D_i,j，其中i表示第i個事件，j表示第j個聲相，1≤j≤11；根據上述參數計算信號單位距離傳輸時間，即慢度TT_i,j：

TT_i,j＝(TA_i,j-TE_i,j)/D_i,j

S3、對每個聲相，在確保95％信號有效的情況下，確定各自慢度區間；

S4、對于某個待關聯水聲臺站的事件，其發生時間為T_event，發生位置為[Lat_event,Lon_event]，待關聯水聲臺站的位置為[Lat_sta,Lon_sta]，事件至臺站的震中距為Dist；根據S3確定的各聲相慢度區間，按照每種聲相的有效震中距區間，確定震中距為有效聲相，并且從根據有效聲相對應的慢度區間函數，計算此時慢度的下限值S_min_m與上限值S_max_m，其中1≤m＜聲相個數；

S5、對S4中獲得的多組慢度區間[S_min_m，S_max_m]進行合并，若兩組或者多組慢度區間有重疊的，則取慢度區間的合集，最終獲得一個或多個互不重疊的獨立慢度區間[SS_min_k,SS_max_k]，其中1≤k≤m；