[發明專利]一種組合式海底地震儀方位角自動識別裝置及方法

有效

• 申請號: 202010098647.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111257941B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王元;游慶瑜;郝天珧;胡耀星;趙春蕾;張妍;徐錫強
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38;G01V1/24;G01V1/36
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 張燕

1.一種組合式海底地震儀方位角自動識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟101：對所有投放的組合式海底地震儀完成海上天然源數據記錄，選取所有組合式海底地震儀的地震計三分量天然源噪聲序列為輸入數據，其中需求取方位角的儀器記為儀器A；

步驟102：計算儀器A三分量分別與其他任一儀器B之間的原始位移三分量格林函數；循環計算儀器A與其他除儀器B之外所有剩余儀器之間的原始位移三分量格林函數；

步驟103：在0°至360°范圍內分別求取步驟102所得儀器A與儀器B的旋轉三分量格林函數的相關系數與歸一化相關系數，儀器A與儀器B的旋轉三分量格林函數分別記為C_rz、C_tz、C_zz，相關系數的最大值與歸一化相關系數正值對應的角度值即為儀器A相對于儀器B的初始方位角，循環計算完成儀器A與其他除儀器B之外所有儀器的三分量格林函數相關系數S_rz與歸一化相關系數R_rz，利用相關系數最大值與歸一化相關系數正值對應的角度值求取儀器A與其他除儀器B之外所有儀器的初始方位角；

步驟104：基于海底Scholte面波群，經儀器間距計算后選取格林函數截取時窗，基于選取的格林函數截取時窗計算格林函數C_rz的信噪比SNR；

步驟105：對步驟103計算的全部初始方位角按照一定規則的閾值范圍進行篩選，選取經篩選后所有初始方位角的平均值為儀器A的最終方位角。

2.如權利要求1所述的組合式海底地震儀方位角自動識別方法，其特征在于，所述方法步驟102中，計算組合式海底地震儀儀器A與任一儀器B三分量格林函數的方法如下：

其中，C_xz、C_yz和C_zz分別是儀器A的X分量、Y分量與Z分量的格林函數，和分別為儀器A的X分量位移、Y分量位移與Z分量位移，為B儀器的Z分量位移，t為儀器記錄的天然源地震數據時間序列，為相關運算符。

3.如權利要求2所述的組合式海底地震儀方位角自動識別方法，其特征在于，所述方法步驟104中，獲得儀器A與儀器B格林函數截取時窗[t_mint_max]的公式為：

其中，Dist為儀器A與儀器B之間的間距，V_max和V_min分別為對應海底Scholte波的群速度，在沉積層覆蓋區選取V_min＝0.2km/s、V_max＝0.8km/s，在基巖出露區選取V_min＝1.8km/s、V_max＝2.5km/s；

計算C_rz函數信噪比(SNR)的公式為：

其中，max(C_rz[t_min：t_max])是截取時窗[t_mint_max]內C_rz的最大值，rms(C_rz)是截取窗口以外所有序列的均方根值。

4.如權利要求3所述的組合式海底地震儀方位角自動識別方法，其特征在于，所述方法步驟104中基于海底Scholte面波群速度范圍為0.2-0.8km/s，步驟105中閾值范圍為R_rz0.5且SNR5。

5.一種用于實現權利要求1至4任一項所述的組合式海底地震儀方位角自動識別方法的組合式海底地震儀方位角自動識別裝置，其特征在于，所述裝置包括：噪聲數據讀取模塊，用于讀取頭段信息與噪聲序列數據；格林函數計算模塊，用于計算儀器之間的三分量格林函數；初始方位角求取模塊，用于通過對格林函數的互相關系數和歸一化互相關系數計算求取所有儀器對的初始方位角；信噪比分析模塊，用于計算格林函數的信噪比；最終方位角確認模塊，用于對所有初始方位角按信噪比和歸一化互相關系數基于閾值準則進行篩選確認。