[發明專利]一種基于瞬時相位互相關加權的微地震干涉定位方法

有效

• 申請號: 202010207285.1
• 申請日: 2020-03-23
• 公開（公告）號: CN111352153B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 戰婷婷;陳浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種基于瞬時相位互相關加權的微地震干涉定位方法，其特征在于，包括下列步驟：

通過N個檢波器獲取微地震事件的N道地震波，并對地震波進行分量；將N個檢波器一一組合形成H對不重復的檢波器對，其中，H＝N*(N-1)/2，N為大于等于2的正整數；

計算各分量中的H道時域互相關波形和H道瞬時相位互相關波形；

將各分量中的每道時域互相關波形與其對應的瞬時相位互相關波形進行加權處理，得到對應分量中的H道加權后的互相關波形；

在各分量中，利用理論直達波走時差將對應的每道加權后的互相關波形進行偏移疊加，得到關于各分量的干涉成像剖面；

將多個分量中的干涉成像剖面相乘，得到綜合干涉成像剖面；根據綜合干涉成像剖面確定微地震事件的位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據綜合干涉成像剖面確定微地震事件的位置，具體包括根據所述綜合干涉成像剖面的最大值確定微地震事件的位置，所述最大值對應于微地震事件所在的位置。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述時域互相關波形的計算，表示為：

其中，v_k表示水平分量v_x或者垂直分量v_z，為第n道微地震事件波形與第m道微地震事件波形在v_k分量上的時域互相關的時間離散序列，代表v_k分量上的第n道微地震事件波形的時間離散序列，代表v_k分量上的第m道微地震事件波形的時間離散序列經過長度為τ的移位的時間離散序列，T_max代表時域互相關運算前單道微地震事件波形的離散時間長度。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述瞬時相位互相關波形的計算，表示為：

其中，為第n道微地震事件波形的瞬時相位與第m道微地震事件波形的瞬時相位的互相關在v_k分量上的時間離散序列，v_k表示水平分量v_x或者垂直分量v_z，代表第n道微地震事件波形的瞬時相位在v_k分量上的時間離散序列，代表第m道微地震事件波形的瞬時相位的時間離散序列經過長度為τ的移位在v_k分量上的時間離散序列，T_max代表瞬時相位互相關運算前單道微地震事件波形的離散時間長度，q為控制著瞬時相位互相關曲線從高相干處到低相干處的曲線尖銳程度的指數。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加權后的互相關波形的計算，表示為：

其中，表示在v_k分量上的第n道和第m道經過瞬時相位互相關加權后的時域互相關的時間離散序列，為第n道微地震事件波形與第m道微地震事件波形在v_k分量上的時域互相關的時間離散序列，為第n道微地震事件波形的瞬時相位與第m道微地震事件波形的瞬時相位的互相關在v_k分量上的時間離散序列。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述理論直達波走時差為所述N道地震波中，第n道理論直達波走時與第m道理論直達波走時的差值；通過下列步驟得到：

對待測區域建立速度模型，根據所述速度模型得到待測區域中各點到每個檢波器的理論直達波走時；其中，所述理論直達波走時包括理論直達縱波走時和理論直達橫波走時。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各分量中，利用理論直達波走時差將對應的每道加權后的互相關波形進行偏移疊加，得到關于各分量的干涉成像剖面，具體為：

在垂直分量中，利用理論直達縱波走時差將對應的每道加權后的互相關波形進行偏移疊加，得到關于垂直分量中縱波的干涉成像剖面；

在水平分量中，利用理論直達橫波走時差將對應的每道加權后的互相關波形進行偏移疊加，得到關于水平分量中橫波的干涉成像剖面。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對地震波進行分量，當用于二維定位時，得到垂直分量和水平分量；當用于三維定位時，得到互為垂直的三個分量，所述三個分量包括：垂直分量、第一水平分量和第二水平分量。