[發(fā)明專利]基于深度震相自動(dòng)匹配的遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度精定位技術(shù)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110996896.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN113552619A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原健龍;余嘉順;韓超;付小波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷

本發(fā)明公開一種基于深度震相自動(dòng)匹配的遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度精定位技術(shù)。該技術(shù)在對(duì)遠(yuǎn)震記錄波形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的基礎(chǔ)上，從每個(gè)地震臺(tái)站數(shù)據(jù)上自動(dòng)搜尋并截取直達(dá)波震相，并基于該直達(dá)波震相構(gòu)建地震臺(tái)站對(duì)應(yīng)的深度震相模板集，接著在后續(xù)波形搜尋可能的深度震相，將相關(guān)系數(shù)最大值所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻作為該深度震相的初至?xí)r刻，同時(shí)計(jì)算該深度震相與直達(dá)波的走時(shí)差；搜得所有可能的深度震相后，在已知震中位置由淺到深給定多個(gè)假設(shè)起震點(diǎn)，正演各假設(shè)起震點(diǎn)的理論深度震相到時(shí)，并計(jì)算這些深度震相與直達(dá)波的理論走時(shí)差；然后基于理論走時(shí)差與觀測(cè)到的可能的深度震相的走時(shí)差確定出起震點(diǎn)，通過(guò)上述過(guò)程可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度的快速精定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于遠(yuǎn)震起震點(diǎn)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度震相自動(dòng)匹配的遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度精定位技術(shù)。

背景技術(shù)

世界測(cè)震權(quán)威機(jī)構(gòu)通常采用震相走時(shí)方法確定地震起震點(diǎn)位置，進(jìn)行地震速報(bào)和生成地震事件目錄。例如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的國(guó)家地震信息中心、國(guó)際地震中心和國(guó)際數(shù)據(jù)中心，其主要通過(guò)短周期P波也即地震縱波來(lái)進(jìn)行起震點(diǎn)定位。當(dāng)?shù)卣鹋_(tái)網(wǎng)密集且震中距較小時(shí)，起震點(diǎn)發(fā)震時(shí)刻以及經(jīng)緯度和深度坐標(biāo)均可通過(guò)基于走時(shí)的定位方法進(jìn)行確定。但隨著震中距增大，初至波走時(shí)對(duì)起震點(diǎn)深度變化開始變得不敏感。在只有遠(yuǎn)震臺(tái)站數(shù)據(jù)可用的情況下，由于震中距遠(yuǎn)大于地震埋深，通過(guò)直達(dá)波走時(shí)確定的起震點(diǎn)深度存在很大的不確定性。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)通常使用深度震相約束的方法來(lái)解決。但是這些方法一般都無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)震的震源破裂起始點(diǎn)深度的快速全自動(dòng)地重定位。而且有的因?yàn)樾枰斯そ槿肷疃日鹣嗪Y選過(guò)程而導(dǎo)致地震目錄更新周期非常長(zhǎng)。

因此，如何準(zhǔn)確快速自動(dòng)地確定出遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度，是本領(lǐng)域一個(gè)亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)難以快速全自動(dòng)定位遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種基于深度震相自動(dòng)匹配的遠(yuǎn)震起震點(diǎn)深度精定位技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟：

S1、根據(jù)GCMT目錄的遠(yuǎn)震事件獲取可用的遠(yuǎn)震臺(tái)站三分量波形數(shù)據(jù)；

S2、對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)震臺(tái)站的三分量波形數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

S3、對(duì)預(yù)處理后的三分量波形數(shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)拾取技術(shù)確定直達(dá)波到時(shí)，并截取直達(dá)波震相，然后通過(guò)傅里葉變換與相位旋轉(zhuǎn)對(duì)所述直達(dá)波震相處理形成一個(gè)深度震相模板集；

S4、將每個(gè)遠(yuǎn)震臺(tái)站每個(gè)分量直達(dá)波之后的波形與對(duì)應(yīng)的深度震相模板集進(jìn)行比對(duì)，若相關(guān)系數(shù)不小于預(yù)設(shè)閾值，則將對(duì)應(yīng)的深度震相模板作為觀測(cè)到的深度震相，且將相關(guān)系數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻作為該深度震相的初至?xí)r刻；

S5、在已知震中位置由淺到深設(shè)置多個(gè)假設(shè)起震點(diǎn)，通過(guò)初至正演計(jì)算出每個(gè)假設(shè)起震點(diǎn)的理論直達(dá)波震相到時(shí)與深度震相到時(shí)，并計(jì)算兩者的走時(shí)差；

S6、從淺到深依次將各個(gè)假設(shè)起震點(diǎn)的理論走時(shí)差跟觀測(cè)到的深度震相與直達(dá)波震相之間的走時(shí)差進(jìn)行比對(duì)，基于設(shè)定的誤差標(biāo)準(zhǔn)確定出對(duì)應(yīng)起震點(diǎn)成功匹配的深度震相個(gè)數(shù)與走時(shí)差總和，將成功匹配個(gè)數(shù)大于預(yù)設(shè)匹配個(gè)數(shù)且走時(shí)差總和最小的對(duì)應(yīng)假設(shè)起震點(diǎn)作為確定出的起震點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述步驟S2的預(yù)處理具體為將每個(gè)遠(yuǎn)震臺(tái)站的三個(gè)分量波形數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值、去趨勢(shì)、消除儀器響應(yīng)和濾波。

進(jìn)一步地，所述步驟S3具體包括以下分步驟：

S31、根據(jù)震中和遠(yuǎn)震臺(tái)站的位置關(guān)系，將每個(gè)臺(tái)站的三分量波形數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)變換到垂直、徑向和水平三個(gè)方向；

S32、通過(guò)改良的峰態(tài)函數(shù)震相自動(dòng)拾取技術(shù)截取每個(gè)地震臺(tái)站每個(gè)分量的直達(dá)波震相波形數(shù)據(jù)；