地震数据采集器后级滤波器的设计

以ADS1281为例,介绍新一代地震数据采集器后级滤波器设计。该后级滤波器包括变抽样率的梳状滤波器、有限脉冲响应(FIR1)4抽1滤波器和有限脉冲响应(FIR2)2抽1滤波器。其中,FIR1 4抽1滤波器和FIR2 2抽1又分为最小相位、线性相位和瞬态3种滤波器,文中使用设计的最小相位滤波抽取器对仿真的正弦波进行滤波验证,结果表明,通带波动和阻带衰减满足中国数字测震台网技术规程的要求。     

地震信号处理中相位匹配滤波器的设计

相位匹配滤波器是一组线性滤波器,它的傅里叶相位与被检测信号的傅里叶相位相等。本文阐述了相位匹配滤波器的基本原理,并根据已获得的特定路径的频散曲线完成了理论设计,实现了对小震级事件面波信号的检测。使用该相位匹配滤波器对内华达地区的18次核爆事件的面波信号进行检测并计算了面波震级,与ISC公报给出的面波震级比较,相对误差很小。证明了本设计对面波信号的检测是有效的,并且可提高小震级面波信号的信噪比。     

瞬态滤波器设计及其在地方地震观测中的应用研究

目前地震数据采集器使用的最后两级数字滤波器相位有最小相位和线性相位两种。相位特性直接影响着记录的地震波形数据质量,最小相位滤波器的相位特性非线性严重,引起波形失真,线性相位滤波器带来“前缀波”。本文介绍了一种专用于地震波形采集的瞬态滤波器的设计及其观测分析研究。该瞬态滤波器既有最小相位特性,又有较好的线性相位特性,具有良好的瞬态响应波形。地方震实测数据表明,使用瞬态滤波器记录的地震波,没有"前缀"波出现,初动半周期也没有被展宽,波形失真最小。因为通带至过渡带转角平缓和过渡带滚降速率低是所有瞬态特性良好的滤波器的共同特征,故使用瞬态滤波必须付出的代价是提高采样率来确保通带上边沿频率保持不变。     

瞬态滤波器设计及其在地方地震观测中的应用研究

目前地震数据采集器使用的最后两级数字滤波器相位有最小相位和线性相位两种。相位特性直接影响着记录的地震波形数据质量,最小相位滤波器的相位特性非线性严重,引起波形失真,线性相位滤波器带来“前缀波”。本文介绍了一种专用于地震波形采集的瞬态滤波器的设计及其观测分析研究。该瞬态滤波器既有最小相位特性,又有较好的线性相位特性,具有良好的瞬态响应波形。地方震实测数据表明,使用瞬态滤波器记录的地震波,没有"前缀"波出现,初动半周期也没有被展宽,波形失真最小。因为通带至过渡带转角平缓和过渡带滚降速率低是所有瞬态特性良好的滤波器的共同特征,故使用瞬态滤波必须付出的代价是提高采样率来确保通带上边沿频率保持不变。     

用于地震观测的瞬态滤波研究

目前,地震数据采集器使用的最后两级数字滤波器相位有最小相位和线性相位两种,相位特性直接影响着记录的地震数据波形质量.最小相位滤波的优点是:地震波形没有“前缀”波形出现,不会干扰分析人员对震相的判读;其缺点是:通带边沿频率附近不同频率分量群时延差异较大,导致最小相位滤波会带来波形失真,对初动半周期的波形影响显著.     

一种时间域全波形反演中的地震子波估计方法

全波形反演具有高精度成像能力,然而由理论走向实际应用还存在很多问题.全波形反演通过匹配波形来更新模型,数据的波形与地震子波有直接的关系.本文介绍了一种针对时间域波形反演的子波估计方法,并将其应用到全波形反演中.由于在频率域子波反演可表示为一个线性优化问题,因此本文先给定一个试探子波,在时间域通过有限差分法正演得到地震波场,并在频率域与观测数据比较分析,反演得到预测子波.此外,本文还简要地介绍了如何使用伴随状态法计算全波形反演的梯度.数值实验证明,本文方法反演得到地震子波与真实子波具有很好的吻合度,并在全波形反演中取得了不错的效果.相比不依赖于子波的方法,提前进行子波估计可提高反演效率.此外,本文方法适用于全波形反演中常使用的多尺度反演策略.     

用于地震观测的瞬态滤波试验数据分析

地震数据采集器中的滤波技术是影响地震观测数据质量的重要因素。本研究通过实测数据对比分析了最小相位滤波、线性相位滤波和瞬态滤波对观测数据的影响程度。实测波形数据证实了理论分析的预期,最小相位滤波在观测地方性微小地震时,初动半周期及后续波的失真均较大,利用波形作深入研究时,应注意该失真的影响;线性相位滤波引起的"前缀"可能会干扰震相的正确判读,不宜用于以震相分析为主要用途的地方震观测;瞬态滤波兼有前两类滤波的优点而无其缺点,是观测地方震和水库地震的优良滤波技术,但应用瞬态滤波必须提高采样率。     

非弹性表面波大尺度波形反演（理论和方法）

非弹性的表面波大尺度波形反演的理论方法以如下三方面提出的。（１）计算本征值和本征函数可获得第一阶的频散参数，并把体波的复数形式和波能的吸收引入非弹性中，（２）根据弗拉尔和斯奈德的理论方法，计算了非弹性表面波的激发和合成地震图，球阶非弹性用频散的计算按Ｂｉｓｗａｓ－Ｋｎｏｐｐｏｆ公式被变换成平滑的弹性形式，（３）使用自伴微工子导出关于模型参数的波形Ｆｒｅｃｈｅｔ导数，然后应用非线性反演拟合波形。     

数字地震监测技术开发与应用论文(二)一种滤除零点漂移的高通数字滤波器

总结引起零点漂移的原因，给出了一种可以有效抑制零点漂移的滤波器的指标和特性，使用该滤波器后，TDE—324C地震数据采集器的动态范围得到了有效的改善。     

反演潜在震源力学参数的一种方法

提出利用水准测量资料反演潜在震源力学参数问题,并提出轮回搜索的反演方法,此方法具有搜索范围大,对初始值要求不高,结果比较可靠等优点,根据Ａｌｅｋｓｅｅｖ的形变模型,用轮回法,利用１９８９年大同地震前的水准测量资料（１９８４－１９８７）和张北地震前的水准测量资料（１９８４－１９８７及１９８４－１９９１）对这两个地区潜在震源的力学参数进行实际计算,结果力源中心与后来实际发生地震的震中相差不到４０ｋｍ。     

用于地震观测的瞬态滤波器仿真研究

现代地震数据采集器中广泛使用的最小相位滤波器和线性相位滤波器各有不足之处,最小相位滤波引起的“振铃”尾波,线性相位滤波引起的“前缀”波,无法用后续处理的方法消除。本文提出一种专用于地震波形采集的瞬态滤波器设想,该瞬态滤波器既能满足最小相位特性,又能保持较好的线性相位特性。本文用Matlab设计出了可以满足上述条件的瞬态滤波器,并通过仿真比较了正弦接入波通过3种滤波器的输出波形。从仿真结果可以看出,与最小相位和线性相位滤波相比较,该瞬态滤波器的波形失真最小。     

Diffraction imaging using an adaptive phase filter

As an ideal carrier of high-resolution information, seismic diffraction can be used to clarify and locate small-scale discontinuities or inhomogeneities in the subsurface. However, a diffraction is weak and thus be suppressed by the specular reflection. Furthermore, a diffraction would be destroyed by the conventional imaging method due to the polarity reversal of diffraction. In this paper, we analyse the behaviour of diffraction and reflection. For the image point on a horizontal or oblique reflector, the zone on both sides of the stationary point has the same energy after using a cosine weight function. Based on the behaviour, we propose the adaptive phase filter to adjust the polarity of the energy on both sides, and calculate it through the illumination angle and the reflector dip angle. This method avoids the calculation of the Fresnel zones and can further suppress residual reflection that disturb the diffraction images. Synthetic and field data applications show that the desired imaging results can be obtained by the proposed method. The test results demonstrate that the method is efficient in detecting small-scale discontinuities or inhomogeneities in the subsurface and can provide high-resolution information for seismic interpretation.     

使用双线性变换构造实时地震波形仿真滤波器的方法研究

介绍了直接使用双线性变换把模拟系统的传递函数转换为离散系统的传递函数,构造出由宽带数字地震记录,仿真出传统模拟地震仪器记录波形的递归滤波器的方法,从而使在线实时波形仿真成为可能。并通过比较利用实际宽带数字地震记录,分别采用频域仿真和本文算法构造的仿真滤波器仿真得到的波形,验证了本文算法的正确性。     

Determination of focal depth by two waveformbased methods: A case study for the 2008Panzhihua earthquake

With the 2008 M_S6.1 Panzhihua earthquake as a case study, we demonstrate that the focal depth of the main shock can be well constrained with two approaches: (1) using the depth phase sPL and (2) using full waveform inversion of local and teleseismic data. We also show that focal depths can be well constrained using the depth phase sPL with single broadband seismic station. Our study indicates that the main shock is located at a depth of 11 km, much shallower than those from other studies, confirming that the earthquake occurs in upper crust. Aftershocks are located in the depth range of 11-16 km, which is consistent with a ruptured near vertical fault whose width is about 10 km, as expected for an M_S6.1 earthquake.     

基于误差准则和循环迭代的时移地震匹配滤波方法

分析了用于时移地震互均衡处理中的传统匹配滤波算法适用范围,结果表明该方法在滤波算子的反算子为最小相位时效果最好.对该方法难以解决的混合相位问题,推导出通用公式,并提出基于最小平方误差准则和循环迭代的求解方法.理论和实际数据都验证了该方法较已有方法的优越性.     

基于递归高通滤波的经验模态分解及其在地震信号分析中的应用

将地震信号分解成包含频谱互不重叠的单主周期的分量有利于地震信号的分析.分析了经验模态分解(EMD)中模态混叠的内在原因和已有的解决方法,梳理了解决模态混叠的思路框架,进而提出了一种新的基于输入递归高通滤波的EMD算法.首先用递归高通滤波器将信号预分解成频率由高到低的多个分量,实现信号的等价带通滤波,再用EMD对各带通分量按频率高低逐级递归筛分,获得完备的经验模态分量.通过合成信号和地震信号的仿真实验表明,该算法较好地克服了模态混叠,获得了频谱互不重叠的单主周期分量,并成功用于震相分离和分析,为地震信号分析提供了一种新思路.     

The SEEK filter method for data assimilation in oceanography: a synthesis

This paper reviews the developments of the singular evolutive extended Kalman (SEEK) filter method used for data assimilation in oceanography, since the original paper by Pham et al. (J Mar Syst 16:3–4, 323–340 1998a). First, a short review is presented of the context of data assimilation in oceanography and of the variety of numerical ocean codes and configurations in which the SEEK filter has been implemented using different data sets for assimilation. Then, the paper provides an exposition of the different versions of the SEEK filter developed during the past 10 years and discusses their relative merits for scientific or operational implementations. A classification of the algorithmic variants is proposed, and several possible improvements of the generic methodology are mentioned in the perspective of new assimilation challenges.