苏南无线传输台网定位能力分析

对区域Ω上设定的震级和震源位置的可能事件,本文作了以下两点考虑:一、对于同一点上的事件,基于遥测台网垂直向地震计记录特征中 P 和 S 震相到时精度上的差异,从而引入了不同的测量标准误差σi。二、对不同位置不同震级的事件,根据子台的监测能力,应确定相应的子台组合。在这基础上,通过模拟地震波走时和奇异值分解方法,计算了估计震源参数精度的参量空间协方差矩阵,给出了震源参数误差理论值等值线图,用此方法讨论了该台网的定位能力。     

区域地震台网地震定位能力分析

本文提出了分析区域地震台网地震定位能力的一种通用方法.在分析过程中考虑了如下事实:当改变地震震级和震源在台网区域内的位置时,能读出 P 震相和 S 震相到时的台站组合也随之改变.作为一个实例,具体分析了北京遥测地震台网的定位能力.北京台网现有19个台站,覆盖面积约为300公里400公里.根据观测资料,建立了确定每个台站检测能力(作为台站仪器放大倍数和地震震级的函数)的经验公式.然后,对每个给定震级和震源位置的可能事件,确定其子台网的构成.在这些子台网的基础上,利用奇异值分解技术,对事先设定的到时数据标准误差计算出震源座标的误差分布和线性化条件方程组的条件数分布.对给定震级(例如,ML=1.0,2.0或3.0),将计算结果绘成等值线图.为了进行比较,还分析了一个包括61个台站的北京台网扩建方案,从而可以预先估计未来台网的地震定位能力.      

关于数字地震台网震级偏差原因的分析

引言数字地震台网建成以来,数据传输可靠、事件查取方便、信息公布快捷等优点充分体现出来。但通过一段时间的观测发现,数字地震台网在使用不同定位程序处理同一地震时,在所识别震相不变的情况下,所给出的地震参数不同,且存在较大差异,如地震震级,目前常用的定位程序HYPO81与定位程序Genetic给出的结果相差0.2～0.5级。通过分析我们认为,是定位程序中利用震中距查量规函数的概念不清楚,才导致震级出现偏差。图1震中距与震源距关系1震级偏差原因的分析下面是对发生在天津地区的一次(震源深度为18.6km)地震的计算,在所用台站不变、识别震相…     

华北地区1900-1970年5级以上地震发震位置与震源机制研究

本文通过整理世界地震台网1900-1970年世界台站震相报告,对该时期发生在我国华北地区震级5级以上强震的震源位置及震源机制（断层面解）进行了测量.具体开展了以下三点工作：（1）使用1900-1970年之间Shide Circulars（BAASSC,1900-1912）,《国际地震资料汇编》（ISS）和EHB Bulletin的震相到时,对该时间范围内的22个地震事件重新定位,得到了21个地震事件的可靠结果;（2）使用1933年至1970年之间ISS的P波初动,对该时间范围内的15个地震事件求解震源机制解,得到了其中12个地震事件的震源机制解的可靠结果,从而丰富了华北地区基于全球地震台网观测的1900-1970年历史强震目录震源机制资料;（3）基于华北地区地震地质及区域构造应力场研究结果,推断了华北地区M≥5.0的部分缺乏地震资料观测的历史地震断层面参数,并对这种方法推断的断层面参数的可靠性进行了讨论.     

P/S震相幅值比判据对低震级地震事件的适用性检验c

基于中国新疆及中亚地区大量天然地震和地下爆炸，检验了较大震级情况下得到的区域P/S震相幅值比识别判据对低震级地震事件的适用性. 分析结果表明，对较大震级地震事件具有较好识别效果的P/S震相幅值比判据对低震级事件同样适用，而且对低震级事件也具有与较大震级事件大致相当的识别效果. 据WMQ、BLK、MUL和MAK台的25个识别效果较好的P/S震相幅值比判据统计， 大于ML3.5和ML3.5以下地震事件的误识率之差约为2个百分点.      

关于网外地震的定位问题--利用福建区域数字地震台网资料测定台湾地震震源位置

针对地壳内部的网外地震震源的定位问题，由震相组合成不同的方程组，利用均值寻查定位法迭代求解。在选取地球物理参数模型时，考虑了台湾地震部门定位时所用的模型和华南地区地震走时表等。利用福建数字地震台网记录到的绕射波Pn、Sn的到时资料，通过定位程序测定了134个位于台湾区域的壳内地震的震源位置。测定结果与台湾地震部门在其网址上公布的结果进行比对．平均震中位詈相差9km．震源深度相差8km．     

测震台网布局对震源参数精度的影响

本文介绍了分析区域地震台网的测震精度的一种通用方法,在分析过程中,对发生在台网中不同地点、不同震级的地震,考虑了能读出P波震相的台站的不同组合数,即子台网。然后利用最小二乘法拟合模型的最优化法和改进的平方根法对事先设定的到时数据标准误差计算出震源坐标误差分布和走时误差分布。并将计算结果根根是否能达到Ⅰ类精度(即ΔR=10km,ΔT=0.5s)绘成监测范围图。     

地震与爆破的波谱差异

在对中国数字地震台网（ＣＤＳＮ）兰州台近年来记录到的兰州附近的５个工业爆破和发生在同一地区震级相近的７个天然地震作波谱分析和比较后,发现人工爆破和天然地震的波谱参数与震源参数有较大的差异,在震级与震源深度相近的条件下,主要差异有：①爆破的Ωｍ（ω）值明显大于地震的Ωｍ（ω）值,Ωｍ（ω）爆≈１．５Ωｍ（ω）震;②爆破的Ω（０）值明显大于地震的Ω（０）值,Ω（０）爆≈１．９Ω（０）震;③爆破的震源线     

甘青交界地区sPn震相研究及其震源深度计算

通过对甘青交界地区3个M≥4.5级地震震相的分析,认为在震级M≥4.0级,震中距300km~800 km的甘青交界地区地震,青海数字地震台网部分台站可记录到清晰的sPn震相。采用sPnPn平均到时差方法计算2013年2月12日的青海海西5.1级地震震源深度为14.3 km、9月20日青海门源5.1级地震震源深度9.9 km;2014年10月25日甘肃碌曲4.5级地震震源深度15.2 km。为了验证上述计算结果,用CAP法反演上述3个地震矩心深度,误差比国家地震台网给出的震源深度均小于5km。进一步说明sPn-Pn平均到时差在甘青走时模型下,只要能识别出sPn震相,就能快速准确算出震源深度且震源深度误差较小,结果可靠。     

模拟退火算法在地震定位中的应用

阐述了模拟退火算法及其在地震定位中的原理,以震相观测到时与理论到时之差(到时残差)为目标函数,利用模拟退火算法求解目标函数的最小值以获得地震的震源参数。在模拟退火算法的地震定位中根据震相的可靠程度对不同震相设置了相应的定位权重;对震相的走时误差设置了3组不同的值,以分析走时误差对定位结果的影响,对随机生成的1000个模拟地震进行模拟退火算法再定位。结果表明,走时误差越小,定位结果越准确。最后,通过地震震例进一步验证了模拟退火算法在地震定位中的可用性。     

河北红山台宽频带地震记录区域叠加研究

可靠的震相走时是地震预警技术中精确测定震源位置和发震时刻的基础,本文运用STA/LTA震相识别技术,针对单台（河北红山台）2009-2021年共计12年积累的地震记录进行叠加计算,得到了红山台记录到的区域地震各震相走时曲线。结果显示,震中距0°～50°范围内红山台共成像7种震相的走时曲线,分别为P、S、PP、SS、PcS、ScS以及R面波震相,且随着组合参数变化,叠加成像的震相种类、震中距范围、清晰度均有所不同。此外,通过绘制各震相走时曲线发现,震中距0°～15°范围内,P波、S波及R波走时曲线基本呈线性变化,震中距0°～15°范围内计算得到红山台区域地震P波传播速度为7.5 km/s左右,S波传播速度为4.2 km/s左右,R波传播速度为3.5 km/s左右,介于P波和S波之间存在一个震相的走时痕迹,波速为5.4 km/s左右。本工作对于提升红山台震中距≤1 000 km的地震预警定位精度有指导意义。     

云南禄劝地震部分余震的矩张量反演

利用数字盒式磁带记录加速度仪组成的流动地震台网所记录的三分向近场加速度图,通过矩张量反演确定了1985年4月18日云南禄劝 Ms=6.1地震的部分余震的震源机制.以均匀半无限弹性介质的格林函数解释路径效应,并通过正演计算识别由两次积分得到的位移地震图中的直达 P 波、直达 S 波和 SP 转换波震相,然后用这些震相进行矩张量反演.反演结果表明,在解超定线性方程组时,采用适当的加权系数,可使上述直达波和转换波的理论计算值与观测值拟合得较好.尽管用以反演的三个余震大小不同(震级 ML48,3.2,3.5),震源位置也有差别,但它们的震源机制却非常接近,且与主震的震源机制相当一致.这一特征显示了余震的发生与主震发震构造的内在联系.这些实例说明,由震源球球面上分布适宜的数字地震台网取得的近场加速度资料,借助于即使是简单的介质模型,通过地震矩张量反演,不但可以得出这些地震震源的主要成份————剪切位错源,同时还可得出震源所含的其它成分,如膨胀源和补偿线性向量偶极.      

基于U形卷积神经网络的震相识别与到时拾取方法研究

精确获取震相到时是地震定位和地震走时成像等研究的重要基础.近年来,随着地震台站的不断加密,地震台网监测到的地震数量成倍增长,发展快速、准确、适用性强的震相到时自动拾取算法是地震行业的迫切需求.本文在前人工作基础上,发展了Pg、Sg震相自动识别与到时拾取的U网络算法（Unet_cea）,使用汶川余震和首都圈地震台网记录的89344个不同震级、不同信噪比的样本进行训练和测试.研究表明,U网络能够较好地识别Pg、Sg震相类型和拾取到时,Pg、Sg震相的正确识别率分别为81%和79.1%,与人工标注到时的均方根误差分别为0.41 s和0.54 s.U网络在命中率、均方根误差等性能指标上均明显优于STA/LTA和峰度分析自动拾取方法.研究获得的最优模型可以为区域地震台网的自动处理提供辅助.     

山西及邻区S波速度模型研究

利用2009~2018年山西地震台网记录到的S波走时,重新校对震相并增加Sb震相,采用区域速度拟合和批量定位比较残差的方法获得山西及邻区S波的速度结构。结果显示,通过S波实测走时与利用P波走时结合波速比得出的结论相近,误差在0.5%范围内,“山西2015地壳速度模型”能够满足地震台网日常工作需求。     

利用波速扰动定量分析Hyposat方法的定位误差

以浙江省数字地震台网的台站布局为基础,在浙江省内以0.1°×0.1°网格点作为虚拟地震震中,利用浙江2015地壳速度模型计算了各台站Pn、Sn、Pg、Sg震相到时,对速度模型及各震相走时增加适量扰动,进而使用Hyposat进行地震定位。定位结果与虚拟震源位置对比显示:(1)对于震中位置,当速度模型中速度偏差小于0.1km/s时,所得震中偏差基本在3km以内,但在某些区域会出现无法有效定位的情况;(2)对于震源深度,与仅使用Pg、Sg(或Pb、Sb)震相定位的结果相比,当Pn、Sn震相参与定位时,震源深度的计算结果更接近实际震源深度,且计算结果的一致性更好。     

浙江及邻区地震精定位及应用研究

对2006年2月～2010年4月浙江数字地震台网所有记录到的浙江及邻区范围内437个地震事件重新进行震相识别及定位,筛选出震相清晰且有4个台站记录的291个地震事件后,用双差地震定位法进行精确定位,得到多个事件内部相关事件之间的距离.结果表明,重新定位后地震震源的相对位置比常规地震定位方法得到的结果更加精确.此外本文得到了该区域内多个地震序列的精确活动图像,并根据新的定位结果讨论了地震分布、发震与断裂构造的关系,结果显示出较好的一致性.     

使用稀疏宽带台网进行区域及远区域地震定位和震源参数估计：对里奇克雷斯特地震序列的检验

对1995年加利福尼亚里奇克雷斯特地震序列，使用伯克利数字地震台网（BDSN）的宽带，大动态范围仪器记录的数据进行了地震定位和震源参数估计。本文的目的是研究稀疏宽带合网对网外区域的监测能力，它也适合于全面禁止核试验条约（CTBT）监测小震级地震事件的情况，另外，我们还介绍一个震例研究，这是其他区域宽带台网检测能力的代表。为了评估稀疏台网的检测能力，我们把根据BDSN震相测量所估计的地震位置与“直实位置”目录中由南加州地震台网（SCSN）记录数据得出的高质量地震位置做了比较。为了确定不同类型数据对绝对事件定位的重要性，使用了一个自适应网络搜索定位程度，它利用了一个或多个台站的多震相拾取的时间和方位角。我们使用了BDSN台站距离范围在250－500km和500-800km内的稀疏子台网，结果表明：在区域距离范围内，可能得到达到18km以内的绝对事件定位，这是CTBT所要求的，然而，在远区域距离范围内，较低的保噪水平不可能使事件的定位达到CTBT所要求的目标。     

单台sPL震相测定珊溪水库地震震源深度

稀疏台网下的传统走时定位难以确定中小地震的震源深度,而地震波深度震相蕴含着震源深度信息,为确定地震震源深度提供了新的途径。近震深度震相sPL和直达Pg波到时差与震源深度呈线性关系,可用以约束地震震源深度。本文以珊溪水库2014年震群事件为例,利用单台sPL震相测定了地震震源深度。结果表明:震源深度的测定结果与基于水库台网高密度台站下Pg和Sg走时定位Hyposat方法和全波形拟合CAP方法测定的震源深度高度一致,为4—6 km,与区域活动断层探测结果相符。sPL震相的优势震中距为30—50 km,区域台网范围内sPL与Pg的到时差与震源深度的线性关系相对固定,因此利用单台sPL震相即可快速获取可靠的地震震源深度,适用于稀疏台网下的中小地震震源深度的确定,且误差可控制在1—2 km范围内。      

利用奇异值分解方法实时自动检测P波和S波

利用奇异值分解(SVD)分析实现了一种新的P波和S波震相的自动检测方法。该方法是基于Rosenberger(2010)用于三分量地震波形奇异值分解的实时迭代算法。该算法通过利用奇异值分解并将波形分为P波和S波分量来识别视入射角。我们将该算法应用于滤波后的波形,然后在经过滤波和奇异值分解分开的信道上设置入射角和奇异值检测器,或者应用信噪比(SNR)检测器来拾取P波和S波。安扎地震台网和最近在圣哈辛托断层带地区部署的便携式仪器为测试不同设置的检测算法提供了一个非常密集的地震台网,包括不同震源机制的事件、具有不同场地特性的台站和射线路径偏离奇异值分解算法中使用的逼近。2~30Hz巴特沃思带通滤波器给出了各种事件和台站的最佳性能。我们在许多事件上应用奇异值分解检测,并且从2005年6月M_W5.2地震复杂、强烈的余震序列中得到结果。这个序列经过几位分析人员的彻底复查,确定了主震后第一个小时的294个事件都围绕主震密集分布。我们使用这个数据集来微调自动奇异值分解检测、关联和定位,实现了37%事件的自动识别和定位。所有检测到的事件都落在此密集区内,并且没有虚假的事件。普通的信噪比检测器不会超过11%的成功,并且位置分布更广泛(不完全在复查的群集内)。由奇异值分解检测器检测到震相(P波或S波)的预先知识显著降低了由震相盲信噪比检测器产生的噪声。     

上海佘山地震台阵远震记录的压缩感知分析

将压缩感知方法应用于上海佘山地震台阵远震定位,对于该台阵记录的M_S 5.5以上全球地震事件,根据震级大小、地震波走时、事件分布,筛选得到45个远震事件记录,采用分析压缩感知及传统方法,计算最优反方位角和慢度值,发现压缩感知方法在地震台阵的远震定位中表现良好;对于震相较为复杂的地震,在求取能量最大及超过最大能量95%以上的点,得到最终源信号,也就是震源位置,压缩感知方法具有更高的分辨率。