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。     

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.     

数字地震观测中的线性和最小相位滤波

线性相位滤波和最小相位滤波是数字地震观测中经常都要遇到的两类滤波器。现代地震数据采集器中就预置有这两种滤波系数供用户选用。本文以EDAS—C24地震数据采集器为例,通过比较两者滤波特性的差异后得出：为什么在以震相判读分析为主要用途的数字地震观测中必须选用最小相位滤波器,最好不要使用线性相位滤波器。同时还指出,最小相位滤波对优势频谱较高的地方微震波形影响较大,且振荡尾巴较长,分析研究时应注意其影响。     

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。     

一种反演滤波器设计方法研究

该文针对在地震数据采集器中，使用最小相位滤波器而带来的波形畸变，提出了波形反演的概念，讨论了用逆滤波器直接反演可能出现的问题，并给出了一种反演滤波器的设计方法，经实验模拟证明，该方法是可行的。     

自适应的最小平方反褶积及在地震勘探中的应用

本文给出了一种自适应的最小平方反褶积方法（ALSD法）,其基本原理是用滤波器的输出来修正愿望输出,从而使结果得到改善。从迭代格式来讲,它是极小熵反褶积方法的推广。本文还从理论上讨论了自适应函数的选取方法。通过人工模拟地震记录数据及真实地震剖面计算的结果,显示出ALSD法是一种计算量省且效果好的方法。对小相位子波,滤波效果与最小平方预测反褶积相当;对混合相位子波,仍具有近于小相位时的效果。     

S变换在面波去噪中的应用r

S变换是一种用于分析非平稳信号的时频变换方法, 可以很好地刻画地震信号的时频特性. 本文将S变换用于地震面波数据的噪声去除中, 首先介绍了S变换的理论基础, 然后设计了时频滤波和阈值滤波两种方法, 分别对天然地震面波数据和背景噪声数据进行去噪处理, 并与相位匹配滤波进行了比较． 结果表明, 面波数据经S变换去噪后, 群速度频散曲线的短周期部分得到改善, 能够连续追踪至6 s左右, 但长周期部分出现了缺失; S变换去噪的效果优于相位匹配滤波, 两者相结合会得到更加理想的结果．      

数字化地震仪的去假滤波器

性能优良的地震信号去假滤波器对于数字化地震仪是十分重要的。因为地震事件是一种频谱较宽的“突发”波列,如果让它通过暂态响应差的去假波滤器,得到的记录将夹杂着滤波器的振铃响应,尤其是震相突变的地方,与普通地震记录波形对比相差甚远。这个问题将给地震分析带来困难。正是因为如此,SRO 在使用一段时间的去假滤波器后又将其撤去。这样作虽然消除了性能不佳的去假滤波器带来的暂态失真,但在接收一些高频能量丰富的地方震时又不可避免地带来了假频干扰。本文概述了我们在设计数字化地震终端时采用的一种去假滤波器。这是一种用等波纹相移函数经改造而得到的滤波函数,它能在一定程度上兼顾幅度特性和暂态特性。文中给出了理论计算结果和实现这个函数的具体电路。     

地震信号的复地震道分析及应用

复地震道分析又称三瞬分析,该分析方法可将反映地震信号局部变化情况的地震波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等信息分离开.本文应用Hilbert变换求解虚地震记录,用复地震道分析方法求取"三瞬"信息,并用该方法计算了理论合成地震记录的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,获得了较好的效果.同时,本文也利用该方法对某区块实际地震资料进行了处理,结果表明,复地震道分析方法获得的"三瞬"信息可反映地震信号的局部变化,有助于进行地震薄互层分析,并能提高数据的解释精度.     

定量识别分裂剪切波震相的方法——线性变换法

提出了提取快，慢剪切波初动的线性变换方法，该方法的优点是：（１）提高了识别有用信号的分辨率；（２）充分利用了三分向记录的剪切波序列信息；（３）能识别ＳＰ转换波。与其它识别方法对比处理了北京数字化地震记录的一个小震资料，其识别和测定结果一致，说明了该方法的适用性。     

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.     

一种多波宽频地震数据采集设计与仪器实现关键技术

随着多波多分量技术的发展,宽频数据采集逐渐成为地震勘探的发展趋势.通过高保真获取全波场信息,并尽可能保留高频有效成分,进而利用多种波场信息相互验证和补充,是提高地震勘探精度的有效方法.受仪器带宽限制,常规设备在高频段很难同时保持高分辨率和大动态范围特征,在多波地震采集时,极容易出现分辨率不足和限幅失真等现象,极大影响多波多分量方法的实际应用效果.鉴于此,本文给出一种利用积分器、高频ADC、DAC和抽取滤波器构成的低成本宽频数据采集方法.通过构造环路滤波器(调制器),对高频ADC输出数据中的量化噪声二次整形,并配合抽取滤波,对带外噪声进行有效压制.实际测试表明,通过精细电路结构设计,采集站有效分辨率可达24位(采样率为2 kHz),动态范围超过140 dB,SNR达142 dB.相比传统设备,其采集数据在5～25 Hz的低频段和100 Hz以上的高频段都具有更加丰富的有效信息,非常适合多波多分量数据采集.     

天津滨海爆炸事件检测与相对定位研究

2015年8月12日发生在天津滨海新区的化学品爆炸事故造成了严重的人员伤亡和财产损失。 基于区域地震台网记录的数字化连续地震波形资料, 对爆炸发生过程的精细分析是深入调查爆炸事故发生原因、 快速估计事故所造成灾害与损失的重要手段之一。 本文首先利用震相到时和质点运动轨迹信息对记录波形中能量较强的震相性质进行分析, 再通过模板匹配算法检测爆炸过程中是否存在两次大爆炸以外的小爆炸事件, 并对检测方法的效能进行检验, 最后依据波形互相关得到的震相到时差估计两次较大爆炸的相对位置。 计算结果显示区域台网记录波形中能量最大的体波震相可能为沿沉积层顶部传播的Pg震相, 垂直向能量最强的面波震相为Rg震相, 而能量较弱的初至震相可能为结晶基底首波; 爆炸过程中除了两次能量较大的爆炸以外还能检测到两次较小的爆炸事件, 其当量相当于约M_L0.5的地震; 基于两次大爆炸Pg震相相对到时信息得到第二次大爆炸发生在第一次大爆炸的北西侧, 两次爆炸位置距离约50~55 m。 本文研究结果为爆炸事故的调查分析提供了地震学依据。     

F检测算法及其在识别地震地表反射波震相中的初步应用

地震P波波列中地表反射波pP或sP震相的准确识别,对地震震源深度的精确测定具有重要作用.基于新疆和田地震台阵部分地震记录数据,利用F检测算法对震中距分别为22.1°,6.44°和39.62°的3次地震事件进行了地表反射波pP或sP震相检测.结果表明,应用F检测分析新疆和田小孔径地震台阵数据,可以帮助分析人员识别地震的地...