[发明专利]一种采用单个台站检测特定地区核爆炸地震事件的方法

权利要求书

1.一种采用单个台站检测特定地区核爆炸地震事件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取一个地震监测台站作为信号相关报警台站；

S2、读取特定地区历史核爆炸地震事件在选定台站上的监测数据，使用公式(5)进行时频域频谱分析得到信号时频域谱图：

S＝spectrogram(x,window,noverlap,nfft,fs) (5)

式中x为监测台站记录的数据，window为滑动窗口内的数据点数，noverlap为计算过程中滑动窗口重叠的数据点数，nfft为快速傅里叶变换的数据长度，fs为监测台站的采样率，spectrogram为时频域频谱分析函数；

观察信号时频域谱图确认信号时间，截取该时间前后指定时间长度L的数据作为信号相关处理的模板数据H；根据信号时频域谱图确定能量集中分布频带F；

S3、获取监测台站实时监测数据，计算信号检测时刻短时绝对平均值STA_j和长时绝对平均值LTA_j：

${\mathrm{STA}}_j=\frac{1}{n}\underset{k=j-n+1}{\overset{j}{\Σ}}\left|A_k\right|---\left(7\right)$

${\mathrm{LTA}}_j=\frac{1}{m}\underset{k=j-m+1}{\overset{j}{\Σ}}\left|A_k\right|---\left(8\right)$

式中A_k表示是采样点序号k的数值，j表示信号检测时刻采样点序号，n表示短时绝对平均值时间窗口数据点数，m表示长时绝对平均值时间窗口数据点数；

S4、比较台站数据的STA_j/LTA_j结果与设定的信号检测阈值Th大小，当

时，

根据比较结果和台站数据信息给出台站的信号检测点时间T_det；

S5、截取该台站信号检测点时间T_det前后指定时间长度为L的数据W，结合步骤S2得到的模板数据H及能量集中分布频带F，同时在该集中分布频带F进行滤波后按照公式(10)逐点错动计算两列数据W和H的互相关系数ρ_xy：

${\mathrm{\ρ}}_{xy}=\frac{\underset{l=1}{\overset{d}{\Σ}}\[x\left(l\right)-\stackrel{\‾}{x\left(l\right)}\]\[y\left(l\right)-\stackrel{\‾}{y\left(l\right)}\]}{\sqrt{\underset{l=1}{\overset{d}{\Σ}}{\[x\left(l\right)-\stackrel{\‾}{x\left(l\right)}\]}^2}\sqrt{\underset{l=1}{\overset{d}{\Σ}}{\[y\left(l\right)-\stackrel{\‾}{y\left(l\right)}\]}^2}}---\left(10\right)$

式中x(l)和y(l)分别是数据W和模板数据H的数据序列，d表示数据序列的个数，和分别是x(l)和y(l)的均值；

S6、选取逐点错动计算得到的互相关系数ρ_xy序列中的最大值作为两段数据的最终相关系数结果，当最终相关系数大于等于设定的相关系数阈值时，即判定该特定地区发生核爆炸地震事件；

S7、当最终相关系数小于设定的相关系数阈值时，重复进行步骤S3-S6，实现对特定地区单个台站的核爆炸地震信号进行检测。