[发明专利]一种微地震地面监测装置及震源定位方法

权利要求书

1.一种微地震地面监测装置，包括数据采集处理模块(1)、信号传输模块(2)、供电模块(3)；其特征在于：

所述数据采集处理模块(1)包括地震检波器(1.1)，地震检波器(1.1)用于接收微地震模拟信号，地震检波器(1.1)连接信号调理模块(1.2)，信号调理模块(1.2)连接A/D转换模块(1.3)，A/D转换模块(1.3)连接处理器模块(1.4)；

所述处理器模块(1.4)分别连接数据存储模块(1.5)、全球导航卫星模块(1.6)；

所述处理器模块(1.4)连接信号传输模块(2)，信号传输模块(2)用于通过无线网络与服务器平台(4)实时连接；

所述供电模块(3)与数据采集处理模块(1)连接，供电模块(3)用于为数据采集处理模块(1)提供电源。

2.根据权利要求1所述一种微地震地面监测装置，其特征在于：所述地震检波器(1.1)浇灌到钻孔中，用于长期监测；或者地震检波器(1.1)埋设到浅孔中，用于临时监测。

3.根据权利要求1或2所述一种微地震地面监测装置，其特征在于：所述地震检波器(1.1)采用三分量地震检波器，检波器主频在5Hz左右。

4.根据权利要求1所述一种微地震地面监测装置，其特征在于：所述供电模块(3)包括电池、太阳能电池板、电源控制器，太阳能电池板通过电源控制器连接电池，为装置提供12V直流电源。

5.根据权利要求1所述一种微地震地面监测装置，其特征在于：所述信号传输模块(2)采用移动4G网络模块、或者本地无线局域网络。

6.如权利要求1～5所述任意一项的一种微地震地面监测装置，其特征在于：所述微地震地面监测装置为多个，每一个监测装置构成一个地面台站，微地震最低频信号从最深震源到最近地面台站和最远地面台站行程的差，至少达到1/2个波长。

7.根据权利要求6所述一种微地震地面监测装置，其特征在于：任意两个地面台站间距满足：最高频信号从最浅震源到两个相邻的地面台站行程的差，不大于半个波长。

8.采用如权利要求1～5所述任意一项微地震地面监测装置的微地震震源定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在服务器平台(4)中，建立地层速度模型文件、地面台站的位置坐标文件；

步骤二：对目标区一定范围内的地下空间等分为若干个相同的空间节点，利用射线追踪法，分别计算出个空间节点到各地面台站的射线入射角、入射方位、以及两点间地震波传播全路径走时，确定对准观测点的扫描向量；

步骤三：利用震源位置叠加公式，计算出k个节点的S(k)，保存计算结果、绘制震源定位云图；

步骤四：根据对计算成果的分析，可调整空间节点的范围和间隔大小，重新计算，以期获得最佳震源定位效果。

9.根据权利要求8所述一种微地震震源定位方法，其特征在于：将所有观测点的同波形的各个向量在4D空间中移到参考台点，并实施叠加，将能量扫描结果绘制成2D或3D的能量分布图，能量集中或最大位置即为震源位置，震源位置叠加公式为：

其中，S(k)是Semblance系数，是使用M个人工勘探中的大量阵排列的垂直分量道在有N个样点的时间窗口内对空间k点的相关性测量；f_ij为第i道的第j个样点记录，i＝1,2,…,M；j＝1,2，…,N；F为适当的归一化因子：

S(k)物理意义为单位台站、单位样点或单位时间的破裂释放能量。