[发明专利]一种基于Log-Cosh函数的微震震源定位方法、系统、装置及可读存储介质

说明书

本发明公开了一种基于Log‑Cosh函数的微震震源定位方法、系统、装置及可读存储介质，所述方法包括：S1：基于监测区域内的传感器采集震源发出的微震信号；S2：利用传感器的位置、传感器接收的微震信号拾取的P波初至时刻以及监测区域内的多个随机采样点，并基于微震震源定位目标函数进行微震震源定位得到震源位置，所述微震震源定位目标函数是基于Log‑Cosh函数构建的。其中，本发明通过采用Log‑Cosh函数替换常用的L1和L2范数来实现震源定位，解决L1范数定位精度低、L2范数易受大拾取误差影响的问题，从而提高了震源定位精度。

技术领域

本发明属于微震监测定位技术领域，具体涉及一种基于Log-Cosh函数的微震震源定位方法、系统、装置及可读存储介质。

背景技术

微震监测技术是一种通过传感器接收岩体破裂时所释放的弹性波来评价岩体稳定性的地球物理技术。近年来，由于国家对安全的重视，微震监测技术逐步被应用于各种工程之中，为工程的安全生产提供技术保障，提高经济效益和社会效益。微震监测技术包括：传感器网络优化布置、微震监测数据采集和处理、微震事件定位和岩体稳定性评价等。其中，震源定位方法是影响微震事件定位精度的重要因素之一，对研究矿山岩体力学等基本问题具有重要意义。

目前，常用基于走时的射线追踪定位方法，其大多是从Geiger法发展而来，主要思路是建立理论到时与观测到时之间的残差函数，随后在监测区域搜索坐标并进行迭代以使残差函数达到最小，该坐标即为事件位置。例如，Waldhauser和Ellsworth提出双差定位法，该方法通过事件观测时差与理论计算时差的残差确定事件位置，随后迭代找到最小二乘解；Zhang等提出了一种基于绝对和相对到时的双差地震层析成像法，该方法可减少系统误差，具有较好的速度模型和定位效果；Zhou等提出一种联合P-S波到时差和P波到时差的微震事件定位方法，该方法能较好的约束射线长度，从而使定位位置更加稳定和准确。绝大多数基于走时的射线追踪定位方法使用了L1和L2范数建立震源定位目标函数，但L1范数在误差较小时定位精度较低，而L2范数会受大拾取误差影响，定位结果不稳定，从而影响震源定位效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Log-Cosh函数的微震震源定位方法、系统、装置及可读存储介质，采用Log-Cosh函数替换常用的L1和L2范数来实现震源定位，解决L1范数定位精度低、L2范数易受大拾取误差影响的问题，从而提高震源定位精度。

一方面，本发明提供一种基于Log-Cosh函数的微震震源定位方法，包括如下步骤：

S1：基于监测区域内的传感器采集震源发出的微震信号；

S2：利用传感器的位置、传感器接收的微震信号拾取的P波初至时刻以及监测区域内的多个随机采样点并基于微震震源定位目标函数进行微震震源定位得到震源位置，所述微震震源定位目标函数是基于Log-Cosh函数构建的。

Log-Cosh函数在误差较小时与L2范数相近，而在误差较大时则与L1范数相近，因此，本发明可解决L1范数在误差较小时亦有较大误差、L2范数易受大拾取误差影响等问题，基于Log-Cosh函数的震源定位目标函数具有更高的定位精度和更好的稳定性。

进一步优选，基于Log-Cosh函数构建的微震震源定位目标函数如下：

min f(x₀，y₀，z₀，t₀)