[发明专利]一种微震P波到时拾取方法、设备和存储介质

说明书

本发明涉及微震监测领域，公开了一种微震P波到时拾取方法、设备和存储介质，该方法包括如下步骤:S10，输入微震序列；S20，计算得到阻尼耗散能量功率时间序列，S30，使用直方图法拾取阻尼耗散能功率时间序列，计算结果为T1；S40，判断T1是否等于0，若是，则判定该微震序列无P波相位，若否，则进入S50；S50，判定原始信噪比SNR是否大于e，若是，输出微震P波到时为T1，若否，则进入S60；S60，使用AIC法拾取阻尼耗散能功率时间序列，计算结果为T2；S70，输出微震P波到时为T2，本发明中结合了直方图法和AIC法，有效提高了P波到时拾取的准确率。

技术领域

本发明涉及微震监测领域，特别是一种微震P波到时拾取方法、设备和存储介质。

背景技术

微震监测需要准确拾取到微震信号序列中的纵波(P波)和横波(S波)，譬如，震源参数计算依赖于P、S波到时，震源机制解答同样受到P、S波到时的影响。因此，准确的P、S波到时是微震数据处理的关键。

微震P波的到时拾取是震源定位及震相识别技术的关键环节，其精度直接影响震源定位精度并对震源机制解释具有重要意义，现有的拾取方法精度低、抗噪性能差、算法实时性不强。譬如单纯应用AIC函数求解震相初至需要在震相初至附近选择合适的时窗来计算AIC值，不同的时窗将产生不同的AIC值，时窗选择不合理时会出现错误的震相初至拾取结果。

发明内容

为此，需要提供一种微震P波到时拾取方法、设备和存储介质，有效的提高微震信号中P波到时拾取的准确率。

为实现上述目的，本发明提供了一种微震P波到时拾取方法，包括如下步骤：

S10，输入由带有阻尼的振动源震动产生的微震序列；

S20，计算振动源的相对位移u，并由式I计算单位质量阻尼耗散能量功率，进而得到阻尼耗散能量功率时间序列，单位质量阻尼耗散能量功率与相对位移u的关系如式1：

其中，ω_D＝2π/T_D,T_n为单位质量振动源的无阻尼自由振动周期，为阻尼比；

S30，使用直方图法拾取阻尼耗散能功率时间序列，计算结果为T1；

S40，判断T1是否等于0，若是，则判定该微震序列无P波相位，若否，则进入S50；

S50，判定原始信噪比SNR是否大于e，e为给定参考信噪比，若是，输出微震P波到时为T1，若否，则进入S60；

S60，使用AIC法拾取阻尼耗散能功率时间序列，计算结果为T2；

S70，输出微震P波到时为T2。

进一步，S20中，振动源的相对位移u计算方法：对微震序列间隔Δt进行信号采样，采样的信号为地面位移加速度或地面位移速度通过式II计算相对位移u：

其中，m为小球的质量，c系统的阻尼系数，k为系统的刚度，u_g为地面位移，u为相对位移。

进一步，S20中，单位质量振动源的无阻尼自由振动周期T_n＝0.07。

进一步，S20中，阻尼比

进一步，S30中，直方图法的计算步骤包括以下步骤：

S31，在阻尼耗散能量功率时间序列上找出阻尼耗散能量功率的最大值y_max和最小值y_min，并分别对应高水平和低水平状态；