[发明专利]基于深度震相自动匹配的远震起震点深度精定位技术

说明书

本发明公开一种基于深度震相自动匹配的远震起震点深度精定位技术。该技术在对远震记录波形数据进行预处理的基础上，从每个地震台站数据上自动搜寻并截取直达波震相，并基于该直达波震相构建地震台站对应的深度震相模板集，接着在后续波形搜寻可能的深度震相，将相关系数最大值所对应的时刻作为该深度震相的初至时刻，同时计算该深度震相与直达波的走时差；搜得所有可能的深度震相后，在已知震中位置由浅到深给定多个假设起震点，正演各假设起震点的理论深度震相到时，并计算这些深度震相与直达波的理论走时差；然后基于理论走时差与观测到的可能的深度震相的走时差确定出起震点，通过上述过程可实现远震起震点深度的快速精定位。

技术领域

本发明属于远震起震点定位技术领域，具体涉及一种基于深度震相自动匹配的远震起震点深度精定位技术。

背景技术

世界测震权威机构通常采用震相走时方法确定地震起震点位置，进行地震速报和生成地震事件目录。例如美国地质调查局的国家地震信息中心、国际地震中心和国际数据中心，其主要通过短周期P波也即地震纵波来进行起震点定位。当地震台网密集且震中距较小时，起震点发震时刻以及经纬度和深度坐标均可通过基于走时的定位方法进行确定。但随着震中距增大，初至波走时对起震点深度变化开始变得不敏感。在只有远震台站数据可用的情况下，由于震中距远大于地震埋深，通过直达波走时确定的起震点深度存在很大的不确定性。

针对这个问题，现有技术通常使用深度震相约束的方法来解决。但是这些方法一般都无法实现远震的震源破裂起始点深度的快速全自动地重定位。而且有的因为需要人工介入深度震相筛选过程而导致地震目录更新周期非常长。

因此，如何准确快速自动地确定出远震起震点深度，是本领域一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术难以快速全自动定位远震起震点深度的技术问题，提出了一种基于深度震相自动匹配的远震起震点深度精定位技术。

本发明的技术方案包括以下步骤：

S1、根据GCMT目录的远震事件获取可用的远震台站三分量波形数据；

S2、对每个远震台站的三分量波形数据进行预处理；

S3、对预处理后的三分量波形数据通过自动拾取技术确定直达波到时，并截取直达波震相，然后通过傅里叶变换与相位旋转对所述直达波震相处理形成一个深度震相模板集；

S4、将每个远震台站每个分量直达波之后的波形与对应的深度震相模板集进行比对，若相关系数不小于预设阈值，则将对应的深度震相模板作为观测到的深度震相，且将相关系数最大值对应的时刻作为该深度震相的初至时刻；

S5、在已知震中位置由浅到深设置多个假设起震点，通过初至正演计算出每个假设起震点的理论直达波震相到时与深度震相到时，并计算两者的走时差；

S6、从浅到深依次将各个假设起震点的理论走时差跟观测到的深度震相与直达波震相之间的走时差进行比对，基于设定的误差标准确定出对应起震点成功匹配的深度震相个数与走时差总和，将成功匹配个数大于预设匹配个数且走时差总和最小的对应假设起震点作为确定出的起震点。

进一步地，所述步骤S2的预处理具体为将每个远震台站的三个分量波形数据进行去均值、去趋势、消除仪器响应和滤波。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下分步骤：

S31、根据震中和远震台站的位置关系，将每个台站的三分量波形数据旋转变换到垂直、径向和水平三个方向；

S32、通过改良的峰态函数震相自动拾取技术截取每个地震台站每个分量的直达波震相波形数据；