[发明专利]地震预警系统中P波到时提取的同步震级估算方法及装置

说明书

本发明涉及一种地震预警系统中P波到时提取的同步震级估算方法及装置，方法包括：实时获取预设位置的观测信号的每个时刻的瞬时STP/LTP比值；基于观测信号每个时刻的瞬时STP/LTP比值和预先设定的阈值，确定P波到达时刻；基于P波到达时刻，确定从P波到达时刻之后的预设时间段内的观测信号的第一STP/LTP比值；基于第一STP/LTP比值和预先获取的震源距R，估算预设位置的震级。通过实时获取观测信号每个时刻的瞬时STP/LTP比值，基于观测信号每个时刻的瞬时STP/LTP比值和预先设定的阈值，确定P波到达时刻，并在P波到达后预设时间段内能够快速进行震级估算，相比现有技术提高了地震预警的效率。

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种地震预警系统中P波到时提取的同步震级估算方法及装置。

背景技术

现有地震震级是表征地震强弱的量度。震级估算在地震预警系统中是非常重要的一部分。在地震预警系统中，不仅要考虑震级估算的准确度，而且还要考虑算法的时效性，给防震减灾提供更充足的时间。目前关于震级实时估算的方法有很多，主要有：周期类方法、位移幅值类方法，能量类方法和机器学习方法等。

关于周期类法和位移幅值类法的研究较多。在周期类法中，其根据实时的地震速度记录计算地震动卓越周期，从而进行震级估算。该方法存在一定局限性，其稳定性较差，且准确性和稳定性易受采样率和数据预处理的影响。现有技术(τ_c方法)在卓越周期法的基础上提出改进了特征周期的计算方法，与周期法相比更加稳定可靠。但是该方法在估算强震时会存在“饱和现象”，其准确性也受时间窗长度的影响。

关于能量类方法，在土耳其伊斯坦布尔地震预警系统中，采用累计绝对速度值CAV参数作为震级估算的重要判据之一。该方法的局限性在于参数计算需要一定时间。

近些年，随着计算机技术的快速发展，机器学习等技术也应用到震级估算中。该方法的机器学习模型误差明显小于传统方法，但也需从P波到达后3s的地震数据中提取参数，在实时性方法还存在一定的局限性。

以上所述方法虽然在震级估算准确性方面效果较好，但是在算法的实时性方面还是存在一定局限性，通常需要在P波到达后的3s-5s才可进行震级估算，并不能在P波到达时同步快速得到震级估算结果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种地震预警系统中P波相位检测的震级估算方法及装置，其解决了现有技术中震级估算方法在震级估算的实时性方面具有一定的局限性，通常需要在P波到达后3s-5s才可进行震级估算，并不能在P波到达时同步快速得到震级估算结果的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种地震预警系统中P波到时提取的同步震级估算方法，包括：

S1、实时获取预设位置的观测信号的每个时刻的瞬时STP/LTP比值；

S2、基于观测信号每个时刻的瞬时STP/LTP比值和预先设定的阈值，确定P波到达时刻；

S3、基于所述P波到达时刻，确定从所述P波到达时刻之后的预设时间段内的观测信号的第一STP/LTP比值；

S4、基于所述第一STP/LTP比值和预先获取的震源距R，估算所述预设位置的震级。

优选地，

所述观测信号由预先设定在预设位置处的MEMS网络强震仪所采集的信号。

优选地，所述S1具体包括：

采用公式(1)实时获取观测信号每个时刻的瞬时STP/LTP比值；

所述公式(1)为：