近震定位及其應(yīng)用本科畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 13:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)于第一個(gè)臺(tái)，（i=1）可以寫出 ()將()式中i分別代以2，3，…，n與()式相減得 （）共有n1個(gè)線性方程式。()式以消去了深度參數(shù)z，只有x、y、T、V四個(gè)未知數(shù)。由于n1一般都大于4，故()式所表示的線性方程個(gè)數(shù)多于未知數(shù)個(gè)數(shù)，即構(gòu)成所謂的超定方程組…… …… …… （）為了表達(dá)簡(jiǎn)潔起見，將此超定方程組用矩陣形式表達(dá) ()其中，對(duì)于n個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù),其中U=V2， W=V2T。當(dāng)?shù)卣鹋_(tái)站數(shù)目n小于5時(shí)，上述方程組為不定方程，有多解；大于5時(shí)，方程組為超定方程，通過(guò)變換 （A’為A的轉(zhuǎn)置）使得超定方程組變?yōu)檎ǚ匠探M，從而計(jì)算出震源參數(shù)，這就是最小二乘法原理。只要解出此方程組()，相應(yīng)震源參數(shù)也可求得。即：震中位置: （x，y）介質(zhì)的波速: V＝發(fā)震時(shí)刻: T=W/U.又由： 任取一臺(tái)站(i)數(shù)據(jù)代入此式便得震源深度： 當(dāng)波速V已知的初定為方法因?yàn)樗芯繀^(qū)域位于青藏高原，其地殼的厚度較大，所以近震的深度基本在上地殼的范圍之內(nèi)，其速度大約為v=，在上述方法中的線性方程組就會(huì)減少一個(gè)未知數(shù)，所以（）變化之后 ， （）其中 W=V2T。只要解出此方程組()，相應(yīng)震源參數(shù)也可求得。即：震中位置: （x，y）發(fā)震時(shí)刻: T=W/ V2.同理，再由求出震源的深度。這兩種方法的主要流程為： 震源計(jì)算機(jī)定位流程圖 模型反演結(jié)果 為了更好的檢驗(yàn)程序，在正演t的結(jié)果上均加了6s，下面為各個(gè)反演方法所得到的結(jié)果：，兩個(gè)模型反演出的地震參數(shù)分別為： mod1:震中(,) t0= v= h= mod2:震中(,) t0= v= h=（V=）時(shí)，兩個(gè)模型反演出的地震參數(shù)分別為： mod1:震中(,) t0= h= mod2:震中(,) t0= h= 誤差分析從數(shù)據(jù)的反演來(lái)看，深度的誤差很大，這主要是因?yàn)檎鹪瓷疃葘?duì)地震波到時(shí)的讀取誤差反應(yīng)極其敏感，是地震學(xué)中最難準(zhǔn)確測(cè)定的參數(shù)之一，各種方法對(duì)于震源深度的估計(jì)都具相當(dāng)程度的不確定性，影響著人們對(duì)震源過(guò)程的認(rèn)識(shí)。具體來(lái)說(shuō)，震源深度的精度誤差受震中距、到時(shí)誤差和速度模型（地殼模型）三個(gè)因素制約，而且這些因素對(duì)震源深度的影響是非線性的。，震源深度的誤差隨著震中距或臺(tái)站位置的增大和走時(shí)殘差的增大而增大。，震源深度誤差隨著震中距的增大和地震波速 度的增大而增大。，走時(shí)殘差一定時(shí)，越淺的地震，定位誤差可能越大。這一結(jié)論與許多深源地震的定位結(jié)果相一致。盡管震源深度是地震學(xué)中很難精確測(cè)定的參數(shù)之一，各種方法測(cè)定震源深度的結(jié)果不同，但可以將不同的測(cè)定震源深度的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，可能會(huì)改善對(duì)震源深度的測(cè)定精度。地震發(fā)生后，立即在震源區(qū)布設(shè)流動(dòng)觀測(cè)地震臺(tái)站（網(wǎng)）是修正主震震源深度精度的有效方法。 5 實(shí)例剖析 所研究區(qū)域位于青藏高原南迦巴瓦地段。 區(qū)域臺(tái)站及示例震源分布圖1．臺(tái)網(wǎng)記錄的地震事件里該近震記錄根據(jù)美國(guó)國(guó)家高級(jí)地震系統(tǒng)（ANSS）提供的全球地震事件目錄，可知該事件的位置（,），發(fā)震時(shí)刻為2003年第230天的09:03,該地震事件總有38道記錄。經(jīng)過(guò)上述方法反演后得到的位置為：（,），反演的結(jié)果與實(shí)際經(jīng)緯度分別相差（,）。下圖分別是利用geotool軟件在選定地震事件前后，通過(guò)屏幕抓圖得到的圖像。其中，紅色的p標(biāo)注的時(shí)刻是geotool軟件算出來(lái)的該地震記錄道的起跳時(shí)刻，是理論到時(shí)。黑色p標(biāo)注處的時(shí)刻是經(jīng)人工判斷后標(biāo)記的該地震道記錄的起跳時(shí)刻，是實(shí)際到時(shí)。，a為定位前的地震記錄圖像，b為定位后的圖像。由圖可看出反演后的結(jié)果。反演后理論到時(shí)和實(shí)際的起跳時(shí)刻仍然存在幾秒的誤差，因?yàn)槟Ｐ彤吘故抢硐霠顟B(tài)下的情況，而實(shí)際的資料并不是那么完美，在實(shí)際操作中很難得到極其精確的臺(tái)站到時(shí)，一方面存在人為因素，如時(shí)間拾取的精度；另一方面也存在機(jī)器設(shè)備的物理因素。而且由于地表的覆蓋層厚度，松散度等等的不同等等都會(huì)引起波至到時(shí)的誤差，所以利用地震資料到時(shí)時(shí)，還要經(jīng)過(guò)判斷和人工調(diào)整。在該地震事件中，各個(gè)記錄道起跳刻的最小誤差為2s，最大的誤差為5s。桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 a： 近震定位前 b： 近震定位后圖 實(shí)例一近震定位前（a）和定位后（b）2．臺(tái)站網(wǎng)記錄的地震事件里沒有近震記錄時(shí) 當(dāng)臺(tái)站網(wǎng)記錄的地震事件里沒有近震記錄時(shí)，利用上述反演方法進(jìn)行地震的定位，可確定該地震事件發(fā)生的經(jīng)度和緯度為：（,）。將得出其經(jīng)度、緯度、發(fā)震時(shí)刻、深度等信息，按照標(biāo)準(zhǔn)格式寫入origin事件，利用geotool軟件對(duì)該事件就行處理后，其中最小的誤差為0. 1s。 a:近震定位前 b：近震定位后 實(shí)例二近震定位前（a）和定位后（b）為了進(jìn)一步驗(yàn)證此種定位的正確與否，再加一例輔證。同樣采用上述反演方法定位后，可確定該地震事件發(fā)生的位置為（,）。，其最小的誤差為0. 09s，最大的誤差為3s。 a:近震定位前 b：近震定位后
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