一种次声信号与地震事件的自动关联方法技术

本发明专利技术涉及一种次声信号与地震事件的自动关联方法，首先确定待关联次声台站清单；对于每一个待关联次声台站，分别计算其与待关联地震事件间的震中距，台站至地震事件的方位角，根据地震事件发生时间确定次声信号的检索起止时间，确定次声台站记录的P相和S相信号，得到其次声信号搜索起止时间；对各次声台站的方位角范围内的次声信号进行搜索，找出符合条件的次声信号作为由地震事件诱发的次声信号，并与地震事件关联，形成声震联合关联事件。本发明专利技术综合多种信号关联约束条件和事件所在区域历史信息，可以识别出由地震事件诱发的次声信号，提高事件分析准确性；还可将次声监测数据序列多源信号中确定部分排除，降低信号误判风险。

【技术实现步骤摘要】
一种次声信号与地震事件的自动关联方法
本专利技术属于地震监测领域，具体涉及一种地震-次声信号的关联方法，尤其是一种基于地震种子事件的次声信号与地震事件的关联方法。
技术介绍
次声除用于大气层事件监测外，对于区域矿爆事件，甚至对较大震级的远距离地震事件也具有一定监测能力，其不仅可以记录地震波直接作用于台站的信号，还能记录震源附近高山、岛屿等震动产生的次声波信号。通过综合分析地震信号与次声信号，可实现较之单一手段更为丰富的分析结果，更有利于事件性质分析与判别。由于大气层和气象条件的复杂性，次声信号的传输速度并不能像地震波那样准确测量，用于地震台网关联的格点搜索法等传统技术并不能适用于次声信号关联。与特定地震事件相关的潜在次声台站的确定、不同声相次声信号的搜索匹配是次声-地震关联中需要解决的技术难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种次声信号与地震事件的自动关联方法，解决了大规模次声台网监测次声信号与全球地震事件的无法自动匹配关联的难题，还可以降低信号误判风险；可在地震数据自动处理或人工交互分析的基础上，实现不同声相次声信号与地震事件的有效关联，为地震监测和次声监测两种技术手段的波形数据联合分析提供技术支撑。本专利技术的技术方案为：一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、确定待关联地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th：首先提取特定地震事件的体波震级mb、近震震级ML，选取其中的最大值m作为台站筛选震级，确定特定地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th与m的关系如下：根据上述关系，确定次声监测台网中符合震级-震中距的具有监测数据的可关联次声台站列表1；S2、从历史次声事件数据库中搜索与待关联地震事件距离小于特定震中距阈值的参考事件，确定该地区历史次声事件曾关联的次声台站，形成可关联次声台站列表2，综合可关联次声台站列表1和可关联次声台站列表2，形成待关联次声台站清单；S3、对于每一个待关联次声台站，分别计算其与待关联地震事件间的震中距disti,j，台站至地震事件的方位角azi,j；其中i为待关联地震事件序号，j为待关联次声台站序号；利用震中距disti,j计算信号频率上限fmaxi,j、不同等效声速条件下的信号理论走时，选取走时误差delt_timei,j；S4、关联次声台站信号方位角误差；S5、根据地震事件发生时间确定次声信号的检索起止时间t_starti,j和t_endi,j；S6、确定次声台站记录的P相和S相信号，得到其次声信号搜索起止时间；S7、对各次声台站的方位角范围内的次声信号进行搜索，找出符合条件的次声信号作为由地震事件诱发的次声信号，并与地震事件关联，形成声震联合关联事件。有益效果：本专利技术通过建立一种次声信号与地震事件的关联方法，一方面可以识别出由地震事件诱发的次声信号，提高事件分析准确性；另一方面可将次声监测数据序列多源信号中确定部分排除，降低信号误判风险。本专利技术提出了次声信号可监测距离随地震震级的变化关系，给出了次声信号频率成分随震中距的变化规律，确定了不同声相信号检索时间区间，通过多种约束条件、以及事件所在区域历史信息的综合利用，可以实现次声检测信号与地震种子事件的关联。本专利技术既可用于人工交互审核事件的次声-地震事件关联，亦可用于计算机自动处理事件的次声-地震事件关联。通过采用事件关联台站合理性分析、事件关联台站类型分析等虚假检测地震事件识别技术，剔除自动处理产生的虚假关联事件，从而提高次声-地震事件关联的准确性。本专利技术实现了以地震事件为驱动种子的次声-地震事件关联方法，既可用于天然地震事件的次声-地震关联，也可用于地面爆炸事件的次声-地震关联。解决了大规模次声台网监测次声信号与全球地震事件的自动匹配关联难题，辅助波形分析人员进行次声信号快速、准确关联分析；同时本专利技术也是多种波形监测手段联合分析地震事件的有益尝试。附图说明图1为本专利技术的声震融合次声信号关联流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术提供一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、若对数据处理系统自动产生的地震事件进行次声-地震关联，则首先进行自动处理虚假事件识别，采用的方法包括：事件关联台站合理性分析、事件关联台站类型分析、事件关联信号分析等；若对审核地震事件进行次声-地震关联则直接从步骤2开始；S2、确定特定地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th：首先提取特定地震事件的体波震级mb、近震震级ML，选取其中的最大值MAX(mb，ML)作为台站筛选震级m，确定特定地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th(单位为弧度)与m的关系如下：根据上述震中距与m的关系，确定次声监测台网中符合震级-震中距的具有监测数据的可关联次声台站列表1；S3、从历史次声事件数据库中搜索与待关联特定地震事件距离小于特定震中距阈值的参考事件，确定该地区历史次声事件曾关联的次声台站，形成可关联次声台站列表2，综合可关联次声台站列表1和可关联次声台站列表2，形成待关联次声台站清单；特定震中距阈值根据需求预先设定，如100km；S4、由于待关联地震事件位置已知，对于每一个待关联次声台站，分别计算其与待关联事件间的震中距disti,j，台站至地震事件的方位角azi,j；其中i为待关联事件序号，j为待关联次声台站序号；利用disti,j计算信号频率上限、不同等效声速条件下的信号理论走时及选取的走时误差：fmaxi,j＝4-0.055*disti,j(2)t1i,j＝111.1949*disti,j/vh(3)t2i,j＝111.1949*disti,j/vm(4)t3i,j＝111.1949*disti,j/vl(5)其中vh、vm、vl分别表示等效速度的上限、平均值及下限；delt_time、dealt_time1、dealt_time2分别为次声信号走时误差阈值、走时误差识别低误差系数、及走时误差识别高误差系数；dealt_time1、dealt_time2可以根据需求预先设定；S5、关联次声台站信号方位角误差：当次声台站震中距disti,j大于预先设定的基准震中距时，放大方位角基准误差：dealt_azi,j′＝dealt_azi,j*dealt_az_times(7)其中dealt_azi,j′为放大后的方位角基准误差，dealt_azi,j为方位角基准误差，dealt_az为方位角基准误差，dealt_az_times为基准误差的放大倍数；考虑次声信号远距离传输受大气层的影响，预先设定一定基准震中距，作为设定方位角误差的基准；否则，不进行放大操作；S6、确定次声信号的检索起止时间t_starti,j和t_endi,j；对于次声信号检索起始时间，若t1i,j-0.5*dealt_timei,j>0：t_starti,j＝t1i,j+toridi-0.5*dealt_timei,j(8)否则：t_starti,j＝toridi(9)次声信号检索结束时间为：t_endi,j＝toridi+t3i,j*dealt_timei,j(10)其中toridi为事件发生时间。S7、确定次声台站记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、确定待关联地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th：首先提取特定地震事件的体波震级mb、近震震级ML，选取其中的最大值m作为台站筛选震级，确定特定地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th与m的关系如下：

【技术特征摘要】
1.一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、确定待关联地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th：首先提取特定地震事件的体波震级mb、近震震级ML，选取其中的最大值m作为台站筛选震级，确定特定地震事件对应的次声信号可监测震中距mag_th与m的关系如下：根据上述关系，确定次声监测台网中符合震级-震中距的具有监测数据的可关联次声台站列表1；S2、从历史次声事件数据库中搜索与待关联地震事件距离小于特定震中距阈值的参考事件，确定该地区历史次声事件曾关联的次声台站，形成可关联次声台站列表2，综合可关联次声台站列表1和可关联次声台站列表2，形成待关联次声台站清单；S3、对于每一个待关联次声台站，分别计算其与待关联地震事件间的震中距disti,j，台站至地震事件的方位角azi,j；其中i为待关联地震事件序号，j为待关联次声台站序号；利用震中距disti,j计算信号频率上限fmaxi,j、不同等效声速条件下的信号理论走时，选取走时误差delt_timei,j；S4、关联次声台站信号方位角误差；S5、根据地震事件发生时间确定次声信号的检索起止时间t_starti,j和t_endi,j；S6、确定次声台站记录的P相和S相信号，得到其次声信号搜索起止时间；S7、对各次声台站的方位角范围内的次声信号进行搜索，找出符合条件的次声信号作为由地震事件诱发的次声信号，并与地震事件关联，形成声震联合关联事件。2.根据权利要求1所述的一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：若对数据处理系统自动产生的地震事件进行次声-地震关联，则首先进行自动处理虚假事件识别后进入步骤S1；若对审核地震事件进行次声-地震关联，则直接进入步骤S1。3.根据权利要求1所述的一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：S2中，特定震中距阈值根据需求预先设定。4.根据权利要求1所述的一种次声信号与地震事件的自动关联方法，其特征在于：S3中，fmaxi,j＝4-0.055*disti,jt1i,j＝111.1949*disti,j/vht2i,j＝111.1949*disti,j/vmt3i,j＝111.1949*disti,j/vl其中vh、vm、vl分别表示等效声速的上限、平均值及下限；delt_time、dealt_time1、dealt...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，王燕，刘哲函，刘俊民，王晓明，李靓，王媛，
申请(专利权)人：禁核试北京国家数据中心，
类型：发明
国别省市：北京,11