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《中国地震局地球物理研究所》 2002年
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精密可控常时震源系统“存否”倒谱方法研究

廖成旺  
【摘要】: 精密可控常时震源系统,国际上称为ACROSS,是Accurately Controlled Routinely OperatedSignal System的简称,是国际上上世纪九十年代以来发展起来的一种技术。它是使用一种精密控制频率和相位稳定的弹性波,对发射和接收两点间的传递函数进行精密测定从而监视和观测地下构造和状态的一种新型手段。它包括三部分:精密可控震源、信号叠加器和“存否”倒谱方法。精密可控震源用于产生频率精确相位稳定的正弦弹性波以照射地层内部,信号叠加器通过对接收信号进行叠加和进行傅立叶变换的方式实现对介质传递函数的精密测量,“存否”倒谱方法能够根据一段窄带频域传递函数数据获得时域上各个波成分的群速度传播时间和介质衰减因子。本文主要对ACROSS的第三部分:“存否”倒谱方法进行研究。为此,首先介绍了ACROSS的原理与组成和通过简单地讨论地震波在介质中的传播情况建立起介质的传递函数模型,指出:在一个狭窄的频率窗口里,介质的传递函数可以用有限个阻尼正弦项的叠加的形式表示,每个阻尼正弦项代表一个波成分,其指数部分包括两个因子:波成分在介质中的传播时间和衰减因子。介质的传递函数模型更进一步被抽象化为一般的数学模型,在该数学模型基础上,介绍了多种“存否”倒谱方法的原理和实现,并用数学仿真的方法对各种“存否”倒谱方法进行了比较研究,从而选择出一种性能好、计算效率高的方法作为所用方法。为了更好地应用“存否”倒谱方法,本文推广了关于估计参数的Cramēr-Rao下界的紧凑形式。讨论分析了影响估计精度的因素,也对最佳的数据数量和模型阶数的确定方法进行了研究,分别提出了一种行之有效的方法。通过仿真模型对“存否”倒谱方法进行了验证并对样机实验数据进行了处理,通过与传统方法得到的结果进行比较,证明了“存否”倒谱方法对实际数据的解析结果的合理性。
【学位授予单位】:中国地震局地球物理研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P315

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