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基于单台P波记录的早期地震预警方法研究

周彦文  
【摘要】: 本论文在前人工作的基础上,利用单台P波到达后1秒的地震波记录快速、自动测定地震参数,技术上涉及到地震事件的实时自动检测、P波初至的精确识别和快速测定地震参数。本论文一共分为四章,主要开展了以下三个方面的研究: 1、基于地震信号所具有的非高斯性、非线性以及地震波的线偏振性特征并结合长短时平均比方法,提出了一种新的地震事件自动检测方法(EGLP)。以山东数字地震台网记录的40次震中距在100公里以内的3级以上地震波形资料为样本,统计出EGLP检测器的触发阈值,并与传统的STA/LTA算法比较,结果表明:新方法(EGLP)具有有效抑制高斯噪声、突出地震信号,地震事件触发的准确率较高的特点。 2、以AIC算法为核心,分析了AR-AIC、VAR-AIC和TOC-AIC三种方法在震相初至精确识别中的效能。研究发现,当信噪比比较高、震相初至比较清晰时,基于AR-AIC、VAR-AIC和TOC-AIC方法所测量得到的震相初至识别是吻合的;当信噪比比较低、震相初至比较模糊时,基于VAR-AIC方法识别的震相精度最高,基于AR-AIC和TOC-AIC方法所测量得到的震相初至识别结果不甚理想。 3、在自动检测地震事件和P波精确识别的基础上,建立了利用P波到达后1秒数据的最大振幅及P波段地震信号包络特征来反演震级和震中距的模型,基于三分向P波数据的主特征向量方法计算地震的方位角。以山东数字地震台网记录的震中距在100公里以内的41次2级以上地震波形资料为样本,反演得到了地震震级大小和地震震中位置。实验表明仅利用P波到达后1秒的数据就可以定位,并能达到一定的准确程度,虽然较传统的定位方法精确性欠佳,但与地震的速报时间相比,大大的缩短了定位时间,实现了仅用P波初至后1秒的数据可实现地震预警的可能性。


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