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精密控制震源是精密主动监测技术的关键设备, 它为整个系统发射精确的、 高度可重复的震动信号, 是精密主动监测的基础。 其理论波形对于观测数据处理、 提取监视地下介质的信息是十分重要和关键的。 精密控制震源发出的震动信号由于受到重力的影响, 并不是标准的正弦或余弦波形。 本文研究了重力对震源发射波形的影响, 推导出在重力影响下精密控制震源理论波形的计算公式, 给出了该计算公式的数字递推求解方法和误差控制方法, 可以准确地计算出精密控制震源在重力影响下发射信号的理论波形。 相似文献
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为了研究利用小当量震源进行远距离探测的可能性,通过现场试验进行了研究.野外实验采用1次大当量激发和16次小当量激发,研究结果表明：①有可能利用数十公斤当量的炸药实现200km距离的探测;②在激发条件相同（或相近）时,不同当量的激发波形滤波后存在一定的相似性;③依据人工震源可重复性采用以下的激发组合方式和处理方法能够有效提高信噪比：针对大当量激发与小当量激发波形的相似性,利用大当量激发的波形作模板与小当量激发的波形作相关,可判断台站是否接受到小当量激发的信号并检测其震相到时信息.针对小当量激发波形的相似性,采用小当量多次激发的方式,通过N次根加权叠加方法,能有效提高记录的信噪比和震相识别精度. 相似文献
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采用短时单频脉冲震源的浅地层剖面,记录的波形数据空间假频较严重。因其信号具有频率高、频带窄的特征,通常利用Hiibert变换提取瞬时振幅属性（信号包络）供解释使用。但瞬时振幅均为正值,在进行构造解释时不方便使用。本文提出在对浅层剖面资料提取瞬时振幅的基础上,计算瞬时振幅的微分并配合滤波的方法,实现高频窄带浅地层剖面资料的一种频移处理。该方法把高频窄带的多周期信号变为低频带宽的单周期信号,有效扩展了倍频程并消除假频。应用在南海浅地层剖面资料处理中,资料处理后更利于构造解释。 相似文献
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远震虚震源反射成像方法利用远震初至波在台网之下地表与地下界面间形成的反射波(PPdp震相)波形资料进行台网地区地震反射结构研究.此方法先用台网各台站的平均初至波形求取震源信号,再用该震源信号与各道地震记录作反褶积从而取得反射剖面.本文介绍了远震虚震源反射成像的基本原理和实现步骤,并以三峡地区的观测资料为例,得到三峡库首区上地壳的反射地震剖面.成像剖面中解释出的四川盆地和秭归盆地的底界面位置和形态与地表地质观测和大地构造背景吻合.为验证虚震源成像的能力,本文使用弹性波正演模拟合成地震数据,经过处理实际资料一样的步骤获得虚震源成像结果.正演模拟表明,叠加多个远震的反射地震剖面可以有效地改善成像的信噪比和连续性;虚震源成像需要选择特定的震源频率范围,以减轻高频噪音以及低频造成的成像问题.在研究上地壳结构时,建议在不适合主动源采集和缺乏低频信号的地区尝试远震虚震源方法. 相似文献
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考虑到精密控制震源特点,研究了多种精密控制震源发射信号的设计方案,并提出离散点拟合精密控制震源信号设计方法.计算表明,按照发射频谱、相关子波形态和发射能量3个方面的评价,离散点拟合精密控制震源信号设计方法可以灵活设计出比较好的精密控制震源发射信号,对提高精密主动地震监测的震相信息分辨率具有实际意义. 相似文献
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2017年9月4日河北临城地区发生ML 4.4地震,为得到准确的震源深度,根据sPL震相基本特征,对震中距20-70 km范围内8个地震台站波形数据进行处理,在其中4个地震台观测到明显的sPL震相,利用频率-波数（F-K）方法,计算其理论波形图,与处理后的观测波形拟合对比,得到震源深度范围,与TDMT-INV方法、PTD方法及河北测震台网编目等结果基本一致,表明利用sPL震相测定河北临城ML 4.4地震震源深度可靠,其深度范围为10-11 km。 相似文献
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利用祁连山主动源连续激发台站记录资料,通过不同时间段的多次激发数据叠加处理,可以获取各个地震台的Pg和Sg震相走时变化数据.对震相走时变化数据分析发现,在2015年11月23日祁连5.3级和2016年1月21日门源6.4级地震发生前后震源区附近台站存在明显的震相走时变化,推测导致这种异常变化的原因是震源区的速度发生了改变.这一观测结果说明主动源方法可能成为地震预测的一种新途径. 相似文献
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利用sPn和Pn震相走时差计算的2014年2月28日石嘴山M_L4.4地震的震源深度为7.21±0.277km;分析不同震源深度下民勤台的理论波形与观测波形拟合结果,得到震源深度为7~8km。研究认为,石嘴山M_L4.4地震属于浅源地震,震源浅和沉积层较厚是此次地震震感较强的主要原因。另外,合理选取地震波形数据和震相识别方法,可有效提高s Pn震相测定震源深度的可靠性。为便于应用,本文还给出了宁夏地区地震震源分别位于上地壳和下地壳时sPn和Pn震相走时差与震源深度的对应关系表。 相似文献
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本文提出基于Wigner-Hough变换实现精密可控震源信号的检测与变换的方法.精密控制震源发射并由地震台站观测设备记录下来的信号是连续线性调频振动信号(LFM),线性调频信号的Wigner-Ville变换是在时频平面内包含一条直线的图像,而Hough变换则是通过计算沿直线的积分可以有效检测图像中的直线,图像中的直线在Hough变换输出的图像中表现为一个峰值,用于精密控制震源信号的检测可以反映接收数据中存在的震源信号.本文针对精密控制震源信号检测中 Wigner-Ville变换和Hough变换存在的问题开展研究,并提出了解决方案.通过对2009年在广东新丰江水库库区精密可控震源试验观测数据的实际处理,显示该方法是可行的,为精密控制震源信号的检测与变换找到了又一新的方法和技术途径. 相似文献
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Waveform Retrieval and Phase Identification for Seismic Data from the CASS Experiment 总被引：3，自引：0，他引：3
Zhiwei Li Qingyu You Sidao Ni Tianyao Hao Hongti Wang Cantao Zhuang 《Pure and Applied Geophysics》2013,170(5):815-830
The little destruction to the deployment site and high repeatability of the Controlled Accurate Seismic Source (CASS) shows its potential for investigating seismic wave velocities in the Earth's crust. However, the difficulty in retrieving impulsive seismic waveforms from the CASS data and identifying the seismic phases substantially prevents its wide applications. For example, identification of the seismic phases and accurate measurement of travel times are essential for resolving the spatial distribution of seismic velocities in the crust. Until now, it still remains a challenging task to estimate the accurate travel times of different seismic phases from the CASS data which features extended wave trains, unlike processing of the waveforms from impulsive events such as earthquakes or explosive sources. In this study, we introduce a time-frequency analysis method to process the CASS data, and try to retrieve the seismic waveforms and identify the major seismic phases traveling through the crust. We adopt the Wigner-Ville Distribution (WVD) approach which has been used in signal detection and parameter estimation for linear frequency modulation (LFM) signals, and proves to feature the best time-frequency convergence capability. The Wigner-Hough transform (WHT) is applied to retrieve the impulsive waveforms from multi-component LFM signals, which comprise seismic phases with different arrival times. We processed the seismic data of the 40-ton CASS in the field experiment around the Xinfengjiang reservoir with the WVD and WHT methods. The results demonstrate that these methods are effective in waveform retrieval and phase identification, especially for high frequency seismic phases such as PmP and SmS with strong amplitudes in large epicenter distance of 80–120 km. Further studies are still needed to improve the accuracy on travel time estimation, so as to further promote applicability of the CASS for and imaging the seismic velocity structure. 相似文献
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地震数据本质上是时变的,不仅有效同相轴表现出确定性信号的时变特征,而且复杂地表和构造条件以及深部探测环境总是引入时变的非平稳随机噪声.标准的频率-空间域预测滤波只适合压制平面波信号假设下的平稳随机噪声,而处理非平稳地震随机噪声时,需要将数据体分割为小窗口进行分析,但效果不够理想,而传统非预测类随机噪声压制方法往往适应性不高,因此开发能够保护地震信号时变特征的随机噪声压制方法具有重要的工业价值.压缩感知是近年出现的一个新的采样理论,通过开发信号的稀疏特性,已经在地震数据处理中的数据插值以及噪声压制中得到了应用.本文系统地分析了压缩感知理论框架下的地震随机噪声压制问题,建立了阈值消噪的数学反演目标函数;针对时变有效信息具有的可压缩性,利用有限差分算法求解炮检距连续方程,构建有限差分炮检距连续预测算子(FDOC),在seislet变换框架下,提出一种新的快速稀疏变换域———FDOC-seislet变换,实现地震数据的高度稀疏表征;结合非平稳随机噪声不可压缩的特征,提出了一种整形迭代消噪方法,该方法是一种广义的迭代收缩阈值(IST)算法,在无法计算稀疏变换伴随算子的条件下,仍然能够对强噪声环境中的时变有效信息进行有效恢复.通过对模型数据和实际数据的处理,验证了FDOC-seislet稀疏变换域随机噪声迭代压制方法能够在保护复杂构造地震波信息的前提下,有效地衰减原始数据中的强振幅随机噪声干扰. 相似文献
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宽频带地震观测数据中有效信号和干扰噪声经常发生混频效应,常规的频率域滤波方法很难将二者分离.地震波信号属于时变非平稳信号,时频分析方法能够同时得到地震波信号随着时间和频率变化的振幅和相位特征,S变换是其中较为高效的时频分析工具之一.本文以S变换为例,提出了基于相位叠加的时频域相位滤波方法.与传统叠加方法相比,相位叠加方法对强振幅不敏感,对波形一致性相当敏感,更加利于有效弱信号信息的检测.时频域相位滤波方法滤除与有效信号不相干的背景噪声,保留了相位一致的有效信号成分,显著提高了信噪比.运用理论合成的远震接收函数数据和实际的宽频带地震观测数据检验结果显示该方法较传统的带通滤波方法相比,即使在信噪较低且混频严重条件下,时频域相位滤波方法的滤波效果依然很明显,有助于识别能量较弱的有效信号. 相似文献
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Topography and severe variations of near‐surface layers lead to travel‐time perturbations for the events in seismic exploration. Usually, these perturbations could be estimated and eliminated by refraction technology. The virtual refraction method is a relatively new technique for retrieval of refraction information from seismic records contaminated by noise. Based on the virtual refraction, this paper proposes super‐virtual refraction interferometry by cross‐correlation to retrieve refraction wavefields by summing the cross‐correlation of raw refraction wavefields and virtual refraction wavefields over all receivers located outside the retrieved source and receiver pair. This method can enhance refraction signal gradually as the source–receiver offset decreases. For further enhancement of refracted waves, a scheme of hybrid virtual refraction wavefields is applied by stacking of correlation‐type and convolution‐type super‐virtual refractions. Our new method does not need any information about the near‐surface velocity model, which can solve the problem of directly unmeasured virtual refraction energy from the virtual source at the surface, and extend the acquisition aperture to its maximum extent in raw seismic records. It can also reduce random noise influence in raw seismic records effectively and improve refracted waves’ signal‐to‐noise ratio by a factor proportional to the square root of the number of receivers positioned at stationary‐phase points, based on the improvement of virtual refraction's signal‐to‐noise ratio. Using results from synthetic and field data, we show that our new method is effective to retrieve refraction information from raw seismic records and improve the accuracy of first‐arrival picks. 相似文献
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将具有高度重复性的地震波雷达长时间向地壳内发射线性调频信号,经过地下介质的传播后到达地面,用地震仪器在监测点和检测点记录下来,通过分析数据来了解地壳速度结构及波速变化.线性调频信号是一种非平稳信号,它的频率随时间线性变化,有很好的能量聚集性,非常适合做时间-频率分析.本文用短时傅里叶变换对监测点的信号进行时间-频率分析,以检验地震波雷达发射信号的时间和频率是否和控制系统一致.通过WignerVille分布将地震波雷达发射的信号能量聚集在线性调频直线上,再用Hough变换累积聚集的能量形成波峰,按照线性调频直线的倾角提取波峰所在行,计算到时后构成地震波走时曲线图.用靠近本次实验地点的H-21剖面得到的地壳速度结构正演该测线的Pg、Sg、PmP和SmS的折合走时曲线,并与用能量累积法提取出的地震波走时曲线进行对比,分析结果表明:地震波雷达发射线性调频信号的时间和频率都符合控制要求,重复性高达99.9%以上,可以清晰地分辨出Pg、Sg震相,并且PmP和SmS震相可辨. 相似文献
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应用单台垂向记录进行区域地震事件实时检测和直达犘波初动自动识别 总被引：12，自引：4，他引：8
提出一种基于直达P波信号和其它背景噪声在能量、非高斯性、非线性和偏振特性的不同而进行区域地震事件实时检测的新方法信噪综合差异特征量方法（简写为EFGLP方法）,同时对比分析了应用信号的不同统计特性来精细识别震相初至的３种有效方法,其中的TOC AIC方法是新提出的．应用山东数字地震波资料处理的结果表明:①与常规的STA/LTA地震事件触发算法相比,EFGLP方法能够有效降低地震事件的错误报警率和漏报率;②与人机交互震相识别结果相比,当信噪比比较低、震相初至比较模糊时,3种震相精细识别方法中的TOC-AIC方法识别精度最高;当信噪比比较高、震相初至比较清晰时,基于VAR-AIC 和TOC-AIC方法所测量得到的震相初至识别基本一致． 相似文献
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深地震反射原始单炮数据是非平稳的弱能量反射信号,信噪比较低.如何提高信噪比一直是深地震反射数据前处理中的一大难题.S变换是一种适用于分析非平稳信号的时频变换方法.同其他分析时变信号的方法相比,S变换的基本小波不必满足小波在时间域均值为零的容许性条件,它的时频分辨率与分析信号的频率有关,且其在时间域的积分可以得到傅里叶频谱,其反变换也简单.因此,S变换容易表示深地震反射信号复杂的时频特性.本文在S变换的基础上,利用软阈值滤波方法对深地震反射数据进行处理,实验结果表明,该方法有效地提高了信噪比,压制了有效频带范围内的混频干扰,突出了弱反射信号,使得波组信息更加丰富,有利于连续追踪有效反射波组和识别薄地层,特别是提高了深部Moho界面反射层位的分辨率,为深地震反射剖面后续处理和准确解释奠定了基础. 相似文献
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将地震信号分解成包含频谱互不重叠的单主周期的分量有利于地震信号的分析.分析了经验模态分解(EMD)中模态混叠的内在原因和已有的解决方法,梳理了解决模态混叠的思路框架,进而提出了一种新的基于输入递归高通滤波的EMD算法.首先用递归高通滤波器将信号预分解成频率由高到低的多个分量,实现信号的等价带通滤波,再用EMD对各带通分量按频率高低逐级递归筛分,获得完备的经验模态分量.通过合成信号和地震信号的仿真实验表明,该算法较好地克服了模态混叠,获得了频谱互不重叠的单主周期分量,并成功用于震相分离和分析,为地震信号分析提供了一种新思路. 相似文献
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由于金属矿区地震记录中随机噪声性质复杂且信噪比低,常规降噪方法难以达到预期的滤波效果.时频峰值滤波(TFPF)方法是实现低信噪比地震勘探记录中随机噪声压制的有效方法,但其在复杂地震勘探随机噪声下时窗参数优化问题仍难以解决.本文充分利用地震勘探噪声的统计特性,结合Shapiro-Wilk(SW)统计量辨识地震勘探记录中的微弱有效信号,提出基于SW统计量的自适应时频峰值滤波降噪方法(S-TFPF).在S-TFPF方案中,对于有效信号集中区,S-TFPF方法根据信号频率特征,选择有利于信号保持的较短时窗长度;对于噪声集中区,按噪声方差自适应增加时窗长度,增强随机噪声压制能力.S-TFPF应用于合成记录和共炮点记录的滤波结果表明,与传统时频峰值滤波方法相比,S-TFPF方法可以有效抑制低信噪比地震勘探记录中的随机噪声,更好地恢复出同相轴. 相似文献
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Antoni M. Correig 《Pure and Applied Geophysics》1991,136(4):561-576
Generalizing previous studies on short-period data, it is shown that body-wave dispersion can be measured from broad-band records of earthquakes of moderate magnitude. The method is based on the direct measurement of the arrival time of the frequency components of a seismic wave, and the arrival time is defined by its expectation value. The frequency components of the signal are obtained through a narrow band-pass filtering process. Previous to any interpretation, a correction of the arrival time for instrument response and group delay of the filter is needed. In the first step, body-wave dispersion is related to an absorption band to account for intrinsic attenuation, and thereafter we generalize this interpretation by considering a cascade of filters to account for medium parameters (attenuation and a layered crust) and source parameters (source time function and finiteness of fault). An inversion scheme to obtain the filter parameters can be devised by following, in a formal way, the same procedure as for the case of surface wave dispersion. 相似文献