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利用标准时频变换方法在强噪声环境下无偏拾取地震P波、S波到时
引用本文:姚彦吉,柳林涛,盛敏汉,许厚泽.利用标准时频变换方法在强噪声环境下无偏拾取地震P波、S波到时[J].地球物理学报,2022,65(1):227-243.
作者姓名:姚彦吉  柳林涛  盛敏汉  许厚泽
作者单位:中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室,武汉 430077;中国科学院大学地球与行星科学学院,北京 100049;中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室,武汉 430077
基金项目:国家自然科学基金(42074011,41804170)资助.
摘    要:地震P波、S波到时是精确分析地震水平位置、深度与速度结构等的重要参数,如何准确拾取P波和S波到时是地震学的一项重要的基础工作.大数据量与强噪声环境给地震到时的自动拾取带来了很大挑战.在频率域中可将信号与噪声分离,但会造成震相的偏移.针对上述问题,本文在STA/LTA、AIC方法的基础上,引入了标准时频变换(Normal Time-Frequency Transform,NTFT),结合信号时间域与频率域特征,提出了基于NTFT的STA/LTA方法,以及基于NTFT的AIC方法来拾取P波和S波的到时.基于NTFT的STA/LTA方法通过构建即时频率约束的特征函数,以增强地震信号振幅响应的变化特征.基于NTFT的AIC方法则根据NTFT的变换系数定位即时频率-时间基准点,通过滑动窗口直接对标准时频谱进行AIC处理拾取最佳到时.本文采用了不同强度噪声的60组合成数据和105组实测地震数据对方法的可靠性进行检验.以人工拾取到时为参考,实测数据中NTFT-STA/LTA方法拾取P波、S波到时的均方根误差分别为0.36 s和0.56 s;NTFT-AIC方法拾取P波、S波到时的均方根误差分别为0.25 s和0.35 s.相比于STA/LTA、AIC方法,NTFT改进后的方法提高了P波和S波到时的拾取准确率,为强噪声环境下的地震波形到时拾取提供了新思路.

关 键 词:震相拾取  标准时频变换  STA/LTA方法  AIC方法

Unbiased picking onset time of P and S phases by Normal Time-Frequency Transform method under a strong noise environment
YAO YanJi,LIU LinTao,SHENG MinHan,XU HouZe.Unbiased picking onset time of P and S phases by Normal Time-Frequency Transform method under a strong noise environment[J].Chinese Journal of Geophysics,2022,65(1):227-243.
Authors:YAO YanJi  LIU LinTao  SHENG MinHan  XU HouZe
Institution:(State Key Laboratory of Geodesy and Earth′s Dynamics,Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430077,China;College of Earth and Planetary Sciences,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)
Abstract:
Keywords:Phase picking  Normal Time-Frequency Transform(NTFT)  Short-Term Average and Long-Term Average ratio(STA/LTA)method  Akaike Information Criteria(AIC)method
本文献已被 维普 万方数据 等数据库收录!
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