基于dfp算法的小尺度微震定位方法研究-震灾防御技术.pdfVIP

第 9 卷 增刊 震灾防御技术  Vol. 9 ，Suppl. 2014 年 10 月 Technology for Earthquake Disaster Prevention Oct.，2014 崔仁胜，陈阳，王洪体，陈翰林，李江，林湛，周银兴，2014．基于DFP 算法的小尺度微震定位方法研究. 震灾防御技术，9 （增 刊）：639—647. doi：10.11899/zzfy2014s110 基于 DFP 算法的小尺度微震定位方法研究1 ， ） ） ） ） ） ） ） 1 2 1 1 1 1 1 1 崔仁胜 陈 阳 王洪体 陈翰林 李 江 林 湛 周银兴 1）中国地震局地震预测研究所（中国地震局地震预测重点实验室），北京 100036 2）中国地震局地球物理研究所，北京 100081 摘要 针对小尺度微震活动监测的需要，本文基于 DFP 优化算法以传感器监测到时和计算到时的 残差平方和最小为目标函数来进行微震震源位置定位，并对该方法进行了计算机数值仿真。仿真 结果表明，DFP 算法可用来进行地震定位，其定位结果受计算初值影响较小，而受走时误差和波 速误差影响较大。通过野外微震观测实验研究，证明 DFP 法定位精度较高，适用于小尺度微震活 动定位分析。   关键词：微震监测系统 地震定位 DFP 法 初值 走时 波速 引言  相对天然构造地震，小尺度微震监测技术常用于监测小范围岩层破裂及工作面周围的岩 层震动，定位精度要求在数 10m 至 100m。微震监测技术广泛地应用于矿山开采，油气田开 发等，是开展监测区域地震活动性和构造应力场研究的重要支撑（潘一山等，2007）。通过监 测微震活动来评估工程结构及其所处的地质体结构的稳定性，在防范大规模地质灾害和减少 安全事故方面有着积极意义。 获得微震震源空间位置及其动态变化是微震监测的目的。提高微震定位的准确性和精 度是微震监测技术研究的重要内容。常用的天然地震定位方法有很多，如 Geiger 法，交切 法、有哪些信誉好的足球投注网站法和双差定位法等 （Geiger，1912；赵仲和，1983；田玥等，2002；胡幸平等，2013 ）。 考虑到微震监测尺度小（10km 以内）且定位精度要求高的特点，天然地震定位方法并不适 用，如天然地震定位多用经纬度坐标，而微震监测系统较多使用工作区三维坐标。目前多数 实际运行的微震监测系统（如 ARMINS ）中常用的方法有Geiger 定位法、最小二乘法等线性 求解方法（Talebi 等，1992）。而利用非线性最优化算法也是求解微地震定位的另一个途径（王 洪体等，2006；陈炳瑞等，2009）。最优化算法是在构造一个目标函数的前提下通过优化目标 函数取得最小值的解。用于地震定位的优化方法有梯度法，下降法和 Powell 法等（国家地震 局地球物理研究所，1977；王洪体等，2006），而在已有文献中 DFP 优化算法很少用来进行                                                                1 基金项目 中国地震局地震预测研究所基本科研业务专项：基于中小地震震源参数及地震矩张量反演的强震趋势预测研究 （2014IES0307）；国家科技支撑计划：强震预警技术研究与示范（2012BAK19B04） ［收稿日期］ 2014-06-07 ［作者简介］ 崔仁胜，男，生于 1985 年。中国地震局地球物理研究所在读博士生。主要从事地震观测技术研究。E-mail ： crs3s@126.com 640                                       震灾防御技术