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基于多重互相关函数计算地探信号到时差 第24卷第4期 20O9年8月(页码:1516～152O) 地球物理学进展 PR0GRESSINGE()PHYSICS Vol_24,No.4 Aug.2OO9 何先龙,杨立志.赵立珍,等.基于多重互相关函数计算地探信号到时差.地球物理学进展,2.09,24(4):1516～152O,D0I:1O. 3969/j.issn.1OO429O3.2009.O4.046. HeXI,YangIZ,ZhaoIZ,P￡日.Calculationofwavearriva1timedifferenceofearth—explorationsignalsbasedonmultiple cross—correlationfunction.Progr8sGe0^s.(inChinese),2OO9,24(4):1516～152O,D()I:1O.3969/j.issn.1OO4—2903. 2O09.O4.O46. 基于多重互相关函数计算地探信号到时差 何先龙,杨立志,赵立珍.,杨学山 (1.中国地震局工程力学研究所,哈尔滨15OO8O;2.防灾科技学院,燕郊lO16O1) 摘要论文介绍了一种提高地震等地探信号到时差精度的新方法一多重互相关函数法.从理论上推导出了多重互 相关函数的公式,且通过实验验证了用此函数不仅能提高信号的信噪比,还能提取出相似信号所共有的频率信号,进 而精确地识别出它们的到时差.探讨了此原理在场地,地震剪切波速信号到时差提取中的应用,分析结果显示:相比 互相关函数,多重互相关函数能更准确地求取两相似信号的初至时刻差. 关键词多重互相关函数,互相关函数,到时差,自相关函数 D0I:1O.3969/j.issn.1o04—29O3.20¨.9.O4.O46中图分类号P631文献标识码A Calculati0n0fwaVearriValtimedifference0fearth—expl0rati0n signalsbased0nmultiplecr0ss—c0rrelati0nfuncti0n HEXian—long,YANGLizhi,ZHAOLi—zhen.,YANGXue—shan (1.sz￡fo厂EngmPgMc^nc,c^nnEar腑qⅡ是eAs￡rⅡ￡0,Hrn150O8O,C口; 2.1踟ti札teoDzsamp;5terPree￡ioRScteHce删诎Technoogy,Yn哪ino101801,ChiH口) AbstractAnewmeth.dfordetectionofwavearrivaltimedifference.fearthquakesand0therearthsnalsbasedon mu1tiplecr0ss—c0rre1ationfunctionisintroducedinthispaper.Theformulaofthemultip1ecross—correlationfunctionis derivedandusingthisfunctionnoton1ycanimprovetheSNRofshear—wavesigna1sbutalsocanextractcommon frequencycomponentsoftw0similarsignals,whichiscertificatedthroughexperiments.Furthermore,difference0f theirarrivaItimescanbedetectedaccurately.ThisprinciplecanbeusedtodealsignaIssuchasearthquakeshear- wave.Analysisresultsshowthatcomparedwithcr.ssc.rrelation,multiplecross—correlationfunctioncanbeusedt0 detectwavesarrivaltimedifferencemoreaccurately. Keywordsmu1tiplecr0ss—c0rrelationfunction,cr.ss—c.rre1ationfuncti0n,thearrivaltimedifference,aut0一c0rre1ation fl1ncti0n O引言 在地震工程研究中,到时差是一个重要的参数, 许多地震信号处理都得以此参数为基础.如在地震 定位中常常需要求解震源轨迹,为了回避发震时间 问题,以观测各信号的到时差作为震源轨迹的约束 条件u].在场地波速测试中,如何精确求取触发信号 与探头信号的到时差是一个比较难的问题[4..在 物探信号分析中,互相关函数常被用来求取两相似 信号的到时差;在地震信号处理