用于地震预警的单台定位技术研究(中).ppt

参数B的确定方法 震中距的确定 第三章 B-Δ法确定震中距 参数B和震中距Δ的相关性 本章小结 核心内容：计算离散数据点的初始斜率 思路如下： 参数B的确定方法 用一个简单函数 对包络线上的点进行拟合，从而求得参数B 如果包络线是光滑曲线，则初始斜率可定义；如果有跳跃或有台阶，这不可定义 包络线的绘制方法 小高俊一,2003： The envelope in the present study is constructed simply by keeping the past maximum amplitude at every moment. 小高俊一,2006： the envelope was simply constructed by taking the maximum amplitude for every 10 samplings (0.1-s time window) and keeping it during each window. 台阶法，包络线的样点数不变 峰值法，包络线的样点数减少为原来的1/10 此方法使用的数据可以是加速度记录，也可以是速度记录和位移记录。参数B的确定： 强震动记录的幅值取绝对值 绘制包络线 绘制拟合曲线 Y=Bt*exp(-At) 为避免幅值和零线重合，加上一个相对于幅值很小的数正数ε 0.075赫兹高通滤波 B值就是拟合曲线初始阶段的斜率 频率成分对B值有影响 三步 参数B和震中距Δ的相关性 大量的统计显示：系数B有随着震中距的增大而减少的趋势。根据这种关系求出回归曲线 来反映参数B和震中距Δ的关系 不同学者的回归结果对比 学者 系数a 系数b 样本容量 时间 备注 笔者 1.68 3.20 662 2013 Δ＜180km 笔者 1.60 1.08 1988 2013 Δ＜320km 尹德余 1.18 1.88 3009 2012 Δ＜50km 束田进也 3.54 6.11 100 2004 Δ＜1100km 山本俊六 2.01 3.95 未知 2011 数据库在更新 山本俊六 2.01 3.69 未知 2011 数据库在更新 宋晋东 1.68 2.74 未知 2013 经高通滤波 震中距的确定 对所选记录的散点图做线性回归得到方程 由此导出： 利用上式求出所选记录的震中距Δ 估算误差的火柴杆图 本章小结 虽然不同学者采用不同样本回归的 方程不尽相同，但是它们的相同点是lgΔ的系数为负值且小于-1，截距b为正且大于1。 计算结果表明，该方法对计算震中距效果不甚理想，部分记录的误差较大，需要继续改进。 B-Δ法没有把震源深度对参数B的影响考虑在内，因此B-Δ法只能用于确定预警地震震中距的大致范围。该方法的重点在于快速确定震中距，对精度的要求不高。 投影法 偏振分析法 第四章 震中方位角的确定 平滑法 偏振法的误差分析 本章小结 各方法的关系 投影法(单点发) 平滑法 偏振法(主成分分析法) 可变窗偏振法(带通滤波于1~2赫兹) 这些方法的共同思路是：波射线与P波的传播方向相吻合，P波的三分量的极性和幅值决定了波射线的方向。其中P波垂向极性决定震中相对于波射线水平分量的向背。 投影法 投影法：使用位移记录的水平两分量绘出P波的质点的位移，就可以直观地看出P波在水平地面上的投影，再根据垂向初动判断震中的向背。 为了更清楚地描述质点在空间的运动状态，建立右手坐标系 情形 位移三分量的极性 计算方位角 震中 AUD AEW ANS azi=f (α ) 震中所在卦限 情形1 - + + α 第五卦限 情形2 - + - 180º- α 第八卦限 情形3 - - - 180º+ α 第七卦限 情形4 - - + 360º- α 第六卦限 情形5 + + + (α)+180º 第七卦限 情形6 + + - (180º- α)+180º 第六卦限 情形7 + - - (180º+ α)+180º 第五卦限 情形8 + - + (360º-α )+180º 第八卦限 平滑法 其中i是时间节点，u0=0 ，A1、A2和A3是以向上、向北、向东为正方向的振幅。０≤α＜１是平滑系数，一般取0.99。 u13 u12 象限 计算方位角azi - - 一 + - 二 + + 三 - + 四 两种方法对比 结论：平滑法的稳定性比单点发好 在投影法中，当P波加速度南北分量的幅值越过零线时 分母为零，α 的值趋于无穷大，方位角剧烈地向上跳跃，使得计算结果很不稳定，这是投影法的固有缺陷。 偏振分析法的原理 设在某一时间间隔t内地震动记录(可以是位移记录，也可以是速度、加速度记录)的垂直、南北、东西三分量为A1(t)、A2(t)、A3(t)，且均为行向量。令三个