地震预警系统中进一步提高三台震中定位精度的方法研究-论文.pdf

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1、第37卷第3期地震研究Vo1．37．No．32014年7月JOURNALOFSEISM0L0GICALRESEARCHJu1．．2014地震预警系统中进一步提高三台震中定位精度的方法研究米刘希强，蔡寅，赵银冈0，曲保安，赵瑞，李红，冯志军(山东省地震局，山东济南250014)摘要：针对基于3个俞站Pg震相进行震中定位时有时存在误差较大、不稳定等现象，通过分析区域速度模型差异、台站的几何分布对震中定位精度的影响，结合山东虚拟测震台网，给出了接近实际的直达Pg波视速度结构，捉flJ了i台震中定位的综合解决方案。对

2、2009～2013年山东虚拟测震台网内1555次地震的震中定位结果表明，应用i台定位方法得到的震中定位误差平均为8．7km(与台网定位结果相比)，提高了震中定位的精度，减少了震中不能确定的概率。关键词：地震预警；三台震中定位；定位精度；速度模型；震中方位角中图分类号：P315．6文献标识码：A文章编号：1000—0666(2014)03—0399—07进而也会影响到根据3条双曲线的两两相交确定震0前言中的精度。本文研究的前提和基础是假定地震发生后，近年来，地震早期预警(EEW)技术在多个通过分析技术(刘希强等

3、，2012a，b)测量得到国家和地区得到迅速的发展和应用，对部分强震了前3个台站的直达波震相和震中方位角(特指进行了成功预警并取得了明显的减灾实效(Allen震中相对于第一个触发台站，下同)信息。在保eta1．，2009)。EEW的核心问题是快速而又准确证预警时效性基础上，给出了用以进一步提高震地确定地震预警参数(包括震中、震级、预警目中定位精度的速度模型，提出当3个台站分布的拟标区烈度、预警时问等)。在如何利用最少的台站合优度较高时，通过增加震中方位角信息参与定直达波到时和最短的波形数据，最大限度地提高震位

4、，可进一步提高定位精度的研究新思路。中定位的时效性和准确性问题上，众多学者已开展了大量研究lT作(Odakaeta1．，2003；Rydelek，1三台震中定位方法Pujol，2004；Horiuchieta1．，2005；SatNanoeta1．，2008；周彦文等，2010；赵冰，刘希强，2011；刘本文称由3个台站P波到时确定震中的方法为希强等，2012a，b；王庆民等，2013)。三台震中定位法。Rydelek和Pujol(2004)提了刘希强等(2012b)在充分考虑了非触发台站震中快速定位的双台子

5、台阵方法，其基本的思路和地震波传播规律对震中分布范围的约束条件之是在已知速度模型的前提条件下，根据最早记录后，根据地震发生后第1个、第2个、第3个触发到P波的两个台站到时信息，结合台网中其他台台站P波到时记录提m了动态、近实时确定地震站还未有记录到P波这一约束条件，尽可能确定发生区域、线区间和震中位置的方法，提高了震地震发生的空间范围。震中定位的基本原理总结中定位结果的精度。研究表明：(1)当参与震中如下：定位的3个台站空间分布近似呈线性分布时，基于设介质为均匀介质，P波速度为，视速度为3个台站的豫到时测定震

6、中的不确定性会增大，，地震发生的时刻是，震源深度为，台站误差比较大；(2)若选取的区域直达波速度不合s．、s到时分别是。、(>T)，台站问距离理，由于震中近似分布在以两台为焦点的双曲线为2c，震中到两个台站的距离分别为d。和d，上，直达波速度的大小会影响双曲线的分布形态，则有收稿日期：2014—02—25．基金项目：国家科技支撑计划课题(2012BAK19B04)和中国地震局地震科技星火计划攻关项目(XH12029)联合资助第3期刘希强等：地震预警系统中进一步提高三台震中定位精度的方法研究401鲁西北和河南东

7、北部局部区域(图2)，但总体行非线性拟合，最终得到该窗口范围内的平均视上用于计算P波视速度的地震射线数量是足够速度。图3给出了根据P波视速度的空间分布计的。选择1．5。窗逐0．1。步长滑动扫描计算得到算得到的山东虚拟测震台网84个台站中每个V2007年8月至2013年12月期间每个窗长范围内图单元范围内的地震直达P波视速度分布。图3所有台站震中距和对应地震波射线路径的走时，中P波视速度的横向变化范围为5．35～5．9km／然后对每个窗口范围内震中距和射线走时数据进s，平均为5．78km／s。图3由山东虚拟测震

8、台网形成的V图及其每个V图单元区内的直达P波视速度分布Fig．3VoronoidiagramsformedbythevirtualseismicnetworkofShandongProvinceandtheapparentvelocitydistributionofPgwaveineachunitofVoronoidiagran1555次。图5给出了每次地震记录的前3个台站3台站的几何分布对震中测定