用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下

三分向統(tǒng)計(jì)點(diǎn)在南北-東西-垂直向坐標(biāo)系中表示到橢球三個(gè)主軸方向所作成新坐標(biāo)系下重新表示過(guò)程是一個(gè)線性變換過(guò)程。設(shè)橢球三個(gè)主軸方向所組成坐標(biāo)系為特征坐標(biāo)系B，原始三分向統(tǒng)計(jì)基向量所組成坐標(biāo)系到特征坐標(biāo)系中變換矩陣為M

，原始坐標(biāo)系中某時(shí)刻t對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)位移矢量為

，特征坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)位移矢量為

。則A、B和M之間存在下述關(guān)系：所以求出變換矩陣M后就能夠求出特征坐標(biāo)系中位移向量。偏振分析法原理用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第1頁(yè)利用模擬地震波測(cè)試程序正誤先建立一個(gè)地震波模型，令

這三分量同時(shí)起跳，頻率相同，能夠把這三個(gè)正弦波看成地震波三分量。它們幅值均為1，極性為+----時(shí)計(jì)算出每一時(shí)刻歸一化幅值應(yīng)為

，方位角應(yīng)是45度。

對(duì)模型進(jìn)行變換，令d3=-2sin(20t)，那么求出方位角應(yīng)該大于45度；假如令d3=-0.5sin(20t)，那么求出方位角應(yīng)該小于45度。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，得到結(jié)果和預(yù)想一致。用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第2頁(yè)偏振法算例使用96-強(qiáng)震基巖觀察網(wǎng)662條統(tǒng)計(jì)，來(lái)計(jì)算震中方位角。

為了分析不一樣長(zhǎng)度窗口下求得震中方位角精度，算法采取14個(gè)窗口，以0.2秒為步長(zhǎng)，長(zhǎng)度從0.2秒到1.8秒。個(gè)別區(qū)段步長(zhǎng)劃分更短方便于求出偏差最小窗口。分別使用加速度統(tǒng)計(jì)，速度統(tǒng)計(jì)，位移統(tǒng)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，方便于對(duì)比何種數(shù)據(jù)求出震中方位角最準(zhǔn)確。用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第3頁(yè)加速度統(tǒng)計(jì)算例用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第4頁(yè)速度統(tǒng)計(jì)算例用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第5頁(yè)位移統(tǒng)計(jì)算例圖中難以直觀地反應(yīng)出每一個(gè)窗口誤差水平，所以要做誤差分析，用指標(biāo)來(lái)衡量誤差水平用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第6頁(yè)異常點(diǎn)解釋1.窗口太短造成異常，其實(shí)質(zhì)是P波觸發(fā)階段信噪比太低，用于計(jì)算有用信息被噪音干擾造成計(jì)算結(jié)果失真。不過(guò)窗口拉長(zhǎng)之后計(jì)算精度馬上提升。此統(tǒng)計(jì)共有12條；2.算法缺點(diǎn)造成異常，包含積分之后統(tǒng)計(jì)失真。換另一個(gè)算法精度馬上提升。此統(tǒng)計(jì)共有8條；3.FKSH17臺(tái)站強(qiáng)震儀井下拾振器故障造成四條統(tǒng)計(jì)異常。此統(tǒng)計(jì)共有4條；

4.窗口太長(zhǎng)造成異常，縮短窗口后精度馬上提升。此統(tǒng)計(jì)有1條；5.異常統(tǒng)計(jì)造成異常，垂直方向統(tǒng)計(jì)已經(jīng)觸發(fā)，水平方向統(tǒng)計(jì)無(wú)反應(yīng)，窗口過(guò)后才有跳動(dòng)。此統(tǒng)計(jì)有1條，序號(hào)是214。解釋1為可變時(shí)窗法優(yōu)點(diǎn)提供了依據(jù)因?yàn)楫惓｜c(diǎn)數(shù)目不多，所以固定窗法和可變時(shí)間窗法估算精度幾乎相同用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第7頁(yè)偏振法誤差分析衡量誤差三種指標(biāo)殘差用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第8頁(yè)殘差修正假如殘差Qj=±350°、Qi=10°，二者所表示計(jì)算方位角對(duì)實(shí)際方位角偏離程度是相同，不過(guò)前者在計(jì)算stdevp和Qes時(shí)會(huì)把偏離程度放大，所以殘差需要修正，方便于反應(yīng)計(jì)算方位角對(duì)實(shí)際方位角真實(shí)偏離程度。用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第9頁(yè)經(jīng)過(guò)修正殘差頻率分布直方圖殘差在180度附近有顯著集中現(xiàn)象當(dāng)震中位于坐標(biāo)軸兩側(cè)時(shí)，程序輕易錯(cuò)判，使得計(jì)算方位角比實(shí)際值多出180度或90度極性不顯著用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第10頁(yè)選出誤差指標(biāo)最小窗口殘差絕對(duì)值均值最小標(biāo)準(zhǔn)差最小位移統(tǒng)計(jì)誤差指標(biāo)最小加速度統(tǒng)計(jì)速度統(tǒng)計(jì)位移統(tǒng)計(jì)用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第11頁(yè)本章小結(jié)偏振法平滑法單點(diǎn)發(fā)加速度很好最好不好速度統(tǒng)計(jì)很好不好不好位移統(tǒng)計(jì)最好很差很差經(jīng)過(guò)誤差分析得到結(jié)果是：1.對(duì)位移統(tǒng)計(jì)和速度統(tǒng)計(jì)，偏振分析法估算方位角精度好于平滑法；2.對(duì)加速度統(tǒng)計(jì)，平滑法估算方位角精度好于投影法。3.濾波后統(tǒng)計(jì)計(jì)算出方位角精度優(yōu)于未濾波統(tǒng)計(jì)。降低誤差另一個(gè)方法：用適當(dāng)頻帶濾波用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第12頁(yè)第六章地震定位實(shí)例分析對(duì)于遠(yuǎn)震統(tǒng)計(jì)，采取解球面三角形方法求震中經(jīng)緯度對(duì)于震中距較小地震，直接將震中距轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度加到臺(tái)站經(jīng)緯度上用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第13頁(yè)定位誤差分析震中距估算誤差定位誤差二者有較強(qiáng)相關(guān)性，說(shuō)明定位誤差主要起源于震中距估算誤差用于地震預(yù)警的單臺(tái)定位技術(shù)研究下第14頁(yè)第六章總結(jié)與展望單臺(tái)定位技術(shù)定位精度還能夠繼續(xù)提升1.提升震中距估算精度。使用0.075赫茲高通濾波計(jì)算更準(zhǔn)確B值；嘗試使用速度統(tǒng)計(jì)和位移統(tǒng)計(jì)計(jì)算B值，看看精度是否高于加速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果。2.提升震中方位角估算精度。選取適當(dāng)頻帶濾波，采取可變時(shí)間窗法降低異常點(diǎn)個(gè)數(shù)，從而降低象限判斷錯(cuò)判概率。

單帶定位技術(shù)需要突出特點(diǎn)在于速度之