深渊着陆器坐底位置的精确测量和反演计算

深渊着陆器在下潜过程中,由于受到海流的影响,其坐底位置会偏离投放点,偏离量和偏离方向很难估计,而声学水下定位方法在深渊海区不太适用.通过在海面进行气枪十字放炮作业,利用炮点准确位置和时间信息,以及海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,OBS)记录的直达水波到时,对深渊着陆器的坐底位置进行精确测量可以提供有效定位数据.该方法对采集得到的数据进行预处理,使用蒙托卡洛方法结合最小二乘法,对万泉号着陆器实际坐底位置进行了反演校正,得到三个潜次的位置校正偏移量分别为211m、178m、861m,偏移方向各不相同,校正精度为±20m,比以往的定位精度大为提高.此外,该方法测量确定了三个海底标志物的精确位置,为未来万米无人或载人潜器提供了可靠的水下参考坐标.     

三维OBS探测实验中炮点和OBS位置校正新方法

炮点和海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)位置校正是三维地震数据处理的基本环节,也是获取高精度三维速度结构的关键所在.本文基于南海洋陆转换带(Continental-Oceanic-Transition zone,COT)IODP367/368钻探区开展的三维OBS深地震探测数据,开展了炮点及OBS位置校正研究,新的校正方法主要体现在三个方面:(1)利用连续三个炮点的平均航向对中间炮点进行位置校正,更真实地反映气枪枪阵与船体之间的软连接状态;(2)根据"滑动窗口"思想将海水声学速度阈值划分成N等份,通过循环测试获得全局最优的OBS位置校正结果,改进了前人方法只能获得局部最优解的问题;(3)针对单条测线穿过的OBS,通过加入其临近测线的直达水波走时,构成视双测线OBS位置校正法,提高了校正精度.49台OBS位置校正结果表明,除3台单测线法校正的OBS在垂直测线方向存在较大不确定性外,其余误差范围均为35m左右.本文改进的OBS位置校正方法,不仅提高了单条测线穿过的OBS位置校正精度,保证后续三维地震结构研究的可靠性,而且为今后类似的OBS位置校正提供了经验和借鉴.     

西南印度洋中脊三维地震探测中炮点与海底地震仪的位置校正

在海上实施三维地震探测过程中,人工震源枪阵中心与船上GPS的距离及地震探测作业中的船行方向造成炮点实际位置与预设位置有一定偏差;自由落体投放的OBS由于海流的影响会偏离原定设计位置(投放点),因此,炮点与海底地震仪(OBS)的位置校正是三维地震结构研究中的基本环节.本文利用艏向信息校正了炮点位置;采用蒙特卡洛和最小二乘法方法对海底地震仪的位置进行了校正,并探讨了直达水波曲线特征.结果表明 OBS位置一般偏离设计点1 km左右,其误差范围在20 m以内,校正后的OBS记录剖面展示了真实的记录情况.该研究结果为下一步西南印度洋的三维层析成像研究提供了坚实数据基础,同时为今后南海的三维深部地壳结构探测提供经验与借鉴.     

VSP直达波和反射波波动方程走时联合反演

地面资料全波形反演采用低波数回折波敏感核和高波数偏移等时线恢复地下模型的长波长和短波长分量.当回折波的穿透深度有限时，很容易陷入局部极值.波动方程反射波走时反演采用反射波的透射敏感核更新速度模型.当浅层速度存在较大误差时，仍无法得到满意的反演结果.VSP资料中直达波是一种透射波，穿透深度大，可用于井旁背景速度场建模.本文发展了针对VSP观测方式的波动方程走时联合反演(直达波和反射波)方法.采用全局优化参数反演法实现VSP上下行波和纵横波分离，构建了基于下行直达波和上行反射波走时残差的混合目标函数，推导了相应的伴随状态方程和梯度公式，给出了背景速度和反射系数分步反演流程.理论和实际VSP资料应用表明：直达波和反射波走时联合反演可以得到运动学特征精确的速度模型，为后续全波形反演提供可靠的初始模型；联合反演比单独直达波/反射波走时反演的精度高，比直达波和反射波走时级联反演的耗时少.     

VTI介质长偏移距非双曲动校正公式优化

常规Alkhalifah动校正公式精度低，不能精确描述各向异性介质长偏移距地震反射同相轴的时距关系.本文以提高VTI介质长偏移距地震资料动校正公式的精度为目标，在分析VTI介质常规动校正方程的基础上，根据误差最小原理建立优化校正系数图版，实现对常规动校正公式大偏移距误差的修正，建立最优化校正Alkhalifah动校正方程,实现了对VTI介质长偏移距地震资料常规动校正方程的改进.之后由Fomel群速度公式导出高精度VTI模型长偏移距时距函数，提出了高精度VTI介质长偏移距地震资料动校正方程.将以上的动校正方程用于各向异性参数反演，模型计算表明最优化校正Alkhalifah动校正方程的反演精度是常规长偏移距动校正方程反演精度的2～4倍，高精度动校正方程的反演精度是常规动校正方程反演精度的2～8倍.     

海底水合物OBS数据全波形反演数值例子

海底地震仪(OBS)广泛应用于海底天然气水合物的调查研究中.通过走时反演获得含水合物沉积层的速度结构是利用OBS数据研究水合物的常用方法.受限于射线理论的高频假设,走时反演结果的分辨率较低.全波形反演方法能够提供高分辨的速度结构.理论上,低频、大偏移距的OBS数据非常适合于全波形反演.但OBS观测方式存在接收点较为稀疏以及接收点位置不确定的问题,OBS的稀疏性以及位置误差可能会影响反演的可靠性以及稳定性.利用南海北部陆坡水合物勘探区的信息建立了数值模型,根据实际的OBS观测参数模拟地震数据,利用频率域全波形反演方法对模拟数据进行全波形反演.结果表明:(1)利用稀疏的OBS数据(OBS间距200 m)进行全波形反演,可以获得稳定的反演结果;(2)全波形反演的结果分辨率较高,能够显示出含水合物沉积层的速度异常;(3)OBS的位置误差对全波形反演的结果影响较大,在我们的数值例子中,当位置误差为12.5 m时,反演结果与真实模型接近,而当位置误差达到25 m时,反演结果中出现较多的高频假象.     

任意空间取向TI介质中长排列非双曲动校正公式优化(英文)

常规长排列非双曲动校正公式是在VTI介质中得到的,它不能满足任意空间取向TI(ATI)条件下的扩展.本文以VTI介质中非双曲动校正公式为基础,基于我们推导得出的ATI介质中精确四次时差系数解析解和NMO速度解析解,给出ATI介质中长排列优化的非双曲动校正公式.通过与各向异性射线追踪方法计算所得出的"精确走时"结果对比,研究表明优化后的非双曲动校正公式能精确地描述任意强弱、ATI介质中随测线方位变化的走时曲线,可以用来替代耗时、多偏移距、多方位的射线追踪方法正演拟合ATI介质中长偏移距反射走时,为利用非双曲时距的各向异性参数反演提供理论基础性认识。     

多事件联合与双差地震定位方法研究：以朝鲜核试验定位为例

双差定位法(Double-difference Earthquake Location,简称DD)和多事件联合定位法(Joint Hypocenter Determination,简称JHD)是精确多事件定位中常用的两种方法.对震源机制相近的相邻事件，DD方法利用事件之间的相对到时精准地反演它们之间的相对位置，到时差数据能够利用波形互相关等方法直接测量，但是却无法准确地确定绝对位置；相比之下，JHD方法能够同时反演事件的绝对位置和台站走时校正值.结合两种方法的优点，本文提出一种混合定位方法，同时利用绝对到时数据和到时差数据准确地反演事件绝对位置和台站走时校正.本文利用模拟数据对该方法进行了验证并将其应用于朝鲜核试验定位，结果表明该方法能够有效减小走时计算误差所导致的定位误差.对于朝鲜核试验，相比单次事件+DD定位方法和JHD方法，相对Myers的定位结果定位偏差分别减小45.67%和40.00%.     

复杂地质结构OBS地震剖面震相识别方法

震相识别对获取深部速度结构至关重要.横穿加瓜海脊的T1测线东段，地形高差达3 km，沉积厚度相差约2 km，沉积基底变化复杂，对海底地震仪（OBS）地震剖面的震相识别增加了难度.本文以该测线东段OBS数据为例，采用地形校正、基底校正、多次波识别、正演模拟、走时投影等多种手段，开展了复杂构造的OBS震相识别研究，获得了测线下方深部速度结构模型.结果表明，采用的方法对复杂地质结构下OBS震相识别是行之有效的，相比传统的方法提供了更多且准确的震相走时信息，获得的速度模型更加可靠.     

平移初至点走时动校正反演(英文)

浅层长排列信号在动校正后出现动校拉伸,本文从走时公式的角度深入研究其产生机理,,论证了常规走时公式不能准确描述同一反射子波中所有采样点的走时,建立在子波中心点走时基础上的传统速度分析不能得到准确的动校正速度。通过理论推导重构了同一子波周期中各信号点的走时公式,进而提出基于初至点走时的动校正反演方法,其反演精度相对于传统方法得到了大幅提升。最终采用初至点走时对长排列记录进行整体搬家取得了无拉伸校平的结果,验证了所重构公式的正确性。     

地震学中的“暗物质”——“静地震”与地震预测研究的未来

正如暗物质的研究是理论物理学和宇宙学中的一个关键性问题，静地震的研究也将为地震预测研究的发展提供一个历史性的机遇。     

地震学中的"暗物质"—"静地震"与地震预测研究的未来

正如暗物质的研究是理论物理学和宇宙学中的一个关键性问题,静地震的研究也将为地震预测研究的发展提供一个历史性的机遇.     

"数字地球"与实时地震学

“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识，是信息化的地球，是地球的虚拟对照体。“数字地球”的科学体系由基础研究、技术支撑和科学工程三部分组成。现代地震学同样需要基础研究、支撑技术和科学工程，其中，最后一个体系即相当于实时地震学。实时地震学调基础研究和现代技术的结合，强调地震学研究成果的转化和对社会与公众的服务，是地震学发展的“最高境界”。实时地震学需要基础研究和现代技术，更需要建立地震速报系统、地震趋势分析系统、灾害评估系统和地震救灾系统这样的系统工程。     

“九五”前兆仪器与“十五”前兆管理系统的整合

2009年5月开始以北京市地震局板桥台、东三旗台、赵各庄台等7个台站为试点,逐步完成"九五"前兆仪器网络化改造,在保留原"九五"通信模式的前提下,完成其"九五"前兆仪器无缝接入到"十五"前兆数据管理系统。从各台为期半年多的运行结果可以看出,其运行稳定、产出资料可靠且改造方案成本低,为"九五"前兆仪器整体接入"十五"管理系统提供了高效可靠的技术参考。