测震资料的干扰分析方法与应用

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地震研究的基础是测震资料,地震台站是产出测震资料的第一线。但由于各种类型的干扰对产出的测震资料质量造成了显著的影响,进而对于震相的分析与识别造成干扰,直接影响地震的定位精度以及反演结果。为了尽可能地去除这些干扰、提高测震资料的质量,就需要对干扰进行分析与处理。因此,本文基于成都地震台的测震资料提出了测震资料的干扰分析方法,旨在分析干扰的产生原因并着手寻找解决方法,以此改善数据的质量,为具有类似干扰情况的测震资料提供解决思路和方法。文中首先对波形数据做Hilbert-Huang变换、小波变换和快速傅里叶变换,求得Hilbert-Huang时频图、小波时频图、Hilbert边际谱和FFT频谱图,综合分析得出结论:波形中存在2~4Hz高幅值的干扰频率区间。通过带阻滤波去除该频率区间,证实2~4Hz频率范围的高幅值区间正是波形中“毛刺”所在的频率范围。针对2~4Hz高幅值频率区间是“个例或固有”,文中提出了四个思考并进行了相应的研究,四个思考的研究结果显示:2~4Hz高幅值频率区间属于成都地震台2012年至今的固有干扰频率。为了探究干扰的产生原因,本文计算了成都地震台的仪器响应、分析仪器数据通道更换后的影响以及计算成都地震台2002~2017历年的背景噪声。将结果进行综合分析后,得出结论:2~4Hz高幅值频率区间与背景噪声是密切相关的。对于干扰的处理,文中运用了滤波器设计以及最优小波基选择法,对于已知干扰以及2~4Hz固定频率干扰可采取设计滤波器的方式得到去除。对于非固定频率的高频干扰则采用最优小波基选择法进行处理。最优小波基选择法以重构精度、去噪后的频谱分析以及相对SNR值结果作为最优小波基筛选的依据,bior2.4小波被选择为适合成都地震台的最优小波基。应用于实际干扰处理的结果显示:波形去噪效果显著,信噪比得到明显提高,不会造成震级的误差,证明了方法的适用性。
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