• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析

张志斌 金花 王晓飞

张志斌, 金花, 王晓飞. 单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(1): 200-209. doi: 10.11899/zzfy20190119
引用本文: 张志斌, 金花, 王晓飞. 单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(1): 200-209. doi: 10.11899/zzfy20190119
Zhang Zhibin, Jin Hua, Wang Xiaofei. Analysis of Precision of the Simplex Location Method in the Xinjiang Digital Seismic Network[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(1): 200-209. doi: 10.11899/zzfy20190119
Citation: Zhang Zhibin, Jin Hua, Wang Xiaofei. Analysis of Precision of the Simplex Location Method in the Xinjiang Digital Seismic Network[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(1): 200-209. doi: 10.11899/zzfy20190119

单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析

doi: 10.11899/zzfy20190119
基金项目: 

测震台网青年骨干专项 CEA-JC/QNCZ-18313

新疆地震科学基金 201707

详细信息
    作者简介:

    张志斌, 男, 生于1988年。工程师。主要从事地震定位和震源机制方面研究。E-mail:306920839@qq.com

Analysis of Precision of the Simplex Location Method in the Xinjiang Digital Seismic Network

  • 摘要: 地震定位是地震学中最基本的问题之一,现阶段大部分采用基于走时的方法。单纯形定位方法作为一种直接搜索类的方法,在新疆测震台网日常地震目录产出中发挥了重要作用。本文采用数值模拟的方法,利用新疆测震台网现有布局,结合“3400”走时表,分析单纯形定位方法在新疆测震台网的测定精度。研究表明,对于新疆测震台网网内浅源地震,单纯形定位方法能够得出较为精确的震中位置,而得出的网外地震震中位置存在一定偏差;初至折射波对震源深度有一定的控制能力,速度模型的准确性对震源深度和发震时刻的测定影响较大。
  • 图  1  地震目录震源深度直方图

    Figure  1.  Histogram of focal depth in earthquake catalog

    图  2  “3400”走时表速度模型

    Figure  2.  Velocity model from"3400"ravel time table

    图  3  虚拟台网及虚拟震中位置

    Figure  3.  Virtual network and suppositional earthquake location

    图  4  新疆测震台网分布及虚拟震中位置

    Figure  4.  Distribution of seismic station in Xinjiang and suppositional earthquake location

    表  1  虚拟台网不同初始深度的定位结果

    Table  1.   Location results at different initial depths of the virtual network

    虚拟震中 虚拟发震时刻 初始深度
    /km
    定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    40.0719°N
    116.0939°E
    H:13km
    2010-05-08
    10:30:30.0
    10 40.0839 116.0902 11 10:30:30.3 0.2
    20 40.0672 116.0916 13 10:30:29.8 0.06
    30 40.0713 116.0934 12 10:30:30.0 0.006
    40 40.0713 116.0939 13 10:30:29.9 0.01
    下载: 导出CSV

    表  2  各研究区域不同初始深度的定位结果

    Table  2.   Results of location in different regions at different initial depths of Xinjiang Digital Seismic Network

    区域 虚拟震中 虚拟发震时刻 初始深度/km 定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    南天山西段 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40
    40.54
    40.54
    40.54
    40.54
    79.65
    79.65
    79.65
    79.65
    9
    9
    10
    9
    23:22:3.0
    23:22:3.0
    23:22:3.1
    23:22:3.0
    0.21
    0.22
    0.25
    0.21
    天山中段 43.83°N
    86.35°E
    H:10km
    2016-12-08
    13:15:03
    10
    20
    30
    40
    43.82
    43.82
    43.82
    43.82
    86.35
    86.35
    86.35
    86.35
    10
    10
    10
    9
    13:15:3.1
    13:15:3.1
    13:15:3.1
    13:15:3.1
    0.46
    0.46
    0.46
    0.46
    西昆仑 36.12°N
    82.49°E
    H:10km
    2014-02-12
    17:19:48
    10
    20
    30
    40
    36.13
    36.12
    36.14
    36.13
    82.49
    82.49
    82.51
    82.49
    8
    9
    10
    9
    17:19:48.3
    17:19:48.4
    17:19:48.5
    17:19:48.4
    0.37
    0.38
    0.47
    0.38
    下载: 导出CSV

    表  3  加入随机误差后不同初始深度的定位结果

    Table  3.   Positioning results at different initial depths after adding random errrors

    区域 虚拟震中 虚拟发震时刻 初始深度/km 定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    南天山西段 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40
    40.54
    40.54
    40.54
    40.54
    79.64
    79.65
    79.66
    79.68
    11
    11
    10
    9
    23:22:3.1
    23:22:3.1
    23:22:3.1
    23:22:2.9
    0.41
    0.41
    0.42
    0.45
    天山中段 43.83°N
    86.35°E
    H:10km
    2016-12-08
    13:15:03
    10
    20
    30
    40
    43.83
    43.83
    43.82
    43.82
    86.36
    86.36
    86.36
    86.35
    12
    12
    10
    11
    13:15:3.1
    13:15:3.1
    13:15:3.1
    13:15:3.0
    0.58
    0.56
    0.52
    0.55
    西昆仑 36.12°N
    82.49°E
    H:10km
    2014-02-12
    17:19:48
    10
    20
    30
    40
    36.12
    36.12
    36.12
    36.13
    82.49
    82.49
    82.51
    82.51
    7
    8
    9
    8
    17:19:48.3
    17:19:48.3
    17:19:48.2
    17:19:48.4
    0.49
    0.42
    0.46
    0.46
    下载: 导出CSV

    表  4  不同数据源的定位结果

    Table  4.   Positioning results from different data source

    处理方法 虚拟震中 虚拟发震时刻 初始深度/km 定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    1 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.54
    40.53
    79.65
    79.64
    79.66
    8
    11
    12
    23:22:2.9
    23:22:3.2
    23:22:2.0
    0.4
    0.43
    0.41
    2 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.53
    40.54
    79.65
    79.66
    79.63
    8
    8
    9
    23:22:3.0
    23:22:2.8
    23:22:3.0
    0.4
    0.38
    0.25
    3 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.56
    40.56
    40.55
    79.64
    79.63
    79.64
    23
    19
    21
    23:22:2.0
    23:22:1.5
    23:22:1.7
    1.3
    1.3
    1.2
    4 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.55
    40.53
    40.51
    79.64
    79.70
    79.63
    10
    10
    10
    23:22:2.9
    23:22:2.0
    23:22:3.4
    0.35
    0.65
    0.53
    5 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.55
    40.55
    79.60
    79.64
    79.63
    5
    4
    9
    23:22:2.8
    23:22:2.9
    23:22:3.6
    0.27
    0.28
    0.19
    6 40.54°N
    79.65°E
    H:10km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.50
    40.50
    40.49
    79.39
    79.38
    79.37
    5
    6
    6
    23:22:4.5
    23:22:5.8
    23:22:5.7
    0.69
    0.6
    0.54
    下载: 导出CSV

    表  5  虚拟震源位于下地壳时不同数据源的定位结果

    Table  5.   Positioning results from different data source in which the suppositional earthquake is located in the lower crust

    处理方法 虚拟震中 虚拟发震时刻 初始深度
    /km
    定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    01 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.54
    40.54
    79.65
    79.65
    79.65
    30
    29
    29
    23:22:3.0
    23:22:2.9
    23:22:2.9
    0.06
    0.2
    0.12
    02 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.53
    40.54
    79.65
    79.65
    79.65
    29
    31
    29
    23:22:2.9
    23:22:3.0
    23:22:2.9
    0.31
    0.29
    0.28
    1 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.53
    40.54
    79.67
    79.66
    79.65
    18
    25
    27
    23:22:2.3
    23:22:2.8
    23:22:2.8
    0.9
    0.4
    0.5
    2 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.53
    40.54
    40.54
    79.66
    79.65
    79.64
    10
    31
    30
    23:22:3.4
    23:22:2.9
    23:22:3.0
    0.6
    0.3
    0.2
    3 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.55
    40.56
    40.54
    79.64
    79.63
    79.64
    39
    30
    41
    23:22:1.6
    23:22:1.0
    23:22:1.8
    0.9
    1.4
    1.0
    4 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.54
    40.51
    40.56
    79.61
    79.59
    79.64
    31
    31
    31
    23:22:3.4
    23:22:3.9
    23:22:2.9
    0.3
    0.3
    0.3
    5 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.59
    40.54
    40.55
    79.70
    79.62
    79.63
    27
    30
    33
    23:22:1.8
    23:22:3.3
    23:22:3.2
    0.5
    0.2
    0.3
    6 40.54°N
    79.65°E
    H:30km
    2010-01-02
    23:22:03
    10
    20
    30
    40.53
    40.49
    40.47
    79.46
    79.45
    79.34
    37
    36
    36
    23:22:4.0
    23:22:4.3
    23:22:4.9
    0.4
    0.5
    0.7
    注:处理方法01未进行任何处理,处理方法02加入±0.5s随机误差,下同。
    下载: 导出CSV

    表  6  不同虚拟震源深度的定位结果(固定初始震源深度10km)

    Table  6.   Positioning results in different virtual source locations at a fixed initial depth of 10km

    震源位置及发震时刻 处理方法 定位结果
    北纬/° 东经/° 深度/km 发震时刻 残差
    40.54°N
    79.65°E
    H:5km
    2010-01-02
    23:22:03
    01
    02
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    40.54
    40.54
    40.53
    40.53
    40.54
    40.57
    40.53
    40.50
    79.65
    79.65
    79.65
    79.66
    79.64
    79.65
    79.67
    79.43
    5
    5
    6
    7
    20
    6
    7
    19
    23:22:3.1
    23:22:3.1
    23:22:3.0
    23:22:3.0
    23:22:2.9
    23:22:2.8
    23:22:2.7
    23:22:4.9
    0.2
    0.3
    0.5
    0.6
    1.6
    0.5
    0.1
    0.6
    40.54°N
    79.65°E
    H:15km
    2010-01-02
    23:22:03
    01
    02
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    40.54
    40.53
    40.54
    40.54
    40.55
    40.55
    40.53
    40.52
    79.65
    79.65
    79.65
    79.66
    79.63
    79.64
    79.65
    79.51
    15
    15
    16
    12
    8
    15
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  • 收稿日期:  2018-06-28
  • 刊出日期:  2019-03-01

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