Введение
1 Структура сейсмического сигнала 13
1.1 Основные принципы теоретической сейсмологии 13
1.2 Земля как идеально упругая среда 14
1.2.1 Основные соотношения 14
1.2.2 Уравнения движения 16
1.2.3 Функция Грина и теорема представления 19
1.3 Сейсмические волны 21
1.3.1 Волновые уравнения и их решения 21
1.3.2 Объемные волны 23
1.3.3 Отражение и преломление сейсмических волн 25
1.3.4 Поверхностные волны 27
1.3.5 Дисперсия волн. Фазовая и групповая скорости 31
1.3.6 Распространение волн в слоистой среде 31
1.4 Возмущения вызываемые гипотетическим и реальным землетрясениями 32
1.4.1 Гипотетическое землетрясение 33
1.4.2 Смещения, вызываемые реальным землетрясением 35
1.5 Выводы 39
2 Методы детектирования сейсмических событий и их фаз 41
2.1 Волновое поле как функция пространства и времени 41
2.2 История вопроса и классификация методов 43
2.3 Автоматическое детектирование сейсмических событий и их фаз 45
2.3.1 Характеристические функции для детектирования фаз 46
2.4 Некоторые замечания к методу автоматического детектирования фаз 51
2.4.1 Преобразование трехкомпонентного сигнала в волновые координаты 51
2.4.2 Свойства матриц М(г) 53
2.4.3 Устойчивость характеристических функций 56
2.5 Проблемы анализа реальных сейсмических сигналов 59
2.6 Выводы 61
3 Методы автоматического детектирования и локации сейсмических событий 64
3.1 Частотно-временное представление сигналов 64
3.2 Сведения из теории базисов всплесков 66
3.2.1 Кратномасштабный анализ 66
3.3 Дискретное вейвлет преобразование 68
3.3.1 Алгоритмы разложения и восстановления по всплескам 68
3.3.2 Анализ с помощью ДВП дискретных сигналов 71
3.3.3 Пакеты всплесков 74
3.4 Реализация ДВП на ЭВМ 75
3.4.1 Всплески Добеши 76
3.4.2 Быстрое вейвлет преобразование 79
3.4.3 Быстрое всплеск-пакет преобразование 80
3.5 Детектирование сейсмических событий с помощью ДВПП 81
3.5.1 Обобщенная трасса 82
3.5.2 Обобщенные STA, LTA 84
3.5.3 Обобщенное отношение STA/LTA 85
3.5.4 Отношение STA/LTA, взвешенное по энтропии 86
3.5.5 Кумулятивная огибающая. Определение длительности сейсмического сигнала 89
3.6 Удаление шумов из сейсмического сигнала 91
3.7 Предварительное детектирование Р-фазы 92
3.7.1 Верхняя оценка Р-фазы 92
3.7.2 Характеристические функции для предварительного детектирования Р-фазы 93
3.8 Совместное детектирование фаз сейсмических событий 94
3.8.1 Оценки времени вступления S-волны 95
3.8.2 Алгоритм совместного детектирования Р- и S-фаз 95
3.9 Последетекторная логика 98
3.10 Локация сейсмических событий 99
3.10.1 Локация сейсмических событий по одной трехкомпонентной станции 99
3.11 Выводы 101
4 Детектирование сейсмических событий по форме трассы STA 103
4.1 Типы трасс 104
4.2 Алгоритм определения типа трассы 105
4.3 Критерии принятия решения о типе трассы 106
4.3.1 События с эпицентральным расстоянием менее 15 км 109
4.3.2 События с эпицентральным расстоянием более 15 км ПО
4.4 Тестирование метода автоматического принятия решения о типе трассы 114
4.5 Выводы 114
5 Система автоматического детектирования и локации сейсмических событий 116
5.1 Требования к системе 117
5.2 Принципы САДЛ 118
5.3 Система сбора и обработки данных 118
5.3.1 Функции «собирающего компьютера» (программа GBVMOD) 119
5.4 Система наблюдения и контроля 120
5.4.1 Функции «наблюдающего компьютера» (программа LINK) 120
5.4.2 Коммуникация программ GBVMOD и LINK 121
5.5 Функции центра обработки данных 122
5.5.1 Главное меню программы LINK 122
5.5.2 Управление системой сбора 127
5.6 Доступ к спискам сдетекгированных событий 127
5.7 Установка САДЛ 128
5.8 Выводы 129
6 Результаты использования системы автоматического детектирования и локации сейсмических событий 131
6.1 Результаты функционирования САДЛ на Шпицбергене 131
6.1.1 Локация сейсмических событий 133
6.1.2 Описание зарегистрированных событий 133
6.2 Выводы 138
Заключение 140
Литература
