利用多子波方法对宽频带地震数据的时间残差进行多信道估计

介绍了一种用于估计地震台阵数据到时残差的多信道处理的新方法。该方法综合了3种传统台阵处理方法的特点:频率域波束形成、时间域波束形成和主成分分析。首先对数据进行多子波变换,从而产生一组窄频带地震图。我们利用多子波变換替代加窗的傅里叶变换,以控制时间和频率的分辨率。我们还使用了一种波束形成程序,对转换过的、按时间排齐的数据进行主成分分析。主成分矢量值和成对数值被用来计算衡量波外形相似的相干性。主成分矢量的相差可作为数据与平面波模型拟合偏差的一种量度。相位差可以直接转换成时间差,但它们只能分辩一部分波长。因此,我们的方法是从较低的分析频带移至较高的分析频带的逐步分析法。我们提供了两个实例来说明这种方法在很宽的时空尺度范围均可采用。第一,1994年的玻利维亚深源地震期间,我们测定了一组覆盖南加利福尼亚大部分地区的宽频带地震台的时间残差。时间残差的范围为2s,将它们消除后,我们可以在1.0Hz上把数据叠加。第二,我们研究了在土库曼斯坦的直径不足1km的地震台阵的高频传感器记录的地方震数据。我们发现,时间残差范围只有0.02s,将其消除后,我们显著地改善了信号的主频数据的叠加。

三分量地震台阵的多重小波分析:在加州皮尼翁平地有效各向异性测量中的应用

研制并应用一种新技术来确定三分量地震台阵数据的台阵平均质点运动。这种方法基于多斜率谱法延伸的多重小波,是傅里叶法和台阵处理时域法的混合。质点运动由时域主分量法求出。对集中在多个矩阵中小波的交换信号(每个矩阵一个小波)进行复杂的奇异值分解。利用每个矩阵最大奇异值的特征向量来估算各单独信号间的相位。我们求出各分量问的相对相位来估算台阵的平均质点运动椭圆。由于多重小波的冗余度和用于复平面内单个相位因子的 M 估量,使得运算程序更加稳定。此方法应用于1990年和1991年在加州度尼翁平地三分量台阵实验获得的数据。我们发现 P 波质点运动与纯纵波在各向同性介质中的运动差异很明显,响些方位角异常达40°。方位角变化的质点运动异常与频率有关,通常频率升高时异常大小也增加。在台阵深井孔内153m 和274 m 以下,传感器测量值图案与地表传感器值难以区分。数据与倾斜、横向各向司性介质(向西北倾斜30°,走向为70°的对称面)模型相符。我们认为其结果是3方面的影响叠加造成的:(1)花岗闪长岩基岩沿节理的优势风化弓i起的近地表各向异性。(2)与圣罗莎糜棱岩有关的结构和内在各向异性造成的大尺度各向异性。(3)近地表散射。