本發(fā)明涉及一種微震震源自動定位及定位結(jié)果評價方法，尤其是一種適用于礦山、隧道、邊坡和油氣開發(fā)等各種巖土工程的微震震源自動定位及定位可靠性評價的方法，屬于微震監(jiān)測領域。

背景技術：

微震監(jiān)測技術是利用煤巖材料受載破壞產(chǎn)生的微震波形信號來研究和評價煤巖穩(wěn)定性的一種地球物理實時監(jiān)測技術。近年來，微震監(jiān)測技術在礦山煤巖動力災害監(jiān)測預警、油氣開發(fā)、邊坡和堤壩穩(wěn)定性監(jiān)測等各類巖土工程中得到了廣泛應用。微震震源定位是微震監(jiān)測技術的重要內(nèi)容和研究熱點，隨著科學技術的發(fā)展和現(xiàn)場要求的提高，高精度的微震震源自動定位及定位結(jié)果可靠性(定位精度和震源求解系統(tǒng)穩(wěn)定性)評價是微震監(jiān)測的發(fā)展趨勢。微震監(jiān)測臺網(wǎng)布設、微震波形識別和到時拾取、波速模型、定位算法是影響微震震源定位的主要因素。其中，P、S波及異常波形識別、高精度到時自動拾取和穩(wěn)健的定位算法是高精度自動定位關鍵，同時也需要對自動定位結(jié)果可靠性給出正確的評價。

目前微震波形主要通過時頻、幅頻、持續(xù)時間等特征進行分析，對背景噪音的識別和濾除效果較好，然而對于P、S波和異常波形識別難度較大。文獻《巖石力學與工程學報》，2014年第8期，李楠，“基于到時差值的微震波異常信號識別方法”，該文獻根據(jù)到時差值分析對延遲波和外部異常波兩種異常波形信號進行識別，沒有涉及P、S波和其它異常波形識別。微震波形到時拾取主要采用長短時窗口(STA/LTA)比值法，但當波形信號信噪比較低或初動不明顯時到時拾取誤差較大，而且該類方法沒有利用波形信號的頻率特征來拾取到時。在微震定位方面，應用最多的就是基于到時不同原理發(fā)展而來的各種震源定位方法，例如Geiger法以及在此基礎上改進的各種方法，然而這類算法對初始值依賴較高，當初始值選取不當，定位精度將大大降低，甚至不能收斂。近年來提出的Powell法、粒子群算法等一定程度上降低了對初始值的依賴程度，但是并沒有從根本上解決求解系統(tǒng)發(fā)散問題。文獻《煤炭學報》，2014年第12期，李楠，“基于L1范數(shù)統(tǒng)計的單純形微震震源定位方法”，該文獻采用基于L1范數(shù)統(tǒng)計準則的單純性算法進行震源定位，未對到時拾取和異常波形識別進行論述，也沒有同時采用P、S波進行定位。另外，目前微震波形到時自動拾取精度和微震震源自動定位精度也不能滿足現(xiàn)場需求，很多情況下需要人工進行修正，這不僅大大增加了工作量，費時費力；而且人工定位受個體人主觀判斷影響較大。目前微震定位結(jié)果評價方面主要考慮對定位精度的評價，然而微震震源定位評價不僅應包括定位精度評價，還應包含定位穩(wěn)定性評價，即定位可靠性綜合評價。文獻《煤炭學報》，2013年第11期，李楠，“微震震源定位可靠性綜合評價模型”，該文獻提出了一種能夠?qū)Χㄎ痪群头€(wěn)定性進行全面評價的模型，然而該模型沒有將涉及微震震源定位方法，而僅僅是對已有的定位結(jié)果進行評價。因此，缺少一種同時具有微震震源自動定位和定位可靠性評價功能于一體的綜合方法。

因此，發(fā)明一種集微震波形到時自動拾取、微震波形自動識別、微震震源自動定位、定位可靠性綜合評價于一體的微震震源定位及可靠性綜合評價方法是非常有意義的。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題：針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法，通過建立礦山、隧道、邊坡和油氣開發(fā)等微震監(jiān)測中微震波形到時自動拾取算法、P、S波及異常波形自動識別方法、穩(wěn)健的自動定位算法、微震震源定位可靠性綜合評價體系，最終形成一種高精度的微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法，該方法能夠大大提高微震震源自動定位精度，并且給出正確的定位可靠性評價結(jié)果，從而為微震監(jiān)測的成功應用奠定基礎。

技術方案：一種微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法，包括基于瞬時頻率和可變分辨率的包絡函數(shù)的微震波形到時自動拾取算法IFEP、基于到時差值和殘差分析微震波形自動識別方法APSI、單純形微震震源自動定位算法Simplex、微震震源定位可靠性綜合評價體系SLRE四大部分；

所述IFEP能夠自動拾取高精度的微震波形到時數(shù)據(jù)，為APSI和Simplex奠定基礎；

所述APSI在IFEP自動拾取到時的基礎上，基于到時差值分析和殘差分析，結(jié)合微震傳感器空間布設形態(tài)，對微震波形中的延遲波和外部異常波兩類異常波形進行自動識別剔除，同時還能夠確定各個傳感器拾取微震波的P、S波類型，為Simplex奠定基礎；

所述Simplex能夠正確采用對應的P、S波到時和波速進行震源自動定位，并且能夠任意選擇L1范數(shù)統(tǒng)計準則和L2范數(shù)統(tǒng)計準則計算事件殘差；

所述SLRE能夠?qū)ξ⒄鹫鹪炊ㄎ豢煽啃?定位精度和穩(wěn)定性)進行有效評價；

IFEP、APSI、Simplex、SLRE四部分有序結(jié)合，互為前提和基礎，環(huán)環(huán)相扣，形成一套完整的微震震源自動定位和可靠性評價方法。

所述基于瞬時頻率和可變分辨率的包絡函數(shù)的微震波形到時自動拾取算法IFEP，具體步驟如下：

(1)將微震波形時序信號進行小波變換，得到波形信號的時頻二維聯(lián)合分布，通過求解波形信號時頻二維分布的邊緣分布，得到波形信號頻率隨時間的變化關系；公式如下：

$f\left(t\right)=E(f,t)=\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}{\mathrm{fg}}_{f,t}{d}_f=\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}fG(f,t)d_f$

從而計算得到波形信號的任意時刻的瞬時頻率；式中：g_f,t代表某一頻率成分f在某個時刻t出現(xiàn)的概率；

(2)設定包絡分析分辨率d；求取波形信號在分辨率d時的所有極值點，獲得該分辨率下的極值點時序數(shù)據(jù)；采用三次樣條插值，獲得完整的包絡函數(shù)序列；改變分辨率d，從而得到不同分辨率的包絡函數(shù)序列，最終獲得不同分辨率信號包絡函數(shù)序列；

(3)將步驟(1)中得到的微震波形信號的瞬時頻率和步驟(2)中得到的可變分辨率的包絡函數(shù)作為時間序列輸入，分別計算包絡信號和瞬時頻率的長短時窗比值序列R1和R2，令R＝R1×R1，將R值與設定的閾值進行比較，從而自動拾取微震波形到時，將自動拾取的微震波形到時稱為觀測到時，第i個傳感器的觀測到時記為t_i。

所述基于到時差值和殘差分析微震波形自動識別方法APSI，具體步驟如下：

設任意兩傳感器T_i和T_j之間的歐式距離為2c_ij，根據(jù)權(quán)利要求2中所述的IFEP觀測到時分別為t_i和t_j，并令t_i＜t_j；現(xiàn)場實測微震監(jiān)測區(qū)域中P波波速為v_P，S波波速為v_S；分別計算傳感器之間的觀測到時差值OAD_ij和P波到時差值理論極限TLP_ij：

OAD_ij＝t_j-t_i

${\mathrm{TLP}}_{ij}=\frac{2c_{ij}}{v_p}$

設傳感器T_i是P波到時，T_j是S波到時，當兩傳感器和震源位于同一直線上時，它們之間的觀測到時差值取得極大值，且該極大值計算公式如下：

${\mathrm{DAD}}_{ij}=\frac{d_i+2c_{ij}}{v_s}-\frac{d_i}{v_p}=d_i\left(\frac{v_p-v_s}{v_p{v}_s}\right)+\frac{2c_{ij}}{v_s}$

式中：DAD_ij記為傳感器T_j的延遲波到時差值理論極限，d_i為傳感器T_i到測區(qū)域邊緣的最大距離；

根據(jù)觀測到時差值OAD_ij、P波到時差值理論極限TLP_ij、延遲波到時差值理論極限D(zhuǎn)AD_ij，建立到時差值分析表1：

表1到時差值分析表

表中：

微震傳感器臺站殘差采用下式進行表示：

γ_i＝t_i-tt_i

式中：t_i是觀測到時，tt_i是計算走時；其中t_i不受計算的影響，因此臺站殘差γ_i主要受計算走時tt_i的影響；建立殘差分析表2：

表2殘差分析表

表中：k為殘差系數(shù)，且k＞0。

根據(jù)到時差值分析、殘差分析，同時結(jié)合微震傳感器臺網(wǎng)空間布設形態(tài)，對微震波形中的延遲波和外部異常波兩類異常波形進行識別剔除，同時還能夠識別確定各個傳感器拾取微震波的P、S波類型，為震源定位奠定基礎。

所述單純形微震震源自動定位算法Simplex，具體步驟如下：

(1)首先將微震發(fā)震時間t₀分離出去，采用單純形微震震源自動定位算法Simplex對震源空間坐標(x₀,y₀,z₀)進行求解，然后再計算發(fā)震時間t0；

(2)根據(jù)權(quán)利要求2所述的IFEP微震波形到時自動拾取結(jié)果和權(quán)利要求3所述的APSI微震波形自動識別結(jié)果，剔除異常波形信號，同時采用正確的、對應的P波和S波到時和波速進行震源定位；

(3)選擇采用L1范數(shù)統(tǒng)計準則或L2范數(shù)統(tǒng)計準則計算事件殘差；

基于L1范數(shù)統(tǒng)計準則的事件殘差計算公式為：

$E_{L1}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}|t_i-t_{ti}-t_{median}|}{n-m}$

基于L2范數(shù)統(tǒng)計準則的事件殘差計算公式為：

$E_{L2}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\γ}}_i^2}{n-m}}$

式中：t_median是所有(t_i-tt_i)的中位數(shù)；n是有效微震傳感器臺站的個數(shù)；m表示自由度，即未知數(shù)的個數(shù)。

所述微震震源定位可靠性綜合評價體系SLRE，包含事件殘差指標R、敏感度指標M和觸發(fā)序列指標T，并且綜合上述三種指標建立了微震震源定位可靠性綜合評價指標P，能夠?qū)ξ⒄鹫鹪炊ㄎ豢煽啃赃M行綜合評價；具體步驟如下：

(1)利用權(quán)利要求4所述的單純形微震震源自動定位算法Simplex得到微震震源自動定位結(jié)果后，SLRE能夠自動對定位精度和穩(wěn)定性進行綜合評價；

(2)根據(jù)L1范數(shù)統(tǒng)計準則計算得到的事件殘差大小，確定事件殘差指標R的評價標準；微震波波速增加或降低10％后，采用Simplex進行重新定位，根據(jù)重定位結(jié)果與原來的定位結(jié)果之間的誤差L的大小，確定敏感度指標M的評價標準；根據(jù)觀測觸發(fā)序列和計算觸發(fā)序列之間的錯配程度，同時結(jié)合微震有效傳感器個數(shù)，確定觸發(fā)序列指標T的評價標準；

(3)引入了微震震源定位綜合評價指標P，并有P＝R+M+T，根據(jù)P的評分情況，SLRE將震源定位結(jié)果劃分為5個等級，分別為A、B、C、D、E，實現(xiàn)了微震震源定位可靠性定量化評價。

有益效果：本發(fā)明是一種系統(tǒng)的微震震源自動定位以及定位可靠性綜合評價方法(AMSLRE)，實現(xiàn)了微震波形到時自動拾取、微震波形自動識別、震源自動定位以及定位可靠性綜合評價，其主要優(yōu)點在于：

(1)IFEP基于瞬時頻率和可變分辨率的包絡函數(shù)進行微震波形到時自動拾取，兼顧了微震波形的幅值和頻率信息，對于信噪比較低的微震波形信號，極大的提高了到時自動拾取精度，從而為微震波形自動識別和微震震源自動定位奠定基礎。

(2)APSI不需要通過復雜的波形分析對微震波類型進行識別，而是基于到時差值分析、殘差分析以及微震傳感器臺網(wǎng)布設形態(tài)對微震波形中的延遲波和外部異常波兩種異常波形進行自動識別和剔除，同時還能夠識別確定各個傳感器拾取微震波的P、S波類型，為采用對應的P、S波到時和波速進行震源定位奠定基礎。

(3)單純形微震震源定位算法(Simplex)不需要求解偏導數(shù)和逆矩陣，大大降低了計算量，而且不會出現(xiàn)發(fā)散問題，從而使計算過程更加穩(wěn)定和強健。另外Simplex能夠同時采用對應的P、S波到時和波速進行震源定位，而且也能夠靈活采用L1范數(shù)統(tǒng)計準則或L2范數(shù)統(tǒng)計準則，從而大大提高微震震源自動定位精度。

(4)微震震源定位可靠性綜合評價體系(SLRE)綜合了事件殘差指標R、敏感度指標M和觸發(fā)序列指標T，不僅能夠?qū)ξ⒄鹫鹪炊ㄎ痪冗M行評價，還能夠?qū)Χㄎ磺蠼庀到y(tǒng)和定位結(jié)果穩(wěn)定性進行有效評價；SLRE給出了綜合評價指標P的量化評價標準以及對應的震源定位劃分等級，實現(xiàn)了微震震源定位可靠性定量化評價。

(5)AMSLRE是IFEP、APSI、Simplex和SLRE的有序結(jié)合，是一套系統(tǒng)完整的微震震源自動定位和可靠性評價方法，IFEP、APSI、Simplex和SLRE環(huán)環(huán)相扣、互為前提和基礎，最終實現(xiàn)高精度微震震源自動定位和定位可靠性綜合評價。

附圖說明

圖1是延遲波到時差值分析示意圖。

圖2是單純形在誤差空間中的移動實例。

圖3是一種微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法(AMSLRE)主要內(nèi)容和流程圖。

圖4是IFEP微震波形到時自動拾取實例。給出了其中兩種不同信噪比的現(xiàn)場微震波形采用IFEP自動拾取到時的實例，圖4(a)為高信噪比的現(xiàn)場微震波形采用IFEP自動拾取到時的實例圖，圖4(b)為低信噪比的現(xiàn)場微震波形采用IFEP自動拾取到時的實例圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述：

本發(fā)明的微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法，具體實施方案如下：

(1)基于瞬時頻率和可變分辨率的包絡函數(shù)的微震波形到時自動拾取算法(IFEP)根據(jù)小波分析理論，將微震波形時序信號進行小波變換，得到時頻二維聯(lián)合分布：

g_f,t＝G(f,t) (1)時頻圖上任一點的值g_f,t代表某一頻率成分f在某個時刻t出現(xiàn)的概率。

通過求解波形信號時頻二維分布的邊緣分布，得到波形信號頻率隨時間的變化關系。其公式如下：

$f\left(t\right)=E(f,t)=\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}{\mathrm{fg}}_{f,t}{d}_f=\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\∫}}fG(f,t)d_f---\left(2\right)$

公式(2)即為波形信號的瞬時頻率計算公式，根據(jù)公式(2)能夠準確得到波形信號的任意時刻的瞬時頻率，從而為從波形信號的頻率特征自動拾取到時奠定基礎。

包絡分析是工程中常用的一種信號分析方法，形成包絡線的基本特征點是波形信號的極值點。可變分辨率的包絡函數(shù)實現(xiàn)步驟具體如下：

a.求出波形信號的全部極值點；

b.設定包絡分析分辨率d；

c.求取波形信號在分辨率d時的所有極值點，獲得該分辨率下的極值點時序數(shù)據(jù)；

d.采用三次樣條插值，獲得完整的包絡函數(shù)序列；

e.返回第一步，重復上述步驟，得到不同分辨率的包絡函數(shù)序列。最終，獲得不同分辨率信號包絡函數(shù)序列。

將微震波形信號的瞬時頻率和可變分辨率的包絡函數(shù)作為時間序列輸入，分別計算包絡信號和瞬時頻率的長短時窗比值序列R1和R2，令R＝R1×R1，將R值與設定的閾值進行比較，從而自動拾取微震波形到時，將自動拾取的微震波形到時稱為觀測到時，第i個傳感器的觀測到時記為t_i。從而為微震波形自動識別和微震震源自動定位奠定基礎。

(2)基于到時差值和殘差分析微震波形自動識別方法(APSI)

設任意兩傳感器T_i和T_j之間的歐式距離為2c_ij，它們觀測到時分別為t_i和t_j，并令t_i＜t_j；現(xiàn)場實測微震監(jiān)測區(qū)域中P波波速為v_P，S波波速為v_S；根據(jù)公式(3)和公式(4)分別計算傳感器之間的觀測到時差值OAD_ij和P波到時差值理論極限TLP_ij：

OAD_ij＝t_j-t_i (3)

${\mathrm{TLP}}_{ij}=\frac{2c_{ij}}{v_p}---\left(4\right)$

如圖1所示，設傳感器T_i是P波到時，T_j是S波到時，當兩傳感器和震源位于同一直線上時，它們之間的觀測到時差值取得極大值，且該極大值計算公式如下：

${\mathrm{DAD}}_{ij}=\frac{d_i+2c_{ij}}{v_s}-\frac{d_i}{v_p}=d_i\left(\frac{v_p-v_s}{v_p{v}_s}\right)+\frac{2c_{ij}}{v_s}---\left(5\right)$

上式中DAD_ij記為傳感器T_j的延遲波到時差值理論極限，d_i為傳感器T_i到測區(qū)域邊緣的最大距離，采用公式(5)計算延遲波到時差值理論極限。

根據(jù)觀測到時差值OAD_ij、P波到時差值理論極限TLP_ij、延遲波到時差值理論極限D(zhuǎn)AD_ij，建立到時差值分析表(表1)。

表1到時差值分析表

注：其中

微震傳感器臺站殘差可用下式進行表示：

γ_i＝t_i-tt_i (6)

上式中，t_i是觀測到時，tt_i是計算走時。其中t_i不受計算的影響，因此臺站殘差γ_i主要受計算走時tt_i的影響。根據(jù)公式(6)，建立殘差分析表(表2)。

表2殘差分析表

注：表中k為殘差系數(shù)，且k＞0，應用中，k根據(jù)實際情況選取。

根據(jù)到時差值分析、殘差分析，同時結(jié)合微震傳感器臺網(wǎng)空間布設形態(tài)，對微震波形中的延遲波和外部異常波兩類異常波形進行識別剔除，同時還能夠識別確定各個傳感器拾取微震波的P、S波類型，為震源定位奠定基礎。

(3)單純形微震震源定位算法(Simplex)

分別采用L1范數(shù)統(tǒng)計準則和L2范數(shù)統(tǒng)計準則計算時間殘差，其中基于L1范數(shù)統(tǒng)計準則的事件殘差計算公式為：

$E_{L1}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}|t_i-t_{ti}-t_{median}|}{n-m}---\left(7\right)$

式(7)中t_median是所有(t_i-tt_i)的中位數(shù)。

基于L2范數(shù)統(tǒng)計準則的事件殘差計算公式為：

$E_{L2}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\γ}}_i^2}{n-m}}---\left(8\right)$

式(7)和(8)中，n是有效微震傳感器臺站的個數(shù)；m表示自由度，即未知數(shù)的個數(shù)，在微震震源定位中m＝4。

單純形微震震源定位算法(Simplex)的實施主要步驟如下：

a.將微震發(fā)震時間t₀分離出去，對震源空間坐標(x₀,y₀,z₀)進行求解，然后再計算發(fā)震時間t₀；

b.在微震監(jiān)測區(qū)域內(nèi)任選四點，以這四個點為頂點構(gòu)造初始單純形；

c.根據(jù)IFEP微震波形到時自動拾取結(jié)果和APSI微震波形自動識別結(jié)果，剔除異常波形信號，同時選取對應的P、S波到時和波速；

d.采用L1范數(shù)統(tǒng)計準則(公式(7))或L2范數(shù)統(tǒng)計準則(公式(8))計算單純形各個頂點的事件殘差；

e.分別比較四個點的事件殘差，確定最大值和最小值；根據(jù)擴展、映射、收縮、壓縮四種變換形式在誤差空間中尋找新的頂點，組成新的單純形；

f.重復以上步驟，不斷移動單純形，直到得到最佳震源空間坐標或者滿足迭代終止條件時，迭代終止，同時計算微震發(fā)震時間，最終得到微震震源定位結(jié)果(x₀,y₀,z₀,t₀)。圖2表示一個單純形在誤差空間中的迭代過程。

(4)微震震源定位可靠性綜合評價體系(SLRE)

事件殘差能夠在一定程度上反映定位誤差的大小，因此提出評價微震震源定位精度的事件殘差指標R。采用L1范數(shù)統(tǒng)計準則(公式(7))計算事件殘差，根據(jù)事件殘差大小，得到事件殘差指標R的評價標準，詳見表3。

表3事件殘差指標評價標準

注：表中α是事件殘差修正系數(shù)。

將微震波波速增加或降低10％后，采用Simplex進行重新定位，將重定位結(jié)果與原來的定位結(jié)果之間的誤差記為L，L可采用下式進行計算：

L＝S′(x₀,y0,z₀)|_v′＝v±10_％v-S(x₀,y0,z₀) (9)

上式中，M為敏感度指標，S(x₀,y₀,z₀)為原始定位結(jié)果，S′(x₀,y₀,z₀)為微震波速度增加或降低10％后，在采用相同震源定位方法的情況下，得到的重定位結(jié)果。

系統(tǒng)越穩(wěn)定對輸入數(shù)據(jù)的抵抗能力就越強，因此根據(jù)公式(9)，提出評價評價微震震源定位穩(wěn)定性的敏感度指標M。根據(jù)重定位誤差L的大小，確定敏感度指標M的評價標準，詳見表4。

表4敏感度指標評價標準

注：表中β是敏感度修正系數(shù)。

根據(jù)觀測觸發(fā)序列和計算觸發(fā)序列之間的錯配程度，將觸發(fā)序列劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5個等級，其中等級越高表明觀測觸發(fā)序列和計算觸發(fā)序列之間的錯配程度越?。煌瑫r為了考慮微震傳感器臺網(wǎng)對震源定位影響，結(jié)合有效傳感器數(shù)量，建立能夠同時評價微震震源定位精度和定位穩(wěn)定性的觸發(fā)序列指標T，具體評價標準如表5所示。

表5觸發(fā)序列指標評價標準

綜上所述，引入微震震源定位可靠性綜合評價指標P，并令P＝R+M+T，從而建立微震震源定位可靠性(定位精度和穩(wěn)定性)綜合評價體系(SLRE)，根據(jù)SLRE將震源定位結(jié)果劃分為5個等級，分別為A、B、C、D、E。SLRE的評價標準如表6所示。

表6微震震源定位可靠性綜合評價體系

(6)將IFEP、APSI、Simplex、SLRE有序結(jié)合，建立微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法(AMSLRE)，AMSLRE的主要內(nèi)容和流程見圖3。

微震監(jiān)測系統(tǒng)共有16個傳感器，分別記為T1(x₁,y₁,z₁),T2(x₂,y₂,z₂),T3(x₃,y₃,z₃),…,T16(x₁₆,y₁₆,z₁₆)，在微震監(jiān)測區(qū)域中進行已知震源位置的人工爆破實驗，爆破事件記為B(x,y,z,t)，其中t為爆破時間；根據(jù)現(xiàn)場實測微震波P波波速為4158m/s，S波波速為2483m/s。

2016年5月18日15時37分30秒879毫秒在微震監(jiān)測區(qū)域進行了一次人工爆破試驗。精確測量該人工爆破事件的空間坐標為x＝2672.2,y＝4712.8,z＝-132.5，將該人工爆破事件記為B(2672.2,4712.8,-132.5,879)。

微震監(jiān)測系統(tǒng)接收到了該爆破事件誘發(fā)的微震波形，首先采用IFEP自動拾取各個微震傳感器接收的微震波形到時，圖4給出了其中兩種不同信噪比的現(xiàn)場微震波形采用IFEP自動拾取到時的實例，從圖中可以看出對于低信噪比的微震波形信號(圖4(b))IFEP仍然能夠自動拾取高精度的波形到時。采用IFEP自動拾取的各個傳感器到時詳見表7。

表7 IFEP自動拾取傳感器到時

注：“/”表示對應傳感器沒有接收到微震波形。

根據(jù)公式(3)、(4)、(5)，通過計算得到該爆破事件的到時差值分析表，詳見表8。

表8爆破事件到時差值分析表

根據(jù)到時差值分析表，傳感器T16和T1拾取的都是延遲波到時，因此它們不應參與定位計算。

根據(jù)公式(6)進行殘差分析，本實施例中殘差系數(shù)k設定為1.2。殘差分析結(jié)果見表9。

表9爆破事件殘差分析表

根據(jù)殘差分析，將傳感器T3拾取到時修正為S波到時。因此，基于到時差值和殘差分析微震波形自動識別方法(APSI)得到的爆破事件微震波形識別結(jié)果如表10所示。

表10 APSI爆破事件微震波形識別結(jié)果

在IFEP自動拾取到時和APSI微震波形識別的基礎上，采用單純形微震震源定位算法(Simplex)對爆破事件B進行震源自動定位，自動定位結(jié)果如表11所示。

表11 Simplex震源自動定位結(jié)果

件采用微震震源定位可靠性綜合評價體系(SLRE)對爆破事件的微震震源自動定位可靠性進行評價，其中事件殘差指標R得分為8，敏感度指標M得分為-2，觸發(fā)誤序列指標T得分為4，綜合評價指標P得分為：

P＝R+M+T＝8+(-2)+4＝10 (10)

微震震源定位可靠性綜合評價結(jié)果詳見表12所示。

表12 SLRE定位可靠性綜合評價結(jié)果

從實施例可知，本發(fā)明的一種微震震源自動定位及可靠性綜合評價方法(AMSLRE)，不僅實現(xiàn)了高精度的微震震源自動定位，而且對自動定位可靠性評價結(jié)果符合實際情況。

上述實施例雖然對本發(fā)明的技術方案進行了比較詳細的說明，但是并不是對本發(fā)明的限制，任何對本發(fā)明的技術方案進行修改或者同等替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。