技術(shù)特征：

1.一種微震震源自動(dòng)定位及可靠性綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：包括基于瞬時(shí)頻率和可變分辨率的包絡(luò)函數(shù)的微震波形到時(shí)自動(dòng)拾取算法IFEP、基于到時(shí)差值和殘差分析微震波形自動(dòng)識(shí)別方法APSI、單純形微震震源自動(dòng)定位算法Simplex、微震震源定位可靠性綜合評(píng)價(jià)體系SLRE四大部分；

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

所述APSI在IFEP自動(dòng)拾取到時(shí)的基礎(chǔ)上，基于到時(shí)差值分析和殘差分析，結(jié)合微震傳感器空間布設(shè)形態(tài)，對(duì)微震波形中的延遲波和外部異常波兩類異常波形進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別剔除，同時(shí)還能夠確定各個(gè)傳感器拾取微震波的P、S波類型，為Simplex奠定基礎(chǔ)；

所述Simplex能夠正確采用對(duì)應(yīng)的P、S波到時(shí)和波速進(jìn)行震源自動(dòng)定位，并且能夠任意選擇L1范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則和L2范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算事件殘差；

所述SLRE能夠?qū)ξ⒄鹫鹪炊ㄎ豢煽啃赃M(jìn)行有效評(píng)價(jià)；

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

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微震震源自動(dòng)定位及可靠性綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述基于瞬時(shí)頻率和可變分辨率的包絡(luò)函數(shù)的微震波形到時(shí)自動(dòng)拾取算法IFEP，具體步驟如下：

(1)將微震波形時(shí)序信號(hào)進(jìn)行小波變換，得到波形信號(hào)的時(shí)頻二維聯(lián)合分布，通過(guò)求解波形信號(hào)時(shí)頻二維分布的邊緣分布，得到波形信號(hào)頻率隨時(shí)間的變化關(guān)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(jì)算得到波形信號(hào)的任意時(shí)刻的瞬時(shí)頻率；式中：g_f,t代表某一頻率成分f在某個(gè)時(shí)刻t出現(xiàn)的概率；

(2)設(shè)定包絡(luò)分析分辨率d；求取波形信號(hào)在分辨率d時(shí)的所有極值點(diǎn)，獲得該分辨率下的極值點(diǎn)時(shí)序數(shù)據(jù)；采用三次樣條插值，獲得完整的包絡(luò)函數(shù)序列；改變分辨率d，從而得到不同分辨率的包絡(luò)函數(shù)序列，最終獲得不同分辨率信號(hào)包絡(luò)函數(shù)序列；

(3)將步驟(1)中得到的微震波形信號(hào)的瞬時(shí)頻率和步驟(2)中得到的可變分辨率的包絡(luò)函數(shù)作為時(shí)間序列輸入，分別計(jì)算包絡(luò)信號(hào)和瞬時(shí)頻率的長(zhǎng)短時(shí)窗比值序列R1和R2，令R＝R1×R1，將R值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，從而自動(dòng)拾取微震波形到時(shí)，將自動(dòng)拾取的微震波形到時(shí)稱為觀測(cè)到時(shí)，第i個(gè)傳感器的觀測(cè)到時(shí)記為t_i。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微震震源自動(dòng)定位及可靠性綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：設(shè)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(cè)到時(shí)分別為t_i和t_j，并令t_i＜t_j；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)微震監(jiān)測(cè)區(qū)域中P波波速為v_P，S波波速為v_S；分別計(jì)算傳感器之間的觀測(cè)到時(shí)差值OAD_ij和P波到時(shí)差值理論極限TLP_ij：

OAD_ij＝t_j-t_i

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

設(shè)傳感器T_i是P波到時(shí)，T_j是S波到時(shí)，當(dāng)兩傳感器和震源位于同一直線上時(shí)，它們之間的觀測(cè)到時(shí)差值取得極大值，且該極大值計(jì)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(shí)差值理論極限，d_i為傳感器T_i到測(cè)區(qū)域邊緣的最大距離；

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

表1到時(shí)差值分析表

表中：

微震傳感器臺(tái)站殘差采用下式進(jìn)行表示：

γ_i＝t_i-tt_i

式中：t_i是觀測(cè)到時(shí)，tt_i是計(jì)算走時(shí)；其中t_i不受計(jì)算的影響，因此臺(tái)站殘差γ_i主要受計(jì)算走時(shí)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；

綜合到時(shí)差值分析、殘差分析和微震傳感器臺(tái)網(wǎng)布設(shè)形態(tài)對(duì)對(duì)微震波形中的延遲波和外部異常波兩類異常波形進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別剔除，同時(shí)還能夠確定各個(gè)傳感器拾取微震波的P、S波類型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微震震源自動(dòng)定位及可靠性綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述單純形微震震源自動(dòng)定位算法Simplex，具體步驟如下：

(1)首先將微震發(fā)震時(shí)間t₀分離出去，采用單純形微震震源自動(dòng)定位算法Simplex對(duì)震源空間坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)進(jìn)行求解，然后再計(jì)算發(fā)震時(shí)間t₀；

(2)根據(jù)權(quán)利要求2所述的IFEP微震波形到時(shí)自動(dòng)拾取結(jié)果和權(quán)利要求3所述的APSI微震波形自動(dòng)識(shí)別結(jié)果，剔除異常波形信號(hào)，同時(shí)采用正確的、對(duì)應(yīng)的P波和S波到時(shí)和波速進(jìn)行震源定位；

(3)選擇采用L1范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則或L2范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算事件殘差；

基于L1范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則的事件殘差計(jì)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(jì)準(zhǔn)則的事件殘差計(jì)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(tái)站的個(gè)數(shù)；m表示自由度，即未知數(shù)的個(gè)數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微震震源自動(dòng)定位及可靠性綜合評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述微震震源定位可靠性綜合評(píng)價(jià)體系SLRE，包含事件殘差指標(biāo)R、敏感度指標(biāo)M和觸發(fā)序列指標(biāo)T，并且綜合上述三種指標(biāo)建立了微震震源定位可靠性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)P，能夠?qū)ξ⒄鹫鹪炊ㄎ豢煽啃赃M(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；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(dòng)定位算法Simplex得到微震震源自動(dòng)定位結(jié)果后，SLRE能夠自動(dòng)對(duì)定位精度和穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；

(2)根據(jù)L1范數(shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算得到的事件殘差大小，確定事件殘差指標(biāo)R的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；微震波波速增加或降低10％后，采用Simplex進(jìn)行重新定位，根據(jù)重定位結(jié)果與原來(lái)的定位結(jié)果之間的誤差L的大小，確定敏感度指標(biāo)M的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)觀測(cè)觸發(fā)序列和計(jì)算觸發(fā)序列之間的錯(cuò)配程度，同時(shí)結(jié)合微震有效傳感器個(gè)數(shù)，確定觸發(fā)序列指標(biāo)T的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

(3)引入了微震震源定位綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)P，并有P＝R+M+T，根據(jù)P的評(píng)分情況，SLRE將震源定位結(jié)果劃分為5個(gè)等級(jí)，分別為A、B、C、D、E，實(shí)現(xiàn)了微震震源定位可靠性定量化評(píng)價(jià)。