大容量气枪震源的实验与模拟研究 被引量：32

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作者 唐杰 王宝善 +1 位作者 葛洪魁 陈颙 《中国地震》 CSCD 北大核心 2009年第1期1-10,共10页

气枪震源是一种新兴、环保、绿色的人工震源,在区域尺度深部探测中有重要的应用前景。本文通过实验模拟研究了用于深部探测的大容量气枪震源,主要工作为:(1)根据陆上气枪实验分析了大容量气枪震源的特征;(2)采用自由气泡振荡理论模拟气... 气枪震源是一种新兴、环保、绿色的人工震源,在区域尺度深部探测中有重要的应用前景。本文通过实验模拟研究了用于深部探测的大容量气枪震源,主要工作为:(1)根据陆上气枪实验分析了大容量气枪震源的特征;(2)采用自由气泡振荡理论模拟气枪信号,探讨深部探测中增强气泡效应从而增大气枪低频部分能量的方法;(3)研究气枪容量、工作压力和沉放深度等对单枪信号的影响及枪阵激发时刻和气枪间距对枪阵信号的影响,指导深部探测中气枪震源工作参数的选择;(4)研究不同类型水底对反射透射系数的影响,其结果对于选择合适的场地条件有指导意义。 展开更多

关键词 气枪源 子波模拟 气泡效应 参数选择 场地条件

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基于压缩感知的信号重建方法及在气枪震源信号处理中的应用 被引量：6

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作者 张帅 杨润海 高尔根 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期322-330,共9页

在气枪源探测过程中,由于各种干扰因素的影响,导致部分有效信号缺失或受随机干扰严重,为了重构出连续完整的数据,依据气枪源信号在傅里叶变换域中具有稀疏性的特点,构建了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)的缺失信号重建... 在气枪源探测过程中,由于各种干扰因素的影响,导致部分有效信号缺失或受随机干扰严重,为了重构出连续完整的数据,依据气枪源信号在傅里叶变换域中具有稀疏性的特点,构建了一种基于压缩感知(Compressive Sensing,简称CS)的缺失信号重建方法。首先进行数值模拟,并将该方法与传统的插值方法处理效果进行对比,对重建效果进行均方根误差及信噪比(SNR)分析,结果显示:压缩感知方法重建前后信号的波形吻合度高、振幅一致性更强、同相轴清晰且连续性相同,对噪声压制较好。综上表明:该方法重建效果优于传统的三次样条插值方法。将该方法应用于实际资料,结果显示受干扰的有效信号能够得到很好的恢复重建。 展开更多

关键词 气枪源 地震 随机干扰 压缩感知 为缺失信号重建

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基于长江安徽段气枪主动源实验庐江台阵的台站对双差地震速度成像 被引量：3

3

作者 胡景 钱佳威 +6 位作者 郭浩 王康东 翟秋实 张海江 姚华建 张伟 安美建 《中国地震》 北大核心 2016年第2期343-355,共13页

针对气枪主动源监测中相位加权叠加数据绝对到时拾取可能存在较大误差的问题,提出基于台站之间叠加信号波形的相似性,利用台站对波形的互相关得到更准确到时差的策略。在此基础上,将台站对双差地震速度成像方法直接用于台站对到时差数据... 针对气枪主动源监测中相位加权叠加数据绝对到时拾取可能存在较大误差的问题,提出基于台站之间叠加信号波形的相似性,利用台站对波形的互相关得到更准确到时差的策略。在此基础上,将台站对双差地震速度成像方法直接用于台站对到时差数据,以确定地下介质的速度异常。本文利用长江安徽段气枪实验在庐江临时地震台阵接收到的数据进行了测试,发现基于波形互相关得到的到时差数据比绝对到时数据更准确。最后,采用台站对双差地震成像的方法,得到了庐江台阵覆盖区域的地壳三维速度异常模型,继而确定了该地区较大尺度的地下结构分布。 展开更多

关键词 气枪源 相位加权叠加 波形互相关 台站对双差层析成像 庐江台阵

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稀疏反演用于消除气泡和增强频谱

4

作者 Yangkang Chen Shuwei Gan +3 位作者 Shan Qu Shaohuan Zu 王林 黄宏生 《国际地震动态》 2015年第12期3-12,24,共11页

由无气泡气枪震源形成的简单波形可以大大简化子波相位函数的确定和控制,可以提高地震数据的地层学分层的可靠性。本文中,我们提出一种创新方法,即通过利用频率-波数域稀疏反演法用于消除气泡和增强频谱。与著名的气枪震源不同,我们使... 由无气泡气枪震源形成的简单波形可以大大简化子波相位函数的确定和控制,可以提高地震数据的地层学分层的可靠性。本文中,我们提出一种创新方法,即通过利用频率-波数域稀疏反演法用于消除气泡和增强频谱。与著名的气枪震源不同,我们使用目标源的概念。目标源是单一波瓣且无气泡的气枪震源。为了反演使用类似目标源获得的地震数据,我们计算一个估计问题。该方法的基本思想是利用卷积和反卷积,由于稳定性因素在时空域存在随机噪声。我们提出当通过频率-波数(f-k)域值约束做反卷积时,利用迭代消除随机噪声。与传统的维纳滤波法相比,此方法可以获取更为接近完美的结果,并消除其他噪声和人工干扰。我们利用一个线性事件合成数据和一个更为真实的Marmousi模型实例来演示此方法的性能。结果表明,此方法能有效地消除气泡影响并填补频谱凹槽。 展开更多

关键词 稀疏反演 气枪源 目标源 气泡 频谱凹槽

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一种基于曲波域的压缩感知降噪方法及其 在水库气枪信号中的应用 被引量：3

5

作者 张帅 杨润海 +4 位作者 张演 张惠菊 姚远 沈娅宏 李平 《地震研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期441-451,共11页

针对气枪主动源信号的特点,构建了一种基于曲波域的压缩感知降噪方法,并将其应用于气枪主动源信号处理。介绍了将新发展的压缩感知理论与曲波域全变差技术相结合的降噪方法的原理和处理流程。通过数值模拟,将该方法与传统方法的处理效... 针对气枪主动源信号的特点,构建了一种基于曲波域的压缩感知降噪方法,并将其应用于气枪主动源信号处理。介绍了将新发展的压缩感知理论与曲波域全变差技术相结合的降噪方法的原理和处理流程。通过数值模拟,将该方法与传统方法的处理效果进行了对比评价,降噪后的波速测量结果与模拟信号基本一致。将该方法应用到实际的气枪主动源的数据处理中。结果表明:该方法在去除随机噪声的同时,也压制了相干干扰现象。 展开更多

关键词 气枪源信号 降噪 压缩感知 曲波变换 全变差

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呼图壁气枪数据中面波振幅变化研究 被引量：1

6

作者 于雯 杨欣颖 +1 位作者 喻静 孙道远 《地震研究》 CSCD 北大核心 2021年第1期22-32,共11页

利用新疆呼图壁气枪数据,在引入小波传播子方法测量到时延迟的基础上,进一步引入面波振幅作为监测地下介质变化的一个重要参数。结果表明:相对于到时的突跳,面波振幅能克服气枪源震源强度突变带来的测量不稳定;同时,通过面波到时延迟和... 利用新疆呼图壁气枪数据,在引入小波传播子方法测量到时延迟的基础上,进一步引入面波振幅作为监测地下介质变化的一个重要参数。结果表明:相对于到时的突跳,面波振幅能克服气枪源震源强度突变带来的测量不稳定;同时,通过面波到时延迟和振幅变化特征的模拟,发现面波振幅和到时延迟测量存在较好的正相关关系,且可以用介质速度变化所导致的聚焦和散焦效应来解释。面波振幅也可以作为较为稳定的参数来衡量地下介质的波速变化。 展开更多

关键词 呼图壁气枪源 面波振幅 小波传播子 到时延迟 地震波形

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甘肃祁连山大容量气枪主动源最大探测范围 被引量：6

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作者 秦满忠 刘旭宙 +5 位作者 邹锐 张元生 郭晓 魏从信 王亚红 孙点峰 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1070-1075,共6页

叠加甘肃和青海数字测震台网记录到的甘肃祁连山大容量气枪连续激发的大量观测波形。结果显示,单次激发的气枪震源信号最远可以在距气枪震源304km的古浪台(GLT)识别,通过110次叠加的信号最远可以追踪到412km的安西台(AXX),4 600次叠加... 叠加甘肃和青海数字测震台网记录到的甘肃祁连山大容量气枪连续激发的大量观测波形。结果显示,单次激发的气枪震源信号最远可以在距气枪震源304km的古浪台(GLT)识别,通过110次叠加的信号最远可以追踪到412km的安西台(AXX),4 600次叠加的信号最远可以在距气枪震源677km的乌图美仁台站(WTM)观测到。研究结果可为提高甘肃祁连山大容量气枪主动源观测系统的监测能力和微弱信号的提取能力,探讨祁连山区域内部介质速度变化等工作提供重要的科学意义。 展开更多

关键词 甘肃祁连山大容量气枪主动源 最大探测范围 叠加

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利用祁连山主动源资料研究2016年门源6.4级地震前后波速变化 被引量：4

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作者 邹锐 郭晓 +2 位作者 张元生 秦满忠 颜文华 《中国地震》 北大核心 2018年第2期283-292,共10页

采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化... 采用叠加、互相关、插值拟合等方法对祁连山气枪主动源台网数据进行处理,针对2016年1月21日青海门源6.4级地震前后气枪激发地震P波、S波震相的走时变化特征进行了分析,结果表明,地震前约6个月时,震中附近3个台站的相对走时出现下降变化(走时减少),至震前约3个月时低值异常恢复正常,之后再次出现走时下降变化,地震即发生于走时变化恢复过程中。S波走时变化最大下降幅度达18ms,震后走时变化逐渐恢复正常,且3个台站变化趋势较为一致,其中,距震中最近的台站的S波走时变化最明显(ZDY38台),较远台站的走时变化幅度较小,其变化特征与震源区位置有关。走时缩短意味着速度增加,可能与区域应力积累间存在一定的关系。 展开更多

关键词 青海门源6.4级地震 气枪主动源 走时变化 互相关

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水下节点地震仪在陆地主动源探测中的应用 被引量：1

9

作者 孙点峰 王亚红 +3 位作者 秦满忠 邹锐 万文琦 王志栋 《地震科学进展》 2023年第12期561-566,共6页

主动源激发的精确时刻非常重要,为了获取更加精确的激发时刻,我们通过在刘家峡主动源调试安装水下节点地震仪观测系统,记录激发数据。实验证明,该水下节点地震仪观测系统能够清晰记录到气枪震源激发信号。同时对平静时观测数据进行背景... 主动源激发的精确时刻非常重要,为了获取更加精确的激发时刻,我们通过在刘家峡主动源调试安装水下节点地震仪观测系统,记录激发数据。实验证明,该水下节点地震仪观测系统能够清晰记录到气枪震源激发信号。同时对平静时观测数据进行背景噪声分析,噪声功率谱密度低于NHNM噪声曲线,各分项背景噪声值小于-120 dB,与岸边架设仪器背景噪声进行比较,水下地震仪记录噪声略高于岸边陆地地震仪噪声,这可能与水浪、风以及船舶航行等有关。对激发数据进行频谱分析,优势频率在2~8 Hz范围内,与前人研究结果一致,可以作为刘家峡主动源激发信号记录的参考台之一。水下节点地震仪在陆地主动源探测中的应用,将对提高气枪主动源观测精度以及气枪主动源地震监测系统建设和数据处理有一定的价值。 展开更多

关键词 气枪主动源 水下地震仪 背景噪声 频谱分析

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基于甘肃气枪主动源的“地下云图”构建

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作者 张元生 秦满忠 +6 位作者 钟美娇 邹锐 张卫东 周涛 郭晓 刘旭宙 李少华 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期382-386,共5页

在陆地气枪主动源技术系统不断发展的基础上,使用地震层析成像和计算机图像处理技术,把地震波物理参数(地震波速度和v P/v S)演化过程以气象云图的形式表现出来,达到“看图识天气”的目的。利用地震波速“地下云图”的结果开展地震孕育... 在陆地气枪主动源技术系统不断发展的基础上,使用地震层析成像和计算机图像处理技术,把地震波物理参数(地震波速度和v P/v S)演化过程以气象云图的形式表现出来,达到“看图识天气”的目的。利用地震波速“地下云图”的结果开展地震孕育过程和机理研究,深入了解强震发生前后震源区地震波速度和波速比的时空演化表征,总结提取具有普适性的地震学前兆参数及其指标,对进一步提高地震预测预报效能有着重要科学意义。 展开更多

关键词 气枪主动源 地下云图 地震孕育过程 地震波速异常特征

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利用气枪主动源资料研究高频GPS与强震仪信号特征

11

作者 李祖宁 郑勇 +5 位作者 李军 陈超贤 洪明泉 陈光 王紫燕 赵文波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4739-4749,共11页

高频GPS在地震学研究中起着重要作用,然而其地震信号的稳定性和适用范围仍不清楚;由于气枪震源可重复性比较高,可提供定量的震源波形信号进行分析,特别适于对仪器的信号特征进行分析和标定.我们根据2016年5月在福建漳州南一水库的气枪... 高频GPS在地震学研究中起着重要作用,然而其地震信号的稳定性和适用范围仍不清楚;由于气枪震源可重复性比较高,可提供定量的震源波形信号进行分析,特别适于对仪器的信号特征进行分析和标定.我们根据2016年5月在福建漳州南一水库的气枪主动源激发观测实验获取的高频GPS与强震仪资料,对比分析了不同频率下高频GPS和强震仪的信号特征.研究发现:(1)气枪的沉放深度、枪阵的尺寸以及水深影响两者信号相关性;(2)高频GPS记录到的位移信号与强震仪仿真的位移信号具有高相关性,且在10~60 s频带内两者的波形相关性最高;在长周期上,高频GPS比强震仪稳定性更高.对比发现高频GPS可以作为地震观测的“位移计”,在大震的近场观测中具有其独特的优势,可以作为地震仪观测的有效补充;同时,高频GPS可以应用于地震预警与烈度速报以及快速确定大震破裂过程等工作中. 展开更多

关键词 高频GPS 强震仪 气枪主动源 信号特征 地震预警

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断裂带对气枪震源信号传播路径及波速变化规律的影响

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作者 叶泵 陈佳 +3 位作者 杨建文 霍远航 王军 李孝宾 《中国地震》 北大核心 2021年第4期888-897,共10页

通过研究地表各向异性在气枪震源波速变化测量中的影响,探讨相邻台站同一时期介质波速变化的测量结果不一致的原因。研究结果表明:①震源所在水库的形状为非规则形状,这种横向的非均匀性对分布在水库周边台站测量的波速变化影响较小;②... 通过研究地表各向异性在气枪震源波速变化测量中的影响,探讨相邻台站同一时期介质波速变化的测量结果不一致的原因。研究结果表明:①震源所在水库的形状为非规则形状,这种横向的非均匀性对分布在水库周边台站测量的波速变化影响较小;②断裂带对于地震波传播有明显的影响,相邻台站因断裂带的存在导致震相射线的路径不同,进而会影响波速变化的测量;③相邻台站的高程不同可能导致各台震相射线的路径不一致,但对波速变化测量结果影响较小。 展开更多

关键词 气枪主动源 各向异性 波速变化

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地震监测实时仿真对比系统在水库气枪主动源激发观测实验中的应用

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作者 洪明泉 李军 +1 位作者 李祖宁 陈超贤 《地震地磁观测与研究》 2022年第5期100-110,共11页

气枪震源具有高度可重复性,可用于检测和分析地震监测仪器的响应特性。2016年5—6月,在福建漳州南一水库、永定棉花滩水库进行气枪主动源激发观测实验,使用全球导航卫星系统GNSS、强震仪、烈度计实时采集数据,应用地震监测实时仿真对比... 气枪震源具有高度可重复性,可用于检测和分析地震监测仪器的响应特性。2016年5—6月,在福建漳州南一水库、永定棉花滩水库进行气枪主动源激发观测实验,使用全球导航卫星系统GNSS、强震仪、烈度计实时采集数据,应用地震监测实时仿真对比系统,将强震仪和烈度计记录信号仿真为位移信号,与GNSS记录的真实位移信号进行对比分析,验证实时仿真对比算法的可靠性、适用条件以及强震仪和烈度计记录位移的能力。结果表明,该实时仿真对比系统具备实时数据接收、数据处理、数据显示功能,实现了各类仪器记录波形的实时对比,具体如下:①GNSS仪器Trimble NetR9记录的GPS信号,与北斗信号差分解算后的精度(水平向精度5mm,垂直向精度10mm)相当;②烈度计VH-GL-LDY与强震仪CMG-50TCDE记录波形具有较好的一致性,采用同一NTP授时服务器,CMG-50TDE在授时精度上的表现优于VH-GL-LDY;③强震仪和烈度计记录的加速度信号可以仿真得到相对真实的位移时程,且仿真位移信号在10—60 s频带范围内与GNSS位移信号的相关性最高。 展开更多

关键词 GNSS 强震仪 烈度计 实时仿真 气枪主动源

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