地震定位

地震定位方法有：HYPO71、HYPO81、HYPOINVERSE以及可以定位远震的HYPOCENIER

双差定位法：如果两次地震间的距离比震源一台站之间的距离和速度不均匀体的尺度小,那么两次地震从震源区到公共台站间的射线路径是相似的,这样在公共台站观测到的两次地震的走时差就可以归于两地震间的空间距离。双差：两事件的观测走时与理论计算走时的差的差。通过对方程公式的差分得到双差方程,使用SVD（奇异值分解）或LSQR（共轭梯度法）方法通过求解双差方程来获得震源参数。

1.地震定位：确定地震震源的位置（经度、维度、深度）及发震时刻

2.定位精度影响因子：台网布局、可用定位震相、地震波到时的读数精度、地壳速度模型。

3.我国地震数据做双差定位流程：首先完成数据的初步整理、数据格式的转换和相应数值计算工作，采用结合excel自身强大的库函数功能和宏程序设计

 

4.1 程序中涉及到的主要术语 
①  震相对：如果两个事件到同一台站有相同震相的走时数据，那么对这两个事件来说，这两个震相就是一个震相对。例如 A 和 B 两个事件，它们到台站 S都有 Pg 的震相，A 的 Pg 和 B 的 Pg 就可以构成一个震相对。 
②  事件对：两个事件有一定数目的震相对，并且震中之间的距离在一定的范围之内。 
③  邻居：一对邻居是一对事件，它们震中之间的距离小于 MAXSEP，它们的震相对的数目大于 MINLNK（这两个参数将在后续部分中进行解释）。 
④  地震群：一系列相互联系的事件，每一个事件在地震群中至少有一个邻居。 
⑤  震相数据：从地震观测报告中提取的到时数据。 
⑥  互相关走时差：由波形互相关技术得到两两地震间的P波和 S 波走时差，也称为互相关数据。 

4.双差定位法的程序包括两个部分：预处理程序 Ph2dt 和双差定位程序Hypo DD。预处理程序 Ph2dt 的主要功能是把地震事件组成事件对；定位程序Hypo DD 是由震相对的走时和互相关数据对地震进行重新定位。图 4.1 是使用时数据流的走向，由图 4.1 可以看出，需要准备的数据是震相数据、台站信息和互相关数据（可选），震相的走时差是由 Ph2dt 程序计算出来的。 

用 Ph2dt 程序进行预处理

Ph2dt 程序的主要功能是把观测报告中的 P 波和 S 波震相转换成 Hypo DD 的输入数据文件，Ph2dt 的输入数据是震相的观测到时数据，输出的数据是事件对的走时。

Ph2dt 的输入文件中有 7 个参数，控制着事件对的建立。事件对的合理划分对于最后的定位结果有着重要的影响。表 4.1 给出了预处理程序 Ph2dt 的 7 个参数及其物理意义。 

在Hypo DD 公布的前三个例子中，MAXDIST 的值都是 500，MAXSEP 的值分别是10、15、3；在后 3 个例子中，MAXDIST 的值都是 200，MAXSEP 的值为 10，即MAXDIST/MAXSEP> 10 就可认为“远小于” 也可理解为存在数量级的差别。在很多区域，搜索半径为 10km 是一个合理的值，但是在地震破裂带较长的地方，这个值要适当放大。 

MAXNGH、MINLIK 这两个参数影响着邻居的数量，MAXNGH 越大，MINLIK 越小，邻居的数量越多；MAXNGH 越小，MINLIK 越大，邻居的数量越少。只有“强”的邻近事件才会被考虑，即至少有 MINLIK 个震相对的事件；而那些“弱”邻近事件，即震相对小于MINLIK 个邻近事件，会被选择，但不像“强”邻居一样参与计算。 当事件之间的震相对大于 MINLIK，称这一对连接为强连接。

MINOBS 和 MAXOBS 直接影响方程的规模，每一个震相建立一个双差方程。在大量的地震事件中，可以把 MINOBS 设为和 MINLIK 相同的值，这样只需考虑强连接事件。例如，对于上万个连接好的事件，设置参数 MAXNGH=8，MINLIK=8，MINOBS=8，MAXOBS=50，Ph2dt 一般会输出 1000000  个震相对（10000×8/2=40 000 个事件对，每个事件对有 8-50 个震相对，总的震相对就有 320000-2000000）。另一方面，对于小数目的事件群，可以设 MINOBS=1，MAXOBS=台站数目，MAXNGH=事件的数目，这样可以用上所有的震相对。 
HypoDD 的工作流程 

比较核心的部分是“对地震群中的地震进行重新定位”，在这个部分中，需要进行很多次迭代，每一次迭代都要经过如下步骤：建立双差方程，解方程，重新计算权值，更新震源信息，计算残差。

震相的权值 
在 Hypo DD 的走时数据中，对震相走时赋予不同的权重值，范围为 0-1，权值 0 是震相走时质量最差（双差定位程序中只考虑权值大于 0.00001 的震相），震相走时最可靠时权值为 1。如果必须使用某一个到时数据，就把权值赋为-1。国内的应用一般 P 波赋权值为 1，S 波赋权值为0.75。

1.  预处理程序 Ph2dt 的输入数据文件 
预处理程序 ph2dt 的输入数据文件有两个：一个是台站文件（e.g.file station.dat），一个是震相走时文件(e.g.file.phase.dat)。下面举例说明这两个数据文件的具体格式。 

台站文件格式：每个台站信息单独放一行，依次是： 台站标识  纬度  经度。台站代码的字符个数最多 7 位，台站坐标的经纬度可以是点度的格式，或者是度分格式。例如：ABC 35.5000   122.3333 或者 ABC 35:30   122:20  。 

地震震相走时数据文件格式：每个事件均以“#”为标识，地震震源的相关信息单独放在一行，其下放的是每一个记录到该地震的地震台站的观测值信息。具体说明如下： 
#   YR   MO   DY   HR   MN   SC   LAT   LON   DEP   MAG   EH   EZ   RMS   ID 
 STA   TT   WGHT   PHA.  对这些参数的具体说明如表 5.1 所示。  

如： 
#    2008    5 12 14 27 57.40 30.9995 103.3986 12.0 8.0 0.0 0.0 0.36 0001 
BAJ      3.2    1       P   
TZP      3.9    1       P   
MZP      4.5    1       P   
GHS      5.2    1       P   
#   2008   5   12 14 36 39.43 31.2802 103.5841 11.9 5.8 0.0   0.0 0.93 0002 
AXI    14.27    1       P   
AXI    24.27    0.5     S   
··· 
2.  定位程序 HYPODD 的输入数据文件 
除输入参数文件之外,在运行定位程序 HYPODD 时，需要输入以下三个文件，具体数据格式说明如下：第一个输入文件是由地震目录得到的事件对的旅行时差数据文件（e.g.file  dt.ct），或者是由频率域互相关法得到的 P 波和 S 波的走时差数据文件，本文定位用的从地震目录中得到的走时差，因而这里只介绍前一种数据文件的格式，即由地震目录得到的旅行时差数据，该文件是预处理程序Ph2dt 的输出结果文件。具体格式为：标题行给出每一个事件对的标识，其下面各行为各地震台站的观测值，如下所示： 
# ID1 ID2 
STA TT1 TT2 WGHT PHA .参数的说明如表 5.2 所示： 

第二个输入文件为初始震源位置数据文件（e.g.file  event.dat），该文件中存放的是地震事件的初始震源位置。该文件也是预处理程序Ph2dt的输出结果文件，格式是固定的。具体格式为：每一个事件占一行，具体见表 5.3： 

第三个输入文件是台站文件（e.g.file  station.dat），此处的台站数据文件与Ph2dt 程序中用到的台站文件是同一个。

另外一篇文章的速度模型：本文参考了赵珠等(1997)通过天然地震与人工地震测深数据相结合给出的龙门山断裂带速度模型.确定使用的一维速度模型列于表1.

另一方面，还应开展震源机制和地震破裂过程的研巧。单独使用地震定位结果研究活动构造显得单薄，震源机制和地震破裂过程与活动构造密切相关，能够反映断裂的细节特征。使用地震定位、震源机制和地震破裂过程一起来分析活动构造的细节特征，能够更加得到全面的认识。