臺(tái)差法提高低信噪比下走時(shí)變化探測(cè)精度的研究

黃亦磊+運(yùn)乃丹+周仕勇

摘要：為研究噪音對(duì)主動(dòng)源信號(hào)走時(shí)變化提取精度的影響，采用對(duì)比數(shù)值實(shí)驗(yàn)的方法。按照常規(guī)流程，首先用反褶積去除震源激發(fā)時(shí)間的不確定性干擾，壓縮子波以得到更加尖銳的震相，由于發(fā)現(xiàn)反褶積會(huì)降低信號(hào)的信噪比，于是提出了臺(tái)差法來代替反褶積矯正氣槍激發(fā)的不確定性，再結(jié)合干涉法提取走時(shí)變化，并定量對(duì)比了兩者的走時(shí)變化提取精度，最后嘗試用臺(tái)差法提取主動(dòng)源走時(shí)的日變化。結(jié)果表明，臺(tái)差法可以有效矯正震源激發(fā)時(shí)刻的影響，且不降低信噪比，從而也能獲得較高走時(shí)變化提取的精度。

關(guān)鍵詞：主動(dòng)源；走時(shí)變化；走時(shí)臺(tái)差法；信噪比

中圖分類號(hào)：P315.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2017）04-0595-10

0引言

地震波信號(hào)是照亮地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一盞明燈。復(fù)雜的地震波信號(hào)是由斷層的破裂過程和介質(zhì)格林函數(shù)耦合而成。傳統(tǒng)的地震學(xué)分為研究震源運(yùn)動(dòng)學(xué)和地球結(jié)構(gòu)研究（Lay，Wallace，1995）。從地震信號(hào)研究震源S（t）或者介質(zhì)結(jié)構(gòu)G（t）就必須使兩者解耦。因此，大多數(shù)震源或者介質(zhì)的研究中，都必須假設(shè)另一者有先驗(yàn)的模型。

由于主動(dòng)源具有精確的激發(fā)時(shí)刻、激發(fā)地點(diǎn)，為地下介質(zhì)的研究提供了良好的可重復(fù)震源，從而使精細(xì)獲取介質(zhì)結(jié)構(gòu)變化成為可能。Niu 等（2008）利用壓電陶瓷作為主動(dòng)源，發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)附近2個(gè)小地震發(fā)生前，壓電陶瓷產(chǎn)生地震波信號(hào)走時(shí)有顯著的延遲。在物理上，由于地震發(fā)生之前都會(huì)有裂隙和孔隙壓力的變化，這個(gè)變化在介質(zhì)波速上有所體現(xiàn)（Simmons，1964；Yukutake，1988），當(dāng)這種精細(xì)變化被主動(dòng)源信號(hào)所捕獲時(shí)，將有助于我們認(rèn)識(shí)地震孕育的物理過程。壓電陶瓷具有頻率高、衰減快、傳播距離十分有限的特點(diǎn)，不能在大區(qū)域的研究中作為廣泛應(yīng)用的主動(dòng)源。因此，陳颙院士在其所主導(dǎo)建設(shè)的賓川地震信號(hào)發(fā)射臺(tái)中，引入了4槍組合的氣槍激發(fā)源作為主動(dòng)源，從而克服了傳播距離有限的問題（羅桂純等，2006；王寶善等，2011；王偉濤等，2009；楊微等，2013）。

目前，賓川發(fā)射臺(tái)氣槍實(shí)驗(yàn)已順利進(jìn)行多年，積累了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如何提取高精度的主動(dòng)源信號(hào)走時(shí)變化是眾多學(xué)者關(guān)心和研究的問題。筆者首先介紹目前提取走時(shí)變化常用的干涉法和處理流程，之后對(duì)提取走時(shí)變化流程中反褶積這一步驟提出可能存在放大噪音而影響走時(shí)變化提取精度的問題，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一想法，進(jìn)而提出一種可能替代反褶積的臺(tái)差法來矯正震源的影響，并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)證。

1干涉法提取走時(shí)變化簡(jiǎn)介

波速測(cè)量關(guān)鍵的問題在于走時(shí)的獲取，對(duì)于相對(duì)走時(shí)變化在0.01%～1%量級(jí)的精細(xì)變化（Wang et al，2008；劉自鳳等，2015）探測(cè)中，傳統(tǒng)手動(dòng)拾取震相到時(shí)的方法已經(jīng)不再適用。由于主動(dòng)源氣槍激發(fā)的重復(fù)性，波形上也表現(xiàn)出一定的相似性，基于互相關(guān)提取相對(duì)走時(shí)變化的方法比較適用（劉自鳳等，2015；王彬等，2012）。本文以Wang 等（2008）所提出的干涉法為基礎(chǔ)，開展信號(hào)走時(shí)提取。

1.1互相關(guān)函數(shù)

對(duì)于兩個(gè)能量有限、定義在[t1，t2]上的有限長(zhǎng)地震實(shí)信號(hào)x（t）和y（t），相關(guān)函數(shù)定義為：Rxy（τ）=∫t2t1x（t）y（t-τ）dt（1）其中：τ為時(shí)間延遲。物理意義上，相關(guān)函數(shù)表征了將一個(gè)信號(hào)相對(duì)另一個(gè)信號(hào)移動(dòng)之后的相似性，為了方便比較，引入無量綱歸一化的相關(guān)系數(shù)ρxy：ρxy（τ）=Rxy（τ）∫t2t1x2（t）∫t2t1y2（t）（2）互相關(guān)系數(shù)在[-1，1]間變化，互相關(guān)系數(shù)值越大說明2個(gè)信號(hào)越相像。2個(gè)相同的信號(hào)在τ=0時(shí)，互相關(guān)系數(shù)取1。

1.2干涉法

這里的干涉法特指為氣槍設(shè)計(jì)的一種基于互相關(guān)提取走時(shí)變化的方法。在氣槍主動(dòng)源的走時(shí)變化探測(cè)過程中，存在以下2個(gè)問題，必須設(shè)計(jì)與之相應(yīng)、適合氣槍主動(dòng)源提取走時(shí)變化的方法：

（1）氣槍信號(hào)由很多震相組成，不同震相代表了地震波在地下介質(zhì)中傳播的不同路徑，因此形成了對(duì)地下不同的采樣空間。不同路徑上的走時(shí)變化可能不同，所以有必要截取出一定長(zhǎng)度的時(shí)窗，使之只包含一個(gè)特定的震相，以保證窗內(nèi)所提取的走時(shí)變化是穩(wěn)定而一致的。

地震研究40卷第4期黃亦磊等：臺(tái)差法提高低信噪比下走時(shí)變化探測(cè)精度的研究（2）地震儀的采樣率為100 Hz，對(duì)應(yīng)的時(shí)間采樣間隙0.01 s，然而介質(zhì)速度變化引起的走時(shí)變化可能小于時(shí)間采樣間隙，因此我們有必要對(duì)記錄的地震信號(hào)進(jìn)行有效插值，將走時(shí)測(cè)量精度大幅提高至0.001 s以上。

干涉法的原理如圖1所示。首先我們需要得到一個(gè)參考波形，將參考波形和待測(cè)信號(hào)分成若干個(gè)小時(shí)窗，每個(gè)小時(shí)窗可以左右移動(dòng)一定的步長(zhǎng)，將移動(dòng)過程中最大的互相關(guān)系數(shù)（圖1c）對(duì)應(yīng)的時(shí)間移動(dòng)定為該時(shí)窗的相對(duì)時(shí)移（圖1d）。每一個(gè)時(shí)窗都對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)間延遲值，我們需要選定一個(gè)波形顯著、互相關(guān)系數(shù)較大且平穩(wěn)的時(shí)間段，取這段時(shí)間中波形的互相關(guān)系數(shù)（圖1c）作為走時(shí)變化的權(quán)重，加權(quán)求平均值，作為該道信號(hào)的走時(shí)變化。

從時(shí)移量得到速度變化有很簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系（Schaff，Beroza，2004）。由于信號(hào)的傳播距離s（臺(tái)源距）可以確定，假設(shè)介質(zhì)速度原來是v，對(duì)應(yīng)的走時(shí)為t，速度變化為dv，走時(shí)變化為dt，則有：

s=v·t=（v+dv）（t+dt）（3）忽略二階小量dv·dt，則有：dvv=-dtt（4）從干涉法的實(shí)現(xiàn)過程可以看出，信號(hào)走時(shí)變化提取或多或少會(huì)受到信號(hào)處理流程的影響?，F(xiàn)列舉如下，以提示讀者之后研究的注意：

（1）地震信號(hào)的前期處理。包括去均值、去除線性趨勢(shì)、濾波和反褶積。其中去均值、去除線性趨勢(shì)、濾波都是提高信號(hào)信噪比的有效手段。而反褶積則能有效矯正震源發(fā)震時(shí)刻不確定性的影響，并壓縮子波得到更加尖銳的震相序列，但同時(shí)會(huì)降低信噪比。

（2）干涉法中時(shí)窗大小選取以及滑動(dòng)步長(zhǎng)選取。時(shí)窗大小以及滑動(dòng)步長(zhǎng)的選取帶有經(jīng)驗(yàn)性和探索性，也依據(jù)不同研究問題的目標(biāo)而定。endprint

（3）選取哪一段波形對(duì)應(yīng)的走時(shí)變化做平均得到最后的走時(shí)變化。

如何選取時(shí)窗滑動(dòng)步長(zhǎng)、滑動(dòng)步長(zhǎng)選多大以及最后算平均走時(shí)變化的時(shí)窗，具有經(jīng)驗(yàn)性和探索性，這是比較主觀的影響因素，并非本文所要研究的問題。在之后的研究中，我們盡可能控制使窗口長(zhǎng)度以及滑動(dòng)步長(zhǎng)等主觀因素一致。主要定量研究噪聲及濾波和反褶積等步驟對(duì)走時(shí)變化提取精度的影響，并嘗試提出一種保持原信號(hào)信噪比，但又能一定程度上矯正震源時(shí)間不確定性的臺(tái)差法，并對(duì)這種方法的有效性開展了實(shí)證研究。

2干涉法提取走時(shí)變化可能影響因素探究

影響一個(gè)物理量準(zhǔn)確測(cè)量的原因有兩種：一是客觀存在的誤差和噪音；二是主觀人為因素。

儀器的誤差無法消除，自然的噪音也客觀存在，因此要在提取走時(shí)的過程中，盡量降低噪音，并使用合適的信號(hào)處理流程。筆者將重點(diǎn)研究在數(shù)據(jù)處理流程中可能會(huì)影響走時(shí)變化提取的因素。

劉自鳳等（2015）提出了賓川主動(dòng)源氣槍定時(shí)變化提取的一個(gè)流程，如圖2所示。這個(gè)流程是目前大多數(shù)走時(shí)變化提取所遵循的流程，這個(gè)流程看起來是比較合理的，但是劉自鳳等（2015）并沒有做數(shù)值方面的測(cè)試，也沒有做主要步驟對(duì)提升結(jié)果的可靠性的分析。接下來，筆者將從理論測(cè)試出發(fā)，研究在不同的噪音水平和處理流程中（主要是濾波和反褶積）對(duì)走時(shí)變化提取結(jié)果的影響。

2.1噪音背景下反褶積對(duì)走時(shí)變化提取的影響

在與地震信號(hào)同頻率的噪音存在的背景下（濾波無法消除噪音），實(shí)際地震信號(hào)對(duì)震源時(shí)間函數(shù)反褶積，噪音的影響可能會(huì)被放大。為了研究這一問題，需如下數(shù)值實(shí)驗(yàn)。

選擇2013年前80天53281臺(tái)（位置如圖3所示）數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，將80天數(shù)據(jù)疊加，如圖4a 所示。并把參考臺(tái)CKT0（位置如圖3所示）相同時(shí)間段的數(shù)據(jù)疊加作為震源時(shí)間函數(shù)（圖4b）。對(duì)53281臺(tái)與CKT0臺(tái)的疊加信號(hào)加入信噪比為20、15、8、5、-1、-5的噪音高斯白噪音，如圖5所示。

進(jìn)行以下4組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)我們都先進(jìn)行去均值、去除線性趨勢(shì)：

（1）對(duì)加入噪音之后的信號(hào)不做任何處理。

（2）對(duì)加入噪音之后的信號(hào)做2～8 Hz的濾波，如圖5b所示。

（3）對(duì)加入噪音之后的信號(hào)直接反褶積，如圖5c所示。

（4）對(duì)加入噪音之后的信號(hào)線做2～8 Hz的濾波，之后反褶積，再做2～8 Hz濾波，如圖5d所示。

在4組實(shí)驗(yàn)中，把圖5中4幅子圖的最底下一道信號(hào)作為組內(nèi)信號(hào)的參考模板，以保證模板和待檢測(cè)信號(hào)的一致性。將模板和每條信號(hào)做干涉（干涉允許最大的左右移動(dòng)步長(zhǎng)為0.2 s），提取每一個(gè)時(shí)點(diǎn)的走時(shí)變化，并把5～15 s的時(shí)窗內(nèi)每一個(gè)時(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的走時(shí)變化展示在圖6中。由于這些信號(hào)都是原始信號(hào)加噪音而來，理論上走時(shí)變化應(yīng)該為0，走時(shí)變化偏移0的程度代表了噪音對(duì)走時(shí)變化提取的影響。對(duì)比4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)如下：

（1）組內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)噪音越高，對(duì)走時(shí)變化提取影響越大。符合常規(guī)預(yù)期。

（2）濾波可以有效提高信噪比，降低走時(shí)變化提取的不確定性。符合常規(guī)預(yù)期。

（3）反褶積降低信噪比，反褶積之后提取走時(shí)變化的結(jié)果都差于不做反褶積，反褶積實(shí)質(zhì)上起到了一個(gè)放大噪音的效果。

在此基礎(chǔ)上，我們以53281臺(tái)80天疊加信號(hào)為基礎(chǔ)，添加噪音，使其信噪比從-10到15連續(xù)變化，對(duì)每一個(gè)信噪比下的信號(hào)濾波之后，做反褶積（嘗試0.000 1，0.001和0.01的反褶積waterlevel水平）和不反褶積（只濾波）處理，之后提取走時(shí)變化，仍然以原始數(shù)據(jù)疊加而未添加噪音的信號(hào)作為參考模板。取每條信號(hào)的信號(hào)段（8～12s）提取的走時(shí)變化的平均值，作為該信號(hào)的走時(shí)變化。結(jié)果如圖7所示，可以看出，所有反褶積處理之后的信號(hào)，走時(shí)變化提取結(jié)果都比只濾波處理的結(jié)果差，而且，隨著反褶積waterlevel水平的增加，反褶積之后提取的走時(shí)變化結(jié)果也會(huì)更加好且穩(wěn)定。

綜上所述，我們?cè)趫D7中定量展示了在存在不同水平噪音時(shí)，反褶積這一處理流程可能帶來的走時(shí)提取誤差。反褶積是一把雙刃劍，它可以消除震源的影響，壓縮子波，但是也會(huì)降低信號(hào)的信噪比，給走時(shí)變化提取帶來不確定性。且高噪音水平要求反褶積時(shí)用更高的反褶積水準(zhǔn)值。

3替代方案——臺(tái)差法及其有效性實(shí)證

3.1反褶積的可能替代方法——臺(tái)差法

提出用反褶積處理信號(hào)的初衷之一，是矯正氣槍源的不穩(wěn)定影響，比如激發(fā)時(shí)刻不同步以及水位變化等。反褶積可以去除震源的影響，留下介質(zhì)的格林函數(shù)。但是，上述的數(shù)值實(shí)驗(yàn)說明，在存在噪音的情況下，反褶積會(huì)降低信噪比，從而導(dǎo)致變化提取不準(zhǔn)確。另外，由于參考臺(tái)得到的信號(hào)并非真實(shí)的震源時(shí)間函數(shù)，可能還需考慮方位帶來的輻射花樣問題，有一定的局限性。

因此，我們提出用臺(tái)差法來代替反褶積以消除震源的影響，從而避免由于信噪比低而引起提取走時(shí)變化的精度問題。臺(tái)差法的想法比較簡(jiǎn)單：震源如果存在激發(fā)時(shí)刻不準(zhǔn)確或水位變動(dòng)的影響，這種走時(shí)變化是一種整體時(shí)移，在每一個(gè)臺(tái)站的記錄都是近乎相同的，因此利用非?？拷鹪吹膮⒖寂_(tái)進(jìn)行自身干涉而提取到的走時(shí)變化，可以認(rèn)為就是源的變化所導(dǎo)致的，然后再用其他臺(tái)站提取的走時(shí)變化結(jié)果減去參考臺(tái)提取的走時(shí)變化結(jié)果，這樣便可矯正源的影響?？偨Y(jié)臺(tái)差法的步驟如下：（1）對(duì)信號(hào)去均值，去除線性趨勢(shì)，濾波；（2）參考臺(tái)用干涉法提取走時(shí)變化；（3）待研究臺(tái)站用干涉法提取走時(shí)變化；（4）待研究臺(tái)站走時(shí)變化減去參考臺(tái)走時(shí)變化得到最終的走時(shí)變化。

為了驗(yàn)證臺(tái)差法的正確性，我們做了如下實(shí)驗(yàn)：選取2013年前80天的53281臺(tái)和CKT0臺(tái)數(shù)據(jù)，分2組做對(duì)比實(shí)驗(yàn)：第一組用53281臺(tái)單槍數(shù)據(jù)對(duì)CKT0同一槍數(shù)據(jù)做反褶積（反褶積水準(zhǔn)值0.001），然后單天數(shù)據(jù)疊加，提取走時(shí)變化（走時(shí)變化用8.5～10.5 s時(shí)段走時(shí)變化平均）；第二組，對(duì)CKT0臺(tái)和53281臺(tái)數(shù)據(jù)單天疊加，然后分別用干涉法提取CKT0臺(tái)和53281臺(tái)走時(shí)變化，然后用臺(tái)差法（53281臺(tái)走時(shí)變化用9～11 s時(shí)段走時(shí)變化平均，CKT0臺(tái)走時(shí)變化用0.5～1.5 s時(shí)段的走時(shí)變化平均）處理數(shù)據(jù)。上述2組實(shí)驗(yàn)在提取走時(shí)變化時(shí)的模板均為2臺(tái)在這80天內(nèi)的所有數(shù)據(jù)的疊加，結(jié)果如圖8所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，CKT0臺(tái)和53281臺(tái)提取的走時(shí)變化有很好的相關(guān)性，說明源的誤差確實(shí)在這兩個(gè)臺(tái)都有所體現(xiàn)，相減之后，得到的走時(shí)變化非常平緩，在這個(gè)階段內(nèi)，并無大的環(huán)境因素改變，我們有理由認(rèn)為這段時(shí)間的介質(zhì)速度基本不變。對(duì)比反褶積提取的走時(shí)變化結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)臺(tái)差法提取的走時(shí)變化結(jié)果比反褶積提取的走時(shí)變化結(jié)果更加穩(wěn)定。endprint

3.2實(shí)際資料處理

為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文提出的臺(tái)差法的有效性，本文研究了氣壓以及地震可能對(duì)介質(zhì)速度的影響（Spane，2002）。首先，選取了2015年11月20—28日的集中實(shí)驗(yàn)階段作為研究對(duì)象，在此階段，氣槍激發(fā)比較密集，且有氣壓記錄，適合研究氣壓對(duì)走時(shí)變化的影響。首先選擇53264臺(tái)、53274臺(tái)、53281臺(tái)和53266臺(tái)作為研究對(duì)象（圖3），

首先用臺(tái)差法對(duì)單槍數(shù)據(jù)提取走時(shí)變化，進(jìn)行加權(quán)平均的走時(shí)變化的時(shí)間范圍分別為3～5 s、3～5 s、8～10 s和4～6 s，模板為9日內(nèi)所有數(shù)據(jù)的疊加，4個(gè)臺(tái)的走時(shí)變化和氣壓變化如圖9所示。可以發(fā)現(xiàn)，在誤差范圍內(nèi)，這4個(gè)臺(tái)的走時(shí)變化都與氣壓有非常一致的變化，但是走時(shí)變化似乎領(lǐng)先氣壓變化一些相位。為了進(jìn)一步觀察他們的相關(guān)關(guān)系，本文細(xì)化了實(shí)驗(yàn)，選取53274和53281臺(tái)作為研究對(duì)象，將這兩個(gè)臺(tái)在集中實(shí)驗(yàn)期間，每天同一小時(shí)、同一分鐘的信號(hào)疊加，然后提取走時(shí)變化，進(jìn)行加權(quán)平均的走時(shí)變化的時(shí)間范圍仍為3～5 s和8～10 s，模板同樣為9日內(nèi)所有數(shù)據(jù)的疊加，得到的將是一天之內(nèi)的走時(shí)變化。從圖10可以看出，這兩個(gè)臺(tái)的走時(shí)變化隨著氣壓都有正向相關(guān)的趨勢(shì)，但是走時(shí)變化都領(lǐng)氣壓變化一些相位。

除此之外還計(jì)算了一天之內(nèi)氣壓對(duì)于走時(shí)變化的具體數(shù)值影響，從走時(shí)變化結(jié)果中取出最大值和最小值做差，得到dt；再取平均一天氣壓中最高氣壓和最低氣壓，做差得到dp。則氣壓對(duì)走時(shí)變化的最大影響約為：Re=dtt×dP（5）其中：t為干涉過程中對(duì)走時(shí)變化進(jìn)行加權(quán)平均時(shí)所選時(shí)間段內(nèi)的地震波平均到時(shí)。53274臺(tái)和53281臺(tái)的結(jié)果分別為Re74=5.3×10-7/ Pa和Re81=1.2×10-6/ Pa，這與前人的研究基本一致（Silver et al，2007；Yamamura et al，2003）。

實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的巖石實(shí)驗(yàn)表明，氣壓的變化會(huì)改變巖石內(nèi)部裂隙中物質(zhì)的密度，從而改變地震波在巖石中的傳播速度，使波的走時(shí)發(fā)生改變（Nur，1971；Walsh，1965），但實(shí)際地球內(nèi)部的巖體結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜，氣壓與走時(shí)變化之間的具體關(guān)系仍待進(jìn)一步探究。另外，除了氣壓對(duì)走時(shí)變化有影響之外，固體潮和溫度（Leary et al，1979）等因素也可能通過影響介質(zhì)速度而使走時(shí)變化產(chǎn)生波動(dòng)，目前我們還沒有進(jìn)行這方面的探究，這也是接下來的研究?jī)?nèi)容之一。

4討論

研究地震孕育過程中介質(zhì)可能發(fā)生的變化，對(duì)于我們認(rèn)識(shí)、理解地震發(fā)生過程具有重要意義。如果能有效地提取出介質(zhì)的變化，并研究清楚這些變化與地震之間的關(guān)系，則我們?cè)诘卣鹎罢椎恼J(rèn)識(shí)上將更進(jìn)一步。

反褶積理論上能去除源的干擾。但實(shí)際上，由于氣槍水下激發(fā)產(chǎn)生的地震波的機(jī)理尚未研究透徹，只能用距離氣槍西面50 m處的一個(gè)參考臺(tái)來近似源，在現(xiàn)有的條件下是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。另在一個(gè)問題，即參考臺(tái)雖然距離氣槍很近，但是受到震源輻射花樣方位角的影響，因此方位角偏離參考臺(tái)比較大的臺(tái)站，用參考臺(tái)信號(hào)反褶積的影響程度仍有待考究。

至于臺(tái)差法能否準(zhǔn)確地提取出介質(zhì)的走時(shí)變化，有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。臺(tái)差法目前來看有一個(gè)缺點(diǎn)，就是不能很好地將參考臺(tái)信號(hào)對(duì)應(yīng)到待研究的臺(tái)站。由于參考臺(tái)P波、S波混疊在一起，而在待研究臺(tái)站可以明確選擇某一震相，這樣做差可能難以解釋他們的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是震源的不確定性在各個(gè)震相應(yīng)該都有體現(xiàn)，所以我們相信可以部分消除源的影響。臺(tái)差法的第二個(gè)問題在于射線路徑的問題，臺(tái)差法可以明確的矯正氣槍的觸發(fā)誤差、水位變化帶來的誤差，但是對(duì)于不同的臺(tái)站，射線路徑不同，在從震源到參考臺(tái)部分的走時(shí)，我們沒有考慮不同臺(tái)站是不一樣的，這一部分誤差不能保證完全消除，有待進(jìn)一步研究。但是鑒于CKT0臺(tái)離源非常近，我們認(rèn)為影響不是很大。

進(jìn)一步，我們將研究走時(shí)變化提前于氣壓變化的原因，并將用理論計(jì)算得出固體潮的理論值進(jìn)行對(duì)比。另外，下一步將回溯地震，觀察在其發(fā)生前是否有走時(shí)變化的突變。

5結(jié)論

在目前無法理論推導(dǎo)震源函數(shù)的情況下，前人想到用離震源非常近的參考臺(tái)的垂向分量作為震源時(shí)間函數(shù)，來進(jìn)行反褶積，在高信噪比的情況下，是一種可行之舉。但是我們通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在存在較高噪音的情況下反褶積可能導(dǎo)致測(cè)量誤差加大，使得走時(shí)變化的提取不準(zhǔn)確，進(jìn)而設(shè)計(jì)了理論實(shí)驗(yàn)和實(shí)際數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)反褶積這個(gè)過程在走時(shí)提取中確實(shí)會(huì)降低信號(hào)的信噪比，從而影響走時(shí)變化的精確提取。然后，我們定量研究了噪音水平在走時(shí)變化提取中的影響。結(jié)果表明，反褶積只有在高信噪比的情況下（8以上）才不會(huì)影響走時(shí)變化提取的精度。而且原始信號(hào)的信噪比越低時(shí)，反褶積可能將信號(hào)的噪音放大越嚴(yán)重。所以當(dāng)原始信號(hào)的信噪比相對(duì)較低時(shí)，應(yīng)該提高反褶積的水準(zhǔn)值。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不進(jìn)行反褶積的信號(hào)與反褶積之后的信號(hào)提取走時(shí)變化相比，在信號(hào)信噪比低于8時(shí)，未反褶積的信號(hào)提取的走時(shí)變化更加準(zhǔn)確和平穩(wěn)，且對(duì)噪音的抵抗能力更強(qiáng)。

為了解決這個(gè)問題，筆者提出了一種可能的解決方法，也就是用參考臺(tái)自身信號(hào)的走時(shí)變化來矯正遠(yuǎn)臺(tái)的走時(shí)變化，這種方法，從目前的結(jié)果來看，也不失為一種矯正源效應(yīng)的方法。另外，進(jìn)一步進(jìn)行了該方法的實(shí)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氣壓變化與氣槍走時(shí)變化有很強(qiáng)的相關(guān)性，但是氣槍走時(shí)變化總是領(lǐng)先氣壓變化，猜想可能和氣溫、固體潮等因素相關(guān)，這個(gè)負(fù)載的物理問題有待進(jìn)一步研究。

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