[发明专利]一种针对极地冰层的震源定位方法

权利要求书

1.一种针对极地冰层的震源定位方法，其特征在于：步骤如下：

步骤1：检波器布放采集；将单个三分量检波器紧密耦合于冰层上表面，开启连续数据采集得到三个检波器分量信号S_x，S_y，S_z；

步骤2：震源信号检测；由于A0模态导波主偏振方向垂直于冰面，因此对S_z信号应用能量检测法对信号进行峰值搜索以确定震源激励下弹性波能量的到达，对应到达时间记为t_A0；

步骤3：S0模态导波及SH波波达时间估计；对X、Y分量的信号S_x，S_y，以t_A0为终点截取时长为Δt的前序信号，确定S0模态导波和SH波在信号上的位置，获取S0模态导波和SH波的到达时间t_S0、t_SH；

步骤4：震源方位估计；基于SH波为一维线性偏振，受冰厚及冰层起伏影响相对较小，选取SH波进行震源方位估计，A0、S0模态导波进行辅助验证；截取S_x，S_y两分量信号上的SH波信号段数据开展偏振分析以获得其偏振主轴方向，据此完成对震源所在方向评估并获得方向角θ；

步骤5：震源距离估计；基于海冰声参数计算得到低频段S0模态导波波速c_S0，结合SH波波速c_SH与波场时差Δt＝t_SH-t_S0，计算并完成对震源距离d的估计。

2.根据权利要求1所述的一种针对极地冰层的震源定位方法，其特征在于：步骤2中的震源信号检测包括：

2.1：阈值的确定：根据弹性波理论，A0模态导波能量最大且主要集中在Z分量上；为了减少随机起伏干扰，且SH波或S0模态导波不被背景噪声所覆盖，以噪声平均幅值的4到7倍作为检测阈值，记为Am；

2.2：峰值搜索：以Z分量信号S_z为参考，以阈值Am进行峰值搜索；考虑到A0模态导波的频散效应，波形持续时间较长，在峰值搜索时需注意排除对局部峰值的重复检索以获得其A0模态导波的能量包络峰值点的到达时间，记为t_A0。

3.根据权利要求1或2所述的一种针对极地冰层的震源定位方法，其特征在于：步骤3中的S0模态导波及SH波波达时间估计包括：

3.1：幅度调制：以测量的A0模态导波到达时间t_A0为终点，截取X、Y分量信号S_x，S_y的前序信号；在上述信号中，S0模态导波和SH波到达带来的幅值变动在两个分量信号中具有高度的相关性，将两段前序信号相乘做幅度调制以实现对有效信号幅值的放大，幅度调制所得记为S′；

3.2：提取波达时间：对幅值调制后的信号S′，参照其噪声水平确定阈值并进行峰值搜索，提取最大两个峰值对应的时间点，确定S0模态导波和SH波的到达时间，分别记为t_S0、t_s。