一种针对特定地区的指向性聚束检测方法

摘要

本发明公开了一种针对特定地区的指向性聚束检测方法，采用F检测理论对信号检测概率进行计算，由于指定了慢度向量的台阵信号聚束处理保证了台阵只对特定地区的某类震相敏感，过滤了来自该地区的其它震相或其它地区信号的检测，当信号检测概率P大于设定的检测阈值时，给出针对该特定地区发生核地震事件的结果，使得检测效率更高；本发明具有指向性强、检测灵敏度高的特点，流程简洁，计算量小，便于实现。

主权项

一种针对特定地区的指向性聚束检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、选取一个合适的指向性聚束监测台阵；S2、计算特定地区相对步骤S1中确定的监测台阵的慢度向量，具体步骤如下：S2.1、读取特定地区历史核爆炸地震事件在该监测台阵各子台上的信号记录，去掉数据的线性趋势项；S2.2、根据公式(5)对步骤S2.1得到的数据进行频率‑波数分析，得到在不同慢度条件下的信号谱P：$P(S_n,S_e)=\frac{\underset{f=f_1}{\overset{f_2}{\Sigma }}|\underset{k=1}{\overset{J}{\Sigma }}{F}_k\left(f\right)·e^{2\pi \sqrt{-1}f(S_n·dnorth+S_e·deast)}|}{J·\underset{f=f_1}{\overset{f_2}{\Sigma }}\left\{\underset{k=1}{\overset{J}{\Sigma }}{F}_k{\left(f\right)}^2\right\}}---\left(5\right)$式中S_n和S_e是慢度向量在南北向和东西向上的分量，F(f)是信号与自身作卷积后的序列，f₁和f₂分别是滤波频带的起止频率，J为该监测台阵的子台个数，dnorth和deast是各子台相对于中心子台在南北向和东西向的偏移量；S2.3、记录信号谱P在最大值时对应的慢度向量的分量S_nm、S_em；S3、对特定地区核爆炸地震事件进行检测，具体步骤如下：S3.1、获取监测台阵各子台的实时监测数据；S3.2、结合步骤S3.1的实时监测数据，将步骤S2.3中得到的S_nm、S_em代入到公式(6)中计算台阵信号检测的F值：$F(s_{nm},s_{em})=\left[\frac{J-1}{J}\right]·\frac{\underset{n=n_0}{\overset{n_0+(N-1)}{\Sigma }}{\left|\underset{i=1}{\overset{J}{\Sigma }}{x}_i(n+{\mathrm{lag}}_i(s_{nm},s_{em}\left)\right)\right|}^2}{\underset{n=n_0}{\overset{n_0+(N-1)}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{J}{\Sigma }}{|x_i(n+{\mathrm{lag}}_i(s_{nm},s_{em}\left)\right)-[\frac{1}{J}]·\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{x}_i(n+{\mathrm{lag}}_j(s_{nm},s_{em}\left)\right)|}^2}---\left(6\right)$式中n₀为开始计算的采样点，N为时域的采样窗长，J为监测台阵的子台个数，lag_i(s_nm，s_em)为给定慢度矢量(s_nm，s_em)下聚束的时间延迟，x_i(n+lag_i(s_nm,s_em))是第i个子台在采样点n处延迟后的零均值滤波数据的幅值；S3.3、将步骤S3.2中计算得到的F值代入服从公式(7)的F分布模型中得到信号的检测概率P：F～F(N₁,N₂,λ)    (7)式中N₁＝2BT,N₂＝(J‑1)N₁,λ＝N₁(SNR)²，其中B为有效带宽，T为有效时长，J为该监测台阵的子台个数，λ为F分布非中心因子，(SNR)²为信号与噪声的平均能量之比；S3.4、当信号检测概率P大于等于设定的检测阈值时，即可确定该特定地区发生核爆炸地震事件；当信号检测概率P小于设定的检测阈值时，重复上述步骤S3.1‑S3.3。