CN106772600B - 一种双对双差地震定位方法及装置 - Google Patents

一种双对双差地震定位方法及装置 Download PDF

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CN106772600B CN201611192581.9A CN201611192581A CN106772600B CN 106772600 B CN106772600 B CN 106772600B CN 201611192581 A CN201611192581 A CN 201611192581A CN 106772600 B CN106772600 B CN 106772600B
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Abstract

本发明提供的双对双差地震定位方法及装置，提取观测的地震事件对和台站对的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；计算各个地震事件对双差、各个台站对双差，以及地震事件对到台站对的双对双差；双对双差可以消除发震时刻的影响，无需引入台站校正项，同时消除了源区外和源区内的速度模型的影响，得到高精度的相对位置，而台站对双差可以得到高精度的绝对位置。因此，根据台站对双差与地震位置的线性关系，以及双对双差与地震位置的线性关系，构建反演系统，并采取分级加权的方式来反演各个地震事件的位置，可以得到高精度的地震绝对位置以及地震间的相对位置。

Description

一种双对双差地震定位方法及装置
技术领域
本发明涉及地震定位技术领域，更具体地，涉及一种双对双差地震定位方法及装置。
背景技术
地震信号的精确定位对于监测地震、研究活动断层、俯冲板块、火山，以及其他与地震活动相关的结构有重要意义。
目前，最流行的地震定位算法是Waldhauser&Ellsworth(2000)提出的事件对双差定位算法，该算法利用两个相邻事件到同一个台站的地震目录或者互相关走时差信息，消除源区外的速度模型影响，可以明显提高地震间的相对位置。但该方法仍受到源区内的速度模型影响，并且其绝对位置较差。
Zhang et al.(2010)提出了台站对双差定位算法。该方法利用同一个事件到两个台站的走时差数据，可以消除发震时刻以及源区内的速度模型的影响，可以得到比较好的绝对位置。但该方法受源区外的速度模型影响很大，地震间的相对位置精度较差。
因此，当前的地震定位方法得到的地震位置精度有限，需要进一步的提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种双对双差地震定位方法及装置，利用地震事件对到台站对的双对双差，消除发震时刻的影响，也无需引入台站校正项，同时消除了源区外和源区内的速度模型的影响，得到高精度的地震间相对位置；并通过联合台站对双差以及双对双差来同时得到高精度的地震绝对位置和地震间相对位置。
具体技术方案如下：
一种双对双差地震定位方法，所述方法包括：
基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000021
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA0001187385840000022
所述事件对双差
Figure BDA0001187385840000023
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；
或计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000024
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000025
所述台站对双差
Figure BDA0001187385840000026
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；
计算
Figure BDA0001187385840000027
与
Figure BDA0001187385840000028
的差值，或计算
Figure BDA0001187385840000029
与
Figure BDA00011873858400000210
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400000211
所述双对双差
Figure BDA00011873858400000212
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统；
采取分级加权的方式来反演得到各个地震事件的地震位置。
优选的，所述计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA00011873858400000213
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400000214
包括：
根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure BDA00011873858400000215
和
Figure BDA00011873858400000216
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure BDA00011873858400000217
和
Figure BDA00011873858400000218
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure BDA00011873858400000219
和
Figure BDA00011873858400000220
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure BDA00011873858400000221
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure BDA0001187385840000031
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA0001187385840000032
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA0001187385840000033
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时
Figure BDA0001187385840000034
和
Figure BDA0001187385840000035
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000036
和
Figure BDA0001187385840000037
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000038
和
Figure BDA0001187385840000039
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400000310
Figure BDA00011873858400000311
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA00011873858400000312
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000313
为预测的事件对(i,j)到时差数据。
优选的，所述计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000314
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000315
包括：
根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400000316
和
Figure BDA00011873858400000317
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000318
和
Figure BDA00011873858400000319
并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000320
和
Figure BDA00011873858400000321
得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000322
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure BDA00011873858400000323
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA00011873858400000324
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000325
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400000326
和
Figure BDA00011873858400000327
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000328
和
Figure BDA00011873858400000329
并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000330
和
Figure BDA00011873858400000331
得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000332
Figure BDA00011873858400000333
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA00011873858400000334
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000335
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
优选的，计算
Figure BDA0001187385840000041
与
Figure BDA0001187385840000042
的差值，或计算
Figure BDA0001187385840000043
与
Figure BDA0001187385840000044
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA0001187385840000045
包括：
计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000046
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA0001187385840000047
的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000048
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000049
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400000410
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure BDA00011873858400000411
其中，
Figure BDA00011873858400000412
和
Figure BDA00011873858400000413
为双对到时差数据。
优选的，所述根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统，包括：
所述台站对双差
Figure BDA00011873858400000414
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA00011873858400000415
所述双对双差
Figure BDA00011873858400000416
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA00011873858400000417
其中，
Figure BDA00011873858400000418
为地震事件i相对于地震初始位置在三个方向上的变化量；
将上述两个线性关系公式以矩阵的形式表示，构成反演系统：
Figure BDA00011873858400000419
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个所述地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为所述台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个所述台站对双差数据与各个所述双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重。
优选的，所述采取分级加权的方式来反演得到各个地震事件的地震位置，包括：
根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置。
一种双对双差地震定位装置，所述装置包括：
提取单元，用于基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
第一计算单元，用于计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000051
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA0001187385840000052
所述事件对双差
Figure BDA0001187385840000053
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第二计算单元，用于计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000054
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000055
所述台站对双差
Figure BDA0001187385840000056
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第三计算单元，用于计算
Figure BDA0001187385840000057
与
Figure BDA0001187385840000058
的差值，或计算
Figure BDA0001187385840000059
与
Figure BDA00011873858400000510
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400000511
所述双对双差
Figure BDA00011873858400000512
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
构建单元，用于根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统；
第四计算单元，用于采取分级加权的方式来反演得到各个地震事件的地震位置。
优选的，所述第一计算单元包括：
第一计算子单元，用于根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure BDA0001187385840000061
和
Figure BDA0001187385840000062
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000063
和
Figure BDA0001187385840000064
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000065
和
Figure BDA0001187385840000066
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000067
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure BDA0001187385840000068
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA0001187385840000069
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000610
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
第二计算子单元，用于根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时
Figure BDA00011873858400000611
和
Figure BDA00011873858400000612
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000613
和
Figure BDA00011873858400000614
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000615
和
Figure BDA00011873858400000616
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400000617
Figure BDA00011873858400000618
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA00011873858400000619
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000620
为预测的事件对(i,j)到时差数据。
优选的，所述第二计算单元包括：
第三计算子单元，用于根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400000621
和
Figure BDA00011873858400000622
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000623
和
Figure BDA00011873858400000624
并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400000625
和
Figure BDA00011873858400000626
得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000627
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure BDA00011873858400000628
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA00011873858400000629
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000630
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
第四计算子单元，用于根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA0001187385840000071
和
Figure BDA0001187385840000072
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000073
和
Figure BDA0001187385840000074
并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000075
和
Figure BDA0001187385840000076
得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000077
Figure BDA0001187385840000078
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA0001187385840000079
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400000710
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
优选的，所述第三计算单元具体用于：计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA00011873858400000711
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400000712
的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000713
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400000714
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400000715
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure BDA00011873858400000716
其中，
Figure BDA00011873858400000717
和
Figure BDA00011873858400000718
为双对到时差数据。
优选的，所述构建单元包括：
构建子单元，用于将台站对双差
Figure BDA00011873858400000719
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式，以及双对双差
Figure BDA00011873858400000720
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式以矩阵的形式进行表示，构成反演系统：
Figure BDA00011873858400000721
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个所述地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为所述台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个所述台站对双差数据与各个所述双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
所述台站对双差
Figure BDA00011873858400000722
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA0001187385840000081
所述双对双差
Figure BDA0001187385840000082
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA0001187385840000083
其中，
Figure BDA0001187385840000084
为地震事件i相对于地震初始位置在三个方向上的变化量；
设置子单元，用于为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重。
优选的，所述第四计算单元具体用于：根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明提供的双对双差地震定位方法及装置，基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对和台站对的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；计算各个地震事件对双差、各个台站对双差，以及地震事件对到台站对的双对双差；双对双差可以消除发震时刻的影响，无需引入台站校正项，同时消除了源区外和源区内的速度模型的影响，得到高精度的相对位置，而台站对双差可以得到高精度的绝对位置。因此，根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统，并采取分级加权的方式来反演各个地震事件的位置，可以得到高精度的地震绝对位置以及地震间的相对位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种双对双差定位方法流程图；
图2为本发明实施例公开的一种双对双差定位装置结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种双对双差定位装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本实施例公开的一种双对双差地震定位方法，需要说明的是，本实施例中的待处理地震数据为已发生地震的地震记录数据，具体包括以下步骤：
S101：基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；
具体的，所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
需要说明的是，现有技术中的事件对双差定位算法和台站对双差定位算法提供了构建地震事件对和构建台站对的规则，根据实际需要，用户也可以自定义构建地震事件对和台站对的规则，由于构建地震事件对和台站对的规则并不是本实施例研究的重点，在此不再赘述。双对基于地震事件对和台站对进行组合，用户也可以根据实际需要自定义构建双对的规则。
S102：计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000091
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA0001187385840000092
具体的，所述事件对双差
Figure BDA0001187385840000093
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；步骤S102的执行过程如下：
根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure BDA0001187385840000101
和
Figure BDA0001187385840000102
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000103
和
Figure BDA0001187385840000104
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000105
和
Figure BDA0001187385840000106
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000107
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure BDA0001187385840000108
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA0001187385840000109
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001010
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
具体的，地震事件i的体波到台站k的到时可以表示为其射线路径的积分：
Figure BDA00011873858400001011
其中，地震事件位置,发震时刻τi,射线路径，慢度场u是未知数。到时与地震事件位置参数之间是非线性的，因此我们用一个截断的泰勒展开式来线性表示公式
Figure BDA00011873858400001012
观测到时与预测到时的残差
Figure BDA00011873858400001013
可以与地震位置以及发震时刻参数建立线性联系，即，
Figure BDA00011873858400001014
其中，sk是台站校正项，该公式假设了射线路径上的速度模型是已知的。
根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时
Figure BDA00011873858400001015
和
Figure BDA00011873858400001016
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001017
和
Figure BDA00011873858400001018
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001019
和
Figure BDA00011873858400001020
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400001021
Figure BDA00011873858400001022
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA00011873858400001023
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001024
为预测的事件对(i,j)到时差数据。
S103：计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001025
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001026
具体的，所述台站对双差
Figure BDA00011873858400001027
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；步骤S103的执行过程如下：
根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400001028
和
Figure BDA00011873858400001029
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001030
和
Figure BDA0001187385840000111
并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000112
和
Figure BDA0001187385840000113
得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000114
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure BDA0001187385840000115
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA0001187385840000116
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA0001187385840000117
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA0001187385840000118
和
Figure BDA0001187385840000119
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001110
和
Figure BDA00011873858400001111
并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001112
和
Figure BDA00011873858400001113
得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001114
Figure BDA00011873858400001115
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA00011873858400001116
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001117
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
可见，地震事件的发震时刻项被消除了。
S104：计算
Figure BDA00011873858400001118
与
Figure BDA00011873858400001119
的差值，或计算
Figure BDA00011873858400001120
与
Figure BDA00011873858400001121
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400001122
所述双对双差
Figure BDA00011873858400001123
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
具体的，计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA00011873858400001124
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400001125
的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001126
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001127
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400001128
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure BDA00011873858400001129
其中，
Figure BDA00011873858400001130
和
Figure BDA00011873858400001131
为双对到时差数据。
可见，利用地震事件对到台站对的双对双差，消除发震时刻的影响，也无需引入台站校正项，同时消除了源区外和源区内的速度模型的影响。
S105：根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统；
具体的，步骤S105的具体执行过程如下：
所述台站对双差
Figure BDA0001187385840000121
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA0001187385840000122
所述双对双差
Figure BDA0001187385840000123
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA0001187385840000124
其中，
Figure BDA0001187385840000125
为地震事件i相对于地震初始位置在三个方向上的变化量；
将上述两个线性关系公式以矩阵的形式表示，构成反演系统：
Figure BDA0001187385840000126
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个所述地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为所述台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个所述台站对双差数据与各个所述双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重。
S106：采取分级加权的方式来反演得到各个地震事件的地震位置。
具体的，根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置。
需要说明的是，初期迭代的第一预设次数以及后期迭代的第二预设次数可以根据实际情况进行调整，同时，第一权重和第二权重的值也可以根据实际需要进行设定。
还需要说明的是，实际应用中，用户可以选择获取事件对双差或台站对双差计算双对双差。
本实施例提供的双对双差地震定位方法，基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对和台站对的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；计算各个地震事件对双差、各个台站对双差，以及地震事件对到台站对的双对双差；双对双差可以消除发震时刻的影响，无需引入台站校正项，同时消除了源区外和源区内的速度模型的影响，得到高精度的相对位置，而台站对双差可以得到高精度的绝对位置。因此，根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统，并采取分级加权的方式来反演各个地震事件的位置，可以得到高精度的地震绝对位置以及地震间的相对位置。
基于上述实施例公开的一种双对双差地震定位方法，本实施例对应公开了一种双对双差地震定位装置，请参阅图2，所述装置具体包括：
提取单元101，用于基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
第一计算单元102，用于计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000131
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA0001187385840000132
所述事件对双差
Figure BDA0001187385840000133
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第二计算单元103，用于计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000141
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000142
所述台站对双差
Figure BDA0001187385840000143
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第三计算单元104，用于计算
Figure BDA0001187385840000144
与
Figure BDA0001187385840000145
的差值，或计算
Figure BDA0001187385840000146
与
Figure BDA0001187385840000147
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA0001187385840000148
所述双对双差
Figure BDA00011873858400001417
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
所述第三计算单元104具体用于：计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000149
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400001410
的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001411
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001412
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure BDA00011873858400001413
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure BDA00011873858400001414
其中，
Figure BDA00011873858400001415
和
Figure BDA00011873858400001416
为双对到时差数据。
构建单元105，用于根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统；
第四计算单元106，用于采取分级加权的方式来反演得到各个地震事件的地震位置。
所述第四计算单元106具体用于：根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置。
需要说明的是，实际计算时用户可以选择第一计算单元102或第二计算单元103计算得出计算单元104所需的数据。
请参阅图3，所述双对双差地震定位装置中的第一计算单元102包括：
第一计算子单元107，用于根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure BDA0001187385840000151
和
Figure BDA0001187385840000152
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000153
和
Figure BDA0001187385840000154
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure BDA0001187385840000155
和
Figure BDA0001187385840000156
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure BDA0001187385840000157
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure BDA0001187385840000158
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA0001187385840000159
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001510
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
第二计算子单元108，用于根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时
Figure BDA00011873858400001511
和
Figure BDA00011873858400001512
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001513
和
Figure BDA00011873858400001514
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001515
和
Figure BDA00011873858400001516
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差
Figure BDA00011873858400001517
Figure BDA00011873858400001518
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure BDA00011873858400001519
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001520
为预测的事件对(i,j)到时差数据。
第二计算单元103包括：
第三计算子单元109，用于根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400001521
和
Figure BDA00011873858400001522
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001523
和
Figure BDA00011873858400001524
并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA00011873858400001525
和
Figure BDA00011873858400001526
得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA00011873858400001527
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure BDA00011873858400001528
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA00011873858400001529
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA00011873858400001530
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
第四计算子单元110，用于根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure BDA00011873858400001531
和
Figure BDA00011873858400001532
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000161
和
Figure BDA0001187385840000162
并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure BDA0001187385840000163
和
Figure BDA0001187385840000164
得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure BDA0001187385840000165
Figure BDA0001187385840000166
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure BDA0001187385840000167
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure BDA0001187385840000168
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
所述构建单元105包括：
构建子单元111，用于将台站对双差
Figure BDA0001187385840000169
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式，以及双对双差
Figure BDA00011873858400001610
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式以矩阵的形式进行表示，构成反演系统：
Figure BDA00011873858400001611
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个所述地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为所述台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个所述台站对双差数据与各个所述双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
所述台站对双差
Figure BDA00011873858400001612
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA00011873858400001613
所述双对双差
Figure BDA00011873858400001614
与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系公式为：
Figure BDA00011873858400001615
其中，
Figure BDA00011873858400001616
为地震事件i相对于地震初始位置在三个方向上的变化量；
设置子单元112，用于为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种双对双差地震定位方法，其特征在于，所述方法包括：
基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；按所述预设规则，所述双对基于地震事件对和台站对进行组合；所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure FDA0002499828580000011
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure FDA00024998285800000112
所述事件对双差
Figure FDA0002499828580000012
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；
或计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000013
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000014
所述台站对双差
Figure FDA0002499828580000015
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；
计算
Figure FDA0002499828580000016
与
Figure FDA00024998285800000113
的差值，或计算
Figure FDA0002499828580000017
与
Figure FDA0002499828580000018
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure FDA0002499828580000019
所述双对双差
Figure FDA00024998285800000110
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统：
Figure FDA00024998285800000111
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个台站对双差数据与各个双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重；
根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置，其中所述地震位置包括：地震绝对位置以及地震间的相对位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure FDA0002499828580000021
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差
Figure FDA00024998285800000213
包括：
根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure FDA0002499828580000022
和
Figure FDA0002499828580000023
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure FDA0002499828580000024
和
Figure FDA0002499828580000025
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure FDA0002499828580000026
和
Figure FDA0002499828580000027
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure FDA0002499828580000028
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure FDA0002499828580000029
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure FDA00024998285800000210
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure FDA00024998285800000211
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时Tl i和Tl j的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差rl i和rl j，并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差rl i和rl j，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差drl ij，
Figure FDA00024998285800000212
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，(Tl i-Tl j)obs为观测的事件对(i,j)到时差数据，(Tl i-Tl j)cal为预测的事件对(i,j)到时差数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000031
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000032
包括：
根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure FDA0002499828580000033
和Tl i的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA0002499828580000034
和rl i，并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA0002499828580000035
和rl i，得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000036
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure FDA0002499828580000037
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure FDA0002499828580000038
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure FDA0002499828580000039
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure FDA00024998285800000310
和Tl j的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA00024998285800000311
和rl j并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA00024998285800000312
和rl j，得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000313
Figure FDA00024998285800000314
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure FDA00024998285800000315
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure FDA00024998285800000316
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算
Figure FDA00024998285800000317
与drl ij的差值，或计算
Figure FDA00024998285800000318
与
Figure FDA00024998285800000319
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure FDA00024998285800000320
包括：
计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure FDA00024998285800000321
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差drl ij的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000322
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000323
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure FDA00024998285800000324
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure FDA0002499828580000041
其中，
Figure FDA0002499828580000042
和
Figure FDA0002499828580000043
为双对到时差数据。
5.一种双对双差地震定位装置，其特征在于，所述装置包括：
提取单元，用于基于地震的初至波绝对到时数据或者地震波形的互相关数据，按预设规则，提取观测的地震事件对(i,j)到同一台站的到时差数据以及同一地震到台站对(k,l)的到时差数据，进而提取观测的双对到时差数据；按所述预设规则，所述双对基于地震事件对和台站对进行组合；所述双对为所述地震事件对(i,j)和所述台站对(k,l)的组合，其中，i和j分别表示地震事件对中的两个地震事件，地震事件i和地震事件j的位置相邻，l和k分别表示台站对中的两个台站；
第一计算单元，用于计算所述地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure FDA0002499828580000044
和所述地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差drl ij；所述事件对双差
Figure FDA0002499828580000045
为所述地震事件对(i,j)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第二计算单元，用于计算所述地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000046
和所述地震事件j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000047
所述台站对双差
Figure FDA0002499828580000048
为所述台站对(k,l)的到时差数据的观测值与预测值的差；
第三计算单元，用于计算
Figure FDA0002499828580000049
与drl ij的差值，或计算
Figure FDA00024998285800000410
与
Figure FDA00024998285800000411
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure FDA00024998285800000412
所述双对双差
Figure FDA00024998285800000413
为所述双对的到时差数据的观测值与预测值的差；
构建单元，用于根据台站对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，以及双对双差与地震位置相对于地震初始位置的变化量的线性关系，构建反演系统：
Figure FDA00024998285800000414
其中，G为台站对到时差与双对到时差数据对地震位置的偏导数矩阵，所述偏导数矩阵根据预先设定的各个地震事件的初始位置计算得到，所述偏导数矩阵的维度是M*3N，M为台站对到时差数据数量与双对到时差数据数量的总和，N为所述地震事件数量，m是N个地震事件的位置在x,y,z三个方向上的变化量向量[dx,dy,dz]，d为各个台站对双差数据与各个双对双差数据，W为权重矩阵，λ为阻力因子，I为单位阵；
第四计算单元，用于根据LSQR算法求解所述反演系统，得到各个所述地震事件的地震位置，并将各个所述地震事件的地震位置分别作为各个所述地震事件的新的初始位置，开始迭代求解各个所述地震事件的地震位置，具体为：在初期迭代中，使所述台站对双差的第一权重大于所述双对双差的第二权重，直到迭代次数达到第一预设次数；在后期迭代中，使所述双对双差的第二权重大于所述台站对双差的第一权重，直到迭代次数达到第二预设次数，迭代结束，得到最终各个所述地震事件的地震位置，其中所述地震位置包括：地震绝对位置以及地震间的相对位置；
其中，所述构建单元至少包括：
设置子单元，用于为所述台站对双差设置第一权重，为所述双对双差设置第二权重。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：
第一计算子单元，用于根据所述地震事件对(i,j)中地震事件i和地震事件j到台站k的到时
Figure FDA0002499828580000051
和
Figure FDA0002499828580000052
的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站k的到时残差
Figure FDA0002499828580000053
和
Figure FDA0002499828580000054
并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站k的到时残差
Figure FDA0002499828580000055
和
Figure FDA0002499828580000056
得到所述地震事件对(i,j)到所述台站k的事件对双差
Figure FDA0002499828580000057
所述地震事件对(i,j)为多个地震事件对中的任意一个地震事件对，
Figure FDA0002499828580000058
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，
Figure FDA0002499828580000059
为观测的事件对(i,j)到时差数据，
Figure FDA00024998285800000510
为预测的事件对(i,j)到时差数据；
第二计算子单元，用于根据所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时Tl i和Tl j的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i和所述地震事件j到台站l的到时残差rl i和rl j，并根据所述地震事件i和所述地震事件j到所述台站l的到时残差rl i和rl j，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站l的事件对双差drl ij，
Figure FDA00024998285800000511
其中，dx为地震位置的变化量，dτ为发震时刻的变化量，(Tl i-Tl j)obs为观测的事件对(i,j)到时差数据，(Tl i-Tl j)cal为预测的事件对(i,j)到时差数据。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元包括：
第三计算子单元，用于根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时
Figure FDA0002499828580000061
和Tl i的观测值与预测值的差，得到所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA0002499828580000062
和rl i，并根据所述地震事件i到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA0002499828580000063
和rl i，得到地震i到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA0002499828580000064
所述台站对(k,l)为多个台站对中的任意一个台站对；
Figure FDA0002499828580000065
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure FDA0002499828580000066
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure FDA0002499828580000067
为预测的台站对(k,l)到时差数据；
第四计算子单元，用于根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时
Figure FDA0002499828580000068
和Tl j的观测值与预测值的差，得到所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA0002499828580000069
和rl j并根据所述地震事件j到所述台站k和所述台站l的到时残差
Figure FDA00024998285800000610
和rl j，得到地震j到所述台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000611
Figure FDA00024998285800000612
其中，sk为所述台站k的校正项，sl为所述台站l的校正项，
Figure FDA00024998285800000613
为观测的台站对(k,l)到时差数据，
Figure FDA00024998285800000614
为预测的台站对(k,l)到时差数据。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元具体用于：计算地震事件对(i,j)到台站k的事件对双差
Figure FDA00024998285800000615
与地震事件对(i,j)到台站l的事件对双差drl ij的差值，或计算地震事件i到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000616
与地震事件j到台站对(k,l)的台站对双差
Figure FDA00024998285800000617
的差值，得到所述地震事件对(i,j)到所述台站对(k,l)的双对双差
Figure FDA00024998285800000618
所述地震事件对(i,j)与所述台站对(k,l)的双对组合为多个双对中的任意一个双对；
Figure FDA0002499828580000071
其中，
Figure FDA0002499828580000072
和
Figure FDA0002499828580000073
为双对到时差数据。
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