【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋地震探测领域，尤其涉及一种基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法。
技术介绍
1、海洋地震(声学)探测是海底结构探测的重要手段，伴随着探测海域水深的逐步增加，深拖式震源逐步获得应用，其水下精准定位成为后续开展数据处理的关键。目前水下声学定位系统主要包括长基线定位系统(lbl)、短基线定位系统(sbl)、超短基线定位系统(usbl)以及超短基线与长基线定位组合系统。
2、其中超短基线定位系统具有基阵尺寸小，易于布置等特点，应用最为广泛。超短基线定位系统由震源、应答器、接收基阵组成。震源一般采用船体拖曳或搭载，接收基阵则安装在船上。在震源发出声波脉冲后，固定在水下震源的应答器接收震源发声，通过返回脉冲的方式传递给接收基阵，通过测量水平和深度两个方向的相位差，并根据声波的到达时间计算出水下装置到接收基阵的距离，从而计算得到水下探测器的平面坐标位置和深度。然而由于海洋环境复杂多变，usbl定位结果往往存在一定偏差。usbl反演距离主要由时间和声速构建的几何模型求得，但是由于海洋中温度、盐度、压力等一直处于变化的状态，因此声速也一直在变化之中，这导致距离测算发生了误差。
3、同时，基于usbl系统的观测方式，随着观测深度的逐渐加深，其测量误差逐渐增大。除此之外，gps定位误差、姿态方位误差等对定位结果也有一定影响。
技术实现思路
1、为解决现有超短基线定位误差问题，本专利技术提出一种利用直达波和鬼波到达时间差反演定位震源的方法。通过在近海底位
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，包括以下步骤：
4、(1)在近海底位置布设远场水听器，记录水下震源直达波和海面反射鬼波的到达时间，提取两者的实测走时差tobs；
5、(2)基于初始震源定位信息，构建震源可选位置集合；
6、(3)利用射线追踪提取震源可选位置集合中不同候选震源位置处对应的直达波和鬼波的到达时间，提取两者的走时差，并与tobs进行最小二乘误差评估，最小误差对应的候选震源位置即为最佳震源位置，表示为：
7、min{e＝[trt(s)-tobs]2}
8、其中，tobs是水下震源直达波和海面反射鬼波的到达时间的实测走时差，trt(.)是射线追踪反演结果，e是平方误差，s是震源可选位置集合。
9、进一步地，所述初始震源定位信息通过超短基线定位系统测得。
10、进一步地，所述震源可选位置集合的构建方法为：
11、以船体搭载的超短基线定位系统的接收基阵到初始震源位置连线绕接收基阵偏移一定角度，将初始震源位置距离偏移线的垂直距离为半径，以初始震源位置为球心，构建球体，所述球体所包围的范围作为震源可选位置集合的范围；
12、基于球体所包围的范围，初始化震源可选位置集合。
13、进一步地，所述偏移的角度为0.75°-1.25°，优选1°。
14、进一步地，所述震源可选位置集合内的候选震源位置均匀分布。
15、进一步地，所述射线追踪基于有限元仿真实现。
16、进一步地，所述远场水听器采用全向水听器。
17、进一步地，所述远场水听器底部连接重物，顶部连接浮标，工作时，通过底部重物将远场水听器下沉至近海底位置，工作完成后，剪切连接重物的牵引线，远场水听器在浮标作用下上浮并回收。
18、本专利技术具备的有益效果是：
19、本专利技术采取额外布设远场水听器的方式，通过监测直达波与鬼波走时差异，确定精确的震源位置，弥补了已有usbl系统的定位误差。
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1.一种基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，其特征在于，所述初始震源定位信息通过超短基线定位系统测得。
3.根据权利要求2所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述震源可选位置集合的构建方法为：
4.根据权利要求3所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述偏移的角度为0.75°-1.25°。
5.根据权利要求3所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述震源可选位置集合内的候选震源位置均匀分布。
6.根据权利要求1所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述射线追踪基于有限元仿真实现。
7.根据权利要求1所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述远场水听器采用全向水听器。
8.根据权利要求1或7所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述远场水听器底部连接重物，项部连接浮标，工作时，通过底部重物将远
...【技术特征摘要】
1.一种基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，其特征在于，所述初始震源定位信息通过超短基线定位系统测得。
3.根据权利要求2所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述震源可选位置集合的构建方法为：
4.根据权利要求3所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下震源定位方法，所述偏移的角度为0.75°-1.25°。
5.根据权利要求3所述的基于直达波与鬼波联合走时反演的水下...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宇豪，沈洪垒，宋雷，张洪源，杨士龙，朱世成，张文超，郭永浩，
申请(专利权)人：深地科学与工程云龙湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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