基于网格搜索-牛顿迭代法的微震震源定位算法
Micro-seismic event location based on Newton iteration method and grid-search method
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摘要: 利用最优化算法对微震定位进行求解时,为了保证全局且快速收敛,结合网格搜索法的 全局收敛性和牛顿迭代法的快速准确性,提出一种基于网格搜索-牛顿迭代法的微震震源定位反 演算法。 新算法首先通过对监测区域进行稀疏的网格划分,利用网格搜索法得到初步的定位结 果,再以此结果作为牛顿迭代法的初始迭代值进行准确的定位计算。 通过模拟实验,研究了地下 介质速度各向异性和实际工程中测速误差对定位结果的影响,并与牛顿法、网格搜索法和模拟退 火法对比新算法在定位准确度、稳定性以及计算效率方面的表现。 结果表明:该算法在理论上可 以相对高效、准确、稳定地定位微震事件。 最后利用实例验证新算法定位效果,定位误差约 为4m。 该算法在微震定位中具有一定的实用价值。Abstract: Inordertomaketheoptimizationalgorithmconvergentgloballyandquicklywhenlocatingmicro-seismicevents,consideringthegoodperformanceofgrid-searchingmethodonglobalconvergence andadvantagesofNewtoniterationmethodforcalculationspeedandaccuracy,alocationmethodbased ongrid-searchingmethodandNewtoniterationmethodisproposed.Firstanapproximatelocationresult isobtainedbygrid-seachingmethodwithsparsediscretizedgridsinthemonitoringareaandtheresultis theinitialiterationvalueforNewtoniterationmethod;secondNewtonmethodisappliedfortheaccurate locationresult.The influences of anisotropy of the velocity model and velocity measure error are analyzedinsimulationexperimentsandtheproposedmethodiscomparedwithNewtoniterationmethod, grid-searchingmethodandsimulatedannealingmethodaboutlocationaccuracy,efficiencyandstability.Thelocationresultsshowthattheproposedmethodcanlocatemicroseismiceventsaccurately,efficientlyandstably.Theproposedmethodisalsotestedwithfielddata. Thelocationresultislessthan4 m. Sothemethodispracticalformicroseismiceventlocations.
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