“十五”项目完成后,云南测震台网增加了一定数目的台站,使台网布局更加合理,沿四川边界从东至西有盐津、昭通、巧家、东川、华坪、永胜、中甸等台站,并接入了四川高县、雷波、普格、盐源、乡城等台站数据(图6),大大提高了对沿云南行政区边界的四川地震的监控能力。但汶川地震及其余震序列对于云南测震台网还是属于网外地震,观测能力较弱,地震定位有一定难度。经过探索,我们认为,对于这一地区的地震,只要初至波清楚,用以下方法定位效果最好。(1)用距地震最近、张角最大呈弧形状分布的5～10个台;(2)全部选用初至P波定位,S波明显时,也可用1～2个台的S波,但位置变化不大(李桂华,2005)。
3.1 定位方法
设用于定位的子台数为n,第i个子台的位置坐标为(xi,yi),震中位置坐标为(xe,ye),于是第i个子台到震中的距离Δi有
Δ2i=(xi-xe)2+(yi-ye)2.(1)
另一方面,在n个用于定位的子台中,各子台的初动到时记为tp0i,用最小的初动到时作为发震零时t0,于是各子台的初动走时tpi就是
tpi=tpoi-t0,(i =1,2,…,n).(2)
根据n个子台的初动走时tpi,由最小走时计算公式即可得到与最小走时tpi相应的震中距Δi,于是方程(1)中只有两个未知量xe和ye,由n个用于定位的子台的初动到时即可构成n个方程组成的非线性方程组,方程组中两两方程相减,非线性方程组就简化成线性方程组:
aij×xe+bij×ye=cij.(3)
其中aij=2(xi-xj),bij=2(yi-yj),cij=d20i-Δ2i-d20j+Δ2j,d0i、d0j是i、j子台到坐标原点的距离。
于是用最小二乘法得到现有发震时刻t0对应的震中位置(xe,ye),这就是发震时刻t0设定后,计算出各台地震波初动的走时和相应的震中距,“交切”法得到震中位置(xe,ye)。对于得到的震中位置(xe,ye),容易计算出各子台的震中距和相应的初动理论走时tpci,由此得到各子台的初动理论走时tpci和观测走时tpoi的差,定义它们的代数和为at0,即:
at0=∑ni=1(tpci-tpoi).(4)
定义走时残差ε为
ε2=1/(n-2)[∑n1(tpci-tpoi)2].(5)
用at0修改设定的发震时刻t0,
t'0=t0+μ×at0.(6)
其中μ是阻尼系数。用t'0代替t0,重复上述从(2)式开始的过程,直到at0或ε小于某一给定值,或者迭代次数大于某一给定值。在迭代过程中,阻尼系数μ逐渐趋于零。
速度模型采用国内平均双层模型的“中国地区地震走时表”(国家地震局地球物理研究所,1979)(表1)。
3.2 定位结果比较
分别选用四川台站定位和云南台站定位与中国台网定位的结果进行比较,结果见表2。在分析28个地震的位置时,四川台站选用的是云南测震台网接入的高县、雷波、普格、盐源和乡城台,云南台站选用的是盐津、昭通、巧家、华坪、永胜和中甸台。由于地震发生后,四川省的所有台站因通讯、电力中断而瞬间停止工作,云南测震台网没有汶川8.0主震的波形记录而无法定位。5月17日的汶川MS5.1余震,因云南有省内地震,初至波有干扰无法定位。震源深度没有讨论故而未列在表中。由表2可见,由于四川台站弧形分布较云南台站好,且距汶川及其余震稍近,除6月11日6时23分20秒的28号地震定位Δd偏大为0.82°,其余的地震Δd与中国台网的一致,均在0°～0.35°之间; 仅用云南台站定位结果就差一些,Δd在0.1°～1.16°之间。由于四川乡城台的线路故障,28号地震无波形记录,只有偏东的4个台参与定位,其张角比有乡城台参与定位小很多,因此Δd稍大。这也从一个侧面反映了定位台站选择的重要性。
