石玉燕，李国一，张志慧，颜 启，苗庆杰

（山东省地震局，济南 250014）

0 引言

大震速报是区域测震台网最重要的工作任务之一。可以理解为一定震级的地震发生后，区域台网中心对此次地震进行快速、准确的定位，并把定位结果及时报送给上级主管部门的过程。在最短的时间内准确完成地震定位，是大震速报工作的关键。地震定位一直是地震学中最经典的基本问题，在地震学领域的研究中具有不可替代的作用[1]。多年来，诸多学者就此开展了相关领域的研究：尤尔亥莫[2]研究台网定位能力时讨论了台站分布问题；孔祥艳等[3]研究了新疆测震台网地震定位问题；赵艳红等[4]分析了内蒙古测震台网地震速报中台站选择问题。本文以2020年2月18日17时7分山东济南M4.1地震为例，使用山东区域测震台网记录的波形数据，分析了记录清晰的132个测震台站的震相数据，进行了不同台站组合的地震重新定位，并与中国地震台网中心地震编目结果进行比较分析，给出了区域台网大震速报定位选台策略，为区域台网大震速报工作提供实际参考依据。

1 资料与处理方法

山东地震台网经过中国地震局“十五”数字地震观测网络分项的建设，又经过山东省“十二五”项目升级与改善后建设完成。共接收128个本省测震台站和31个邻省共享台站的实时波形数据，邻省台站的接入对发生在山东周边的地震事件形成较好的全方位覆盖，可近距离围控，以保证定位结果的可靠性。山东台网是区域测震台网中台站密度较高的观测台网之一，有着国内先进的地震监测系统。山东台网采用的定位处理软件为中国地震台网统一的JOPENS-MSDP交互定位系统。

本文研究使用的地震事件波形是山东测震台网记录的2020年2月18日17时7分山东济南M4.1地震原始波形数据。针对每个台站记录的具体情况，分析了148个测震台站的震相数据，并综合考虑定位子台空隙角、近台震中距及台站数量等各因素，选取记录清晰可靠的132个台站重新标注的震相作为本文重定位的研究数据。在研究中将中国地震台网中心地震编目的定位结果（116.648°E，36.458°N）作为标准，对地震重定位后的震中位置偏差进行对比分析。重定位后的结果震中位置偏差的计算，是依据地球上给定经纬度的两点间距公式，假设ΔE为重新定位震中的定位偏差，则

式中：φ1、λ1分别为标准震中纬度、经度，φ2、λ2分别为重新定位得到的震中纬度、经度。

2 地震重定位分析

2.1 台站空隙角对震中位置的影响

地震速报定位分析时结合地震速报和地震编目工作经验，人为增减定位台站数，使得台站空隙角在30°～350°范围内任意变化，将重定位结果与标准震中位置进行对比分析，探索选取哪种台站组合震相到时数据定位得出的震中位置精度更高。

为了便于研究，将能清晰记录到山东长清M4.1地震的132个台站按空隙角不同进行分段研究并做对比分析，共分为31种情况。在相同速度模型下，采用区域台网地震速报最常用的HypoSAT法进行地震定位，得到31个不同震中位置（表1）。定位时部分空隙角变化所选台站分布见图1。

根据表1重新定位的结果，绘制台站空隙角在30°～350°范围内31个变化情况的定位偏差曲线（图2）。从图中明显看出：①震中位置偏差随着定位台站空隙角增大而变大；②在空隙角小于200°范围内位置偏差很小，偏差值均小于1 km；③空隙角在201°～270°时位移偏差平均值为1.2 km；④空隙角大于270°时位置偏差明显变大，最大偏差约20 km。

2.2 台站震中距对震中位置的影响

将定位时的最近台震中距自18 km逐渐变化到260 km，分别使用Hyposat、单纯型法和LocSAT定位法进行重定位，重定位结果与中国地震台网中心地震编目的震中位置对比得到震中位置偏差与近台震中距关系（表2）。从表2中知LocSAT定位法在最近台震中距大于200 km时无法定位。由表2的结果绘制位置偏差随近台震中距的关系曲线见图3。

图3显示，3种定位方法定位结果的偏差均随近台距离的增加而增大，因此近台是保证地震定位精度的重要因素。

表1 台站空隙角30°～350°范围内变化时震中位置偏差表

2.3 台站震中距对震级的影响

首先选用最近的10个台及DZH台、ZAQ台、HNS台、LIX台等共14个台站进行地震定位，获得最佳震中位置。然后进行震级测定，将选用的132个台站分10个震中距区域段：小于50 km、50～100 km、101～150 km、151～170 km、171～200 km、201～250 km、251～300 km、301～350 km、351～400 km与大于400 km，并保证每个区域段内台站数量不低于4个。分别对每个震中距区域段的台站量取振幅来测量震级，得到10个不同的震级结果，做震级与震中距关系图（图4）。

图1 定位时空隙角不断变化台站分布图

图2 震中位置偏差与空隙角关系图

图3 位移偏差与近台震中距关系图

从图4明显看出，震中距小于170 km时测算的震级均小于标准震级；震中距大于170 km后测算的震级与中国地震台网中心地震编目的震级结果一致。由此可见，区域台网在大震速报时使用较近台站振幅数据会导致测算的震级值偏小，速报时应使用震中距170 km以上的台站振幅数据测算地震震级。

3 结论与讨论

以2020年2月18日17时7分山东济南M4.1地震为例，分析了山东台网记录的132个测震台站的原始波形数据，用JOPENS-MSDP软件中HypoSAT、单纯型法和LocSAT三种定位方法进行不同台站组合的地震重定位处理。系统分析探讨台站空隙角和近台震中距2种因素对定位位置偏差的影响，以及震中距对震级的影响，给出定位偏差随台站空隙角和近台距离的变化关系，以及震级和震中距的关系。结果表明：台站空隙角和近台震中距都对定位结果震中位置有较大影响；台站震中距对震级也有影响。因此区域台网在大震速报时应使用最近台站，并且选择空隙角最小的台站组合来进行震中位置的测定，如果遇到近场台站故障等特殊情况无法满足理想状态时，可适当添加较远台站以减小空隙角的方式来提高定位精度。震级测定要使用大于170 km的台站振幅数据，如果只使用较近台站测算的震级会偏小。

表2 三种定位方法震中位置偏差与近台震中距关系表

图4 震级与震中距关系图

本文仅以山东济南M4.1地震事件中山东台网记录的132个台站震相数据进行分析研究，样本数据较少，所得结论可能不甚准确，今后仍需积累更多数据继续深入研究并进行结果验证。

致谢 本文数据来源于山东省地震局地震监测预警中心；本文的完成得到各位评审专家的宝贵意见与建议，在此表示衷心感谢。