0 引言

地震定位是指对地震相关的基本参数，如发震时刻、震中位置、震级及震源深度等进行测定，是地震学中的反演问题之一(李学政等，2001)。研究新的地震定位方法和提高定位精度，是多年来地震学应用研究的重要课题(朱元清等，1997)。“十五”数字化地震台网建成后，各台网主要采用人机交互分析处理软件MSDP进行大震速报和地震编目(石玉燕等，2008)。江苏省测震台网承担本省及邻近地区的地震监测工作，通常使用HypoSat、Hyp2000和LocSat定位方法进行地震定位，以HypoSat方法使用居多。为提高测震台网地震编目和速报质量，将对一定数量的地震事件，分别采用以上定位方法进行地震定位，从震级、残差及震中位置等方面进行研究，对比分析不同定位方法的适应范围和优缺点。

1 定位方法与资料选取 1.1 定位方法

(1) HypoSat：利用走时数据、反方位角和射线参数值的定位程序，适用于地方震、近震和远震，可固定深度，亦可设置初始深度和深度误差进行反演。此为江苏测震台网目前常用地震定位方法，速度模型采用iasp91。

(2) Hyp2000：以盖革法为基础的外挂定位程序，适用于地方震、近震，将非线性化方程线性化，采用最小二乘法原理求解，并配置地壳模型参数和走时表。

(3) LocSat：通用定位程序，适用于地震速报定位、近震和远震，能给出反演深度或固定深度反演，速度模型采用iasp91(段刚等，2014)。

1.2 资料选取

选取2013—2017年江苏省测震台网记录的M_L ≥ 2.0地震事件，筛选得到数据可靠、震相清晰事件49个，地震参数(中国地震台网目录)见表 1，震中分布见图 1，其中网内地震选用江苏省陆地发生的地震事件，计24次；网缘地震选用距陆地边界线100 km范围内临省和近海地震事件，计12次；网外地震选用距陆地边界线100 km范围外的远海地震事件，计13次。采用HypoSat、Hyp2000和LocSat定位方法对地震进行定位，将定位结果与中国地震局统一编目结果进行比较，分析不同地震定位方法的适用范围。

2 定位结果分析 2.1 不同方法定位结果

为提高地震定位精度，减少远台观测对地震精确定位的局限性，尽量选择能够较好包围震中的地震台站，且震中距控制在200 km范围内。在保证地震台站、震相到时以及地壳速度模型均相同前提下，对所选地震事件分别采用HypoSat、Hyp2000和LocSat定位方法进行重新定位，将定位结果与省地震局台网统一编目结果(表 1)进行对比，计算分析震级、残差以及震中之间的误差等参数。其中，震中误差采用以下公式(陈贵美等，2009)计算。

$ D = 111.199 \times {\left\{ {{{\left({{\varphi _1} - {\varphi _2}} \right)}^2} + {{\left({{\lambda _1} - {\lambda _2}} \right)}^2} \times {{\cos }^2}\left[ {\frac{{\left({{\varphi _1} + {\varphi _2}} \right)}}{2}} \right]} \right\}^{\frac{1}{2}}} $

式中，D为两点间震中误差，单位km；(φ₁，λ₁)为中国地震台网统一编目的震中纬度和经度，(φ₂，λ₂)为采用不同地震定位方法得到的某一震中纬度和经度。

对选取的49次地震，采用HypoSat、Hyp2000和LocSat方法进行重新定位，具体结果见表 2，其中序号1—24为网内地震事件，序号25—36为网缘地震事件，序号37—49为网外地震事件，D₁、D₂、D₃分别表示HypoSat、Hyp2000和LocSat方法定位的震中误差。

2.2 对比分析

(1) 震级对比。对选取的49次地震事件，使用HypoSat、Hyp2000、LocSat地震定位方法重新定位，将所得震级进行对比，见图 2。由表 2和图 2可知，对于所选的网内地震、网缘地震和网外地震，3种程序重新定位所得震级比较一致，震级差在-0.1—0.2，符合中国地震台网中心对速报震级差需控制在-0.3—0.3的要求。

残差对比。残差即走时均方根残差，是评价地震定位好坏不可缺少的重要参考指标，当完成地震定位时，通过查看残差值可以确定震相标注是否合理，台站数据是否正常，可有效保证地震定位结果的精确度。计算公式如下

$ \sigma = \sqrt {\frac{1}{m}\sum\limits_{k = 0}^m {{{\left({{\tau _k} - {\tau _k}} \right)}^2}} } $

式中，m为参与定位的台站数，τ_k为第k个台站的到时，τ_k为第k个台站的理论到时。使用HypoSat、Hyp2000和LocSat地震定位方法重新定位，残差对比结果见图 3。

由表 2和图 3可知，HypoSat定位后平均残差值最小，残差集中在0.1—1.1 s；LocSat定位后网内和网缘地震残差曲线形态与HypoSat基本一致，整体略高于HypoSat定位残差结果，网外地震残差值集中在1.5—2.4 s，高于HypoSat定位结果；Hyp2000定位后网内地震残差值基本在2 s以内，整体定位结果较其他2种方法差，而且发生在江苏启东海域附近的7号地震残差略高，结合网缘和网外地震残差定位结果，发现该定位方法对海域地震定位残差明显较高。

震中误差对比。对选取的地震事件，使用HypoSat、Hyp2000和LocSat地震定位方法重新定位，对震中误差进行对比，结果见图 4。

由表 2和图 4可知，对于网内和网缘地震事件，除个别地震外，HypoSat定位的震中误差基本控制在5 km范围内，小于其他2种定位方法，定位精度几乎为1类地震，而Hyp2000和LocSat定位的震中误差曲线形态较一致，其中发生在江苏射阳的5号和13号地震定位结果误差大于20 km。分析认为，2个地震虽为网内陆地地震，但靠近黄海海域，而Hyp2000定位结果受震中距和台站分布影响较大，导致震中误差明显大于其他2种方法。对于网外地震，3种定位方法的震中误差均较大，定位精度基本为3类地震。由图 4中震中误差曲线变化趋势可见，Hyp2000方法对海域地震定位结果较差，部分地震误差高达88 km，应为地震台站分布不均匀所致，因远海地震的震中距较远，台站分布较差，定位时无法较好地包围震中。但HypoSat的定位精度仍然明显高于其他2种定位方法。

震源深度对比。震源深度是指震中到震源的深度，近震震源深度的定位精度主要取决于地震台站密度。由表 2可知，采用HypoSat、Hyp2000和LocSat方法定位的震源深度结果差异性较大，应与台站密度较小有关，其中：HypoSat法定位的震源深度主要分布在0—30 km，Hyp2000法定位的震源深度主要分布在0—15 km，LocSat法定位的震源深度主要分布在10—30 km。对于网外地震，3种方法定位常出现深度为0甚至无法定位的现象，此时需要调整震相重新定位。综合分析认为，HypoSat法定位的震源深度接近地震目录结果。

3 结论

使用HypoSat、Hyp2000和LocSat定位方法，对江苏测震台网记录的49次地震事件进行定位，得到以下结论：①对于网内、网缘或网外地震，HypoSat方法整体定位效果理想，在进行地震速报和编目工作时可优先考虑该方法；②对于网内和网缘地震，Hyp2000定位效果也较理想，但对于海域地震事件，受震中距和台站分布影响，Hyp2000整体定位效果较差；③对于网内、网缘和网外地震的震级和残差定位，LocSat方法定位结果较好，但对于网外地震震中定位，与其他2种方法比，LocSat方法定位效果较差。