0 引言

龙门山断裂带处于欧亚板块内部青藏高原东北缘与上扬子克拉通地块的结合带。该断裂带横向上主要由龙门山后山断裂、主中央断裂、前山断裂等3条主干断裂及推覆构造带组成（孟宪纲等，2014），芦山M_S 7.0、汶川M_S 8.0地震均发生在此断裂带的西南段。芦山M_S 7.0地震的震中靠近前山断裂的大川—双石断裂，与汶川地震不同，芦山地震并未在地表产生大规模的破裂带（陈晨等，2013）。

改进地震台网的地震定位方法和提高地震台网的地震定位精度，一直是地震研究的重点方向。实际工作中，为提高地震定位的精度，除选择合理的台站布局外，地震定位方法和速度模型的选取，也至关重要。四川省测震台网承担着四川及邻区的地震监测任务，为了提高定位精度，速报及编目工作常选用不同的定位方法和速度模型对地震进行定位分析。本文首先对龙门山断裂带附近的6次爆破事件进行重新定位，分析不同速度模型下常用定位方法定位结果的差异，然后根据中国地震台网中心的统一正式目录和观测报告，挑选出此断裂带附近的15个符合要求的地震再次重新定位，统计定位结果的定位残差和震中差，综合分析不同速度模型下常用定位方法的定位结果。

1 事件的重新定位 1.1 台站分布和数据收集

收集2013年9—10月中国地震局地球物理勘探中心在芦山周边地区进行的6次人工爆破事件数据和四川省地震监测中心2013—2015年的观测报告，并从芦山地震序列（15 000余次）中选取台网中仪器运行正常、数据可靠、记录清晰的地震记录数据，以台站数≥20、震源深度为最近台站的震中距的2倍、垂直定位误差为2 km、水平定位误差为0.15 km等为条件挑选出12个地震，此外还选取了北川的1个地震和青川的2个地震（图 1）。选取不同的定位方法和速度模型，对收集的6个爆破事件和15个天然地震事件进行重新定位，并对定位结果进行对比分析。

1.2 定位方法

Hypo2000方法（Klein，2002）一般用于地方震、近震定位，HypoSat方法（Schweitzer，2001）一般用于地方震、近震和远震的定位。Hypo2000、HypoSat定位程序都是采用了传统的Geiger法的基本思路，即把走时在初值T (x, y, z)附近作泰勒展开，取一级近似为

$ T^{\prime}=T+\frac{\partial T}{\partial x}\left(x^{\prime}-x\right)+\frac{\partial T}{\partial y}\left(y^{\prime}-y\right)+\frac{\partial T}{\partial z}\left(z^{\prime}-z\right) $

(1)

其中，T为实际走时；T′为相应于(x, y, z)附近一点(x′, y′, z′)的走时。在此基础上建立观测方程组，然后求解观测方程组。Hypo2000、HypoSat定位方法求解观测方程组的具体实现上相同，即先将观测方程组降维，未化成正规方程组，直接用奇异值分解最小二乘法求解条件方程组，同时为合理使用到时数据，在实际计算中还采用了多种数据加权。

Hypo2000方法可采用分区水平分层速度模型，为每个台站指定不同的速度模型；HypoSat方法可采用全球模型ISAP91、AK135等或水平分层速度模型。二者均采用近台初值，不同点在于，Hypo2000方法只适用于网内近震及地方震，而HypoSat方法不仅适用于近震，对远震甚至极远震的定位也有相对较好的效果（陈贵美等，2009）。

1.3 速度模型

赵珠等（1987）将四川地区分为A、B两个区，通过台站原始记录资料，得出四川东部盆地和西部高原不同的地壳上地幔分层速度模型（图 2）。利用此模型四川地震台网定位工作得到了较好的定位结果。

2013年4月之后，四川地震台网编目开始使用JOPENS5.2地震分析软件。该软件集成了用于川滇地区的定位程序，其使用的速度模型是专门为四川和云南设计的川滇3D走时表。2015年，对四川区域一维速度模型重新校定，该模型与多个常用模型进行了对比验证，速度模型参数见表 1。

2 定位结果与分析 2.1 爆破事件

2013年9—10月，中国地震局地球物理勘探中心在芦山周边地区进行了6次人工爆破，具体爆破时间如表 2所示。本文采用Hypo2000（一维速度模型）、Hypo2000（赵珠速度模型）、HypoSat（一维速度模型）和川滇3D速度模型等4种组合分别对6次爆破事件重新定位，测试结果如表 2、3所示。从统计结果可得，对于爆破点的测试，4种组合之间存在差异。在相同台站包围的情况下，Hypo2000（一维速度模型）给出了较好的定位结果，优于其他组合的结果；HypoSat（一维速度模型）给出的时间误差中有3次与爆破时间更接近，但爆破事件定位的经纬度误差整体来说较差；川滇3D定位未给出理想的结果，可能是川滇3D速度模型对浅表爆破事件的定位不太准确所致。

根据《地震编目规范》（中国地震局，2017），定位精度可划分为：Ⅰ类为震中误差≤ 5 km；Ⅱ类为5 km＜震中误差≤15 km；Ⅲ类为15 km＜震中误差≤30 km；Ⅳ类为震中误差＞30 km。表 4为不同组合定位结果与GPS实测结果的震中误差。从表 4中可以得出，4种组合得出的定位结果差异不大，在不考虑GPS测量误差的前提下，与实测数据相比，最大误差约2.69 km，最小误差约0.23 km，定位结果均属于Ⅰ类。其中，6次爆破事件定位结果中，Hypo2000（一维速度模型）组合有3次震中误差优于其他3种组合。

影响地震定位精度的因素很多，如地震空间位置、地下速度结构、台网密度、台站分布、震相、测震台站周围的地壳特性参数及到时读数精度等（季爱东等，2011）。本文4种组合方式的台站分布和震相数据相同，由表 4可见，6次浅表爆破定位中Hypo2000（赵珠模型）定位结果分布均匀稳定；Hypo2000（一维速度模型）组合定位有3次优于其他组合，但在第4个爆破事件定位中Hypo2000（一维速度模型）震中误差与其他3组相比较大，结合第3、4次爆破定位台站分布可以看出（图 3），台站分布相对于震中分布来说，作用更加重要，台站分布对一维速度模型和Hypo2000方法定位结果影响较大，尤其对一维速度模型的影响更加明显。

台站分布是影响地震定位结果可靠性的主要因素之一，也是现实操作中最易改进的因素，因此为了提高定位精度，应尽量选择合理的台站分布，将所选地震基本被周围观测台站包围，台站构成合理的网形（杨成荣，2014；张志斌等，2019）。

2.2 芦山地震

上述通过爆破事件定位，得出了4种定位组合在相同的台站分布情况下，定位结果的时间误差和震中误差。现对龙门山断裂带附近的15个天然地震进行重新定位，分析4种组合对该区域发生的天然地震定位结果，具体对比数据如表 5所示。由表 5可见，4种组合定位结果的震源深度和总残差差异不大，并都在误差允许的范围内，在相同台站包围的情况下，Hypo2000（赵珠模型）、Hypo2000（一维速度模型）和川滇3D给出的定位残差结果较好，对于2013年10月6日地震HypoSat（一维速度模型）组合定位残差较大，结合此次地震定位台站分布（图 4）可认为这是参与定位的台站太多，且大多数台站分布不合理而造成的。

现以川滇3D的定位结果为基准，在不考虑GPS测量误差的前提下，其他3种组合与川滇3D的震中数据相比较（表 6），得出最大误差约4 283 m，最小误差0.00 m，定位结果均相对较好。在2015年10月19日地震震中定位中，因无近台数据，Hypo2000（一维速度模型）和Hypo2000（赵珠模型）组合的误差相对较大。

3 结论

利用四川地震台网的观测数据，结合实际工作中常用地震定位方法和速度模型选取方式，对龙门山断裂带附近的6个爆破事件和15个天然地震重新定位，并分析定位结果。

在浅表爆破定位中，川滇3D定位结果并不理想，可能是川滇3D速度模型对浅表爆破不是太准确引起。Hypo2000（赵珠模型）和Hypo2000（一维速度模型）相比其他组合，定位结果较好。HypoSat（一维速度模型）给出的时间误差与爆破时间更接近，但爆破地点经纬度误差整体来说比其他组合较差；结合台站分布情况分析可知，台站分布对一维速度模型和Hypo2000定位方法定位结果影响较大，尤其对一维速度模型影响明显。

在天然地震定位中，川滇3D定位结果中震源深度和残差相比其他组合更加稳定。因此，在讨论中以此组合定位的结果作为参考，对另外3个组合的震中误差进行分析，得出相比HypoSat（一维速度模型），定位台站的分布对Hypo2000（一维速度模型）和Hypo2000（赵珠速度模型）组合的影响较明显。

综上所述，速度模型和定位方法的选取对定位精度的影响较大。此外，在地震定位中，并非参与定位的台站越多越好，为提高定位精度，应尽量选择合理的台站分布，使地震基本被周围观测台站包围。同时，近台和远台的联合使用，可获得更为精确的定位结果。