University of Oulu

Seismic array processing with Northern Finland Seismological Network

Saved in:
Author: Jänkävaara, Henrik1
Organizations: 1University of Oulu, Oulu Mining School, Geology
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 6.7 MB)
Pages: 66
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201904241522
Language: English
Published: Oulu : H. Jänkävaara, 2019
Publish Date: 2019-04-25
Thesis type: Master's thesis
Tutor: Kozlovskaya, Elena
Reviewer: Moisio, Kari
Okkonen, Jarkko
Description:

Abstract

Sodankylä Geophysical Observatory (SGO) operates and maintains a 9-station Northern Finland Seismological Network (FN) located in northern Finland. Four of the stations are providing the data to the European Integrated Data Archive (EIDA) while five stations are working in the test regime. Every station is equipped with a 3-component broadband seismometer. Seismic array processing methods are applied using the 9-station network, which as an array is irregular and relatively large with an aperture of 455 km. As a result, the array is suitable for detecting seismic signals with large wavelengths. In this thesis, earthquake localization tests utilizing beampacking and beamforming are carried out by detecting vertical components of long-period surface wave phases. Properties of the network as an array are discussed and a method to improve the network solely for array purposes is presented. The method searches for new locations for seismic stations to reduce sidelobes in the array transfer function.

Tiivistelmä

Sodankylän geofysiikan observatorio ylläpitää yhdeksästä laajakaistaseismometreillä varustetusta asemasta koostuvaa Northern Finland Seismological Network (FN) verkkoa. Neljä asemaa tarjoaa seismistä dataa datakeskuksiin ja viisi asemaa on testivaiheessa. Pisin etäisyys asemien välillä on noin 455 kilometriä ja asemat sijaitsevat epäsäännöllisessä muodostelmassa Pohjois-Suomessa. Tutkielmassa yhdeksän aseman verkkoa käytetään seismisenä monipisteasemana (eng. array).

Niin kutsuttaja beamforming- ja beampacking-menetelmiä sovelletaan käyttäen verkkoa. Beamforming-menetelmä kasvattaa käytettävän datan signaalikohinasuhdetta, mikä mahdollistaa esimerkiksi eri seismisten faasien tarkemman tarkastelun. Menetelmän käyttämiseksi tarvitaan tieto tutkittavan faasin etenemissuunnasta ja näennäisestä nopeudesta, mitkä saadaan selville esimerkiksi beampacking-menetelmällä. Käyttäen verkkoa monipisteasemana, maanjäristyksien episentrien suuntien paikannuksen tarkkuutta tarkastellaan hyödyntäen valmiiksi testejä varten laadittuja maanjäristyskatalogeja. Testeissä seismisinä signaaleina käytetään pitkäperiodisia pinta-aaltoja ja episentrin suunta selvitetään beampacking-menetelmällä. Lisäksi tutkielmassa esitellään menetelmä asemaverkon parantamiseksi nimenomaan monipisteasemakäyttöä ajatellen. Uusien asemapaikkojen etsintä perustuu verkon siirtofunktion sivumaksimien minimoimiseen. Selvästi erottuvat sivumaksimit siirtofunktiossa ovat merkkejä verkon epätarkkuudesta monipisteasemakäytössä.

see all

Subjects:
Copyright information: © Henrik Jänkävaara, 2019. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.