特色应用
所提出的方法可以支持区域至全球次声事件的快速和高精度定位，包括人工爆炸、核试验监测场景、火山喷发和大规模大气声学事件。
摘要
次声波在大气中衰减微弱，可以传播至区域、远震乃至全球距离，这使得它们对于监测人工爆炸、火山喷发、地震和核试验相关事件具有价值。传统的基于阵列反方位角交点的次声定位方法计算效率较高，但它通常将传播路径近似为直线几何射线，因此无法完全表征风场、温度梯度、大气波导或地球曲率。为了解决这一局限性，本文提出了一种两步定位方法，该方法将几何初步定位与受球坐标射线追踪约束的局部走时残差优化相结合。首先，对多站到达方位角进行相交，并使用 k-means 聚类和最小二乘估计来获得鲁棒的初始震源位置。其次，围绕初始解构建局部网格；对于每个候选震源，使用球坐标系下运动非均匀大气的射线追踪模型计算到记录台站的理论走时。最终震源位置通过最小化多站走时残差来选择。该方法使用三个代表性事件进行了测试：2018 年因戈尔施塔特炼油厂爆炸、2019 年斯特龙博利火山喷发和 2022 年洪加火山喷发。最终定位误差分别为 13.23 公里、5.93 公里和 6.98 公里，相对于传统几何定位，精度提高了 84% 以上。结果表明，结合大气传播约束和局部残差优化，可以在保持计算效率的同时显著减少系统偏差。
