Improved seismic event locations

We report on further progress in improving seismic locations by using the so-called double-difference method (Spottiswoode and Milev, 1998 and Waldhauser et al., 1999). Double-differences are obtained either using picked arrival times or various measures of time differences obtained from waveform pairs. The double-difference method provides for much improved relative locations by reducing the effect of the errors in the wave velocity of ray paths between each event and each geophone. Further improvements are obtained by using known locations, such as blasts. One of the difficult problems that we have overcome is that of finding the best “weights” for the time corrections. Experience obtained in relative moment tensor inversions by Andersen (2001) suggests that use of median corrections is both more stable and more accurate, even while the locations of the individual events is based on weighted least-squares minimization. A hybrid location program with known reference events has been developed. Tests on a synthetic data set gave relative locations that were much less widely spread than the absolute locations. The use of known event coordinates (blasts) moved the relative locations back towards the real locations. These results are confirmed in preliminary analysis of data from a mine. The absolute locations are adjusted using blast events restricted to the line of tunnel development. Inter-event distances are distributed in a power-law fashion that suggests that the relative location accuracies are improved by a factor of three or more. Nous rendons compte des progrès faits dans l’amélioration des locations de séismes en utilisant la méthode appelée de double- différence (Spottiswoode and Milev, 1998 et Waldhauser et al., 1999). On obtient les double-différences soit en utilisant des temps d’arrivée choisis soit des mesures variées de différences de temps obtenues de doublets de forme d’onde. La méthode de double-différence fournit des locations relatives très améliorées en réduisant l’effet des erreurs dans la vitesse d’onde des trajectoires de rayon entre chaque évènement et chaque géophone. D’autres améliorations sont obtenues en utilisant des locations connues, telles que les coups de mine. Un des problèmes difficiles que nous avons surmontés est celui de trouver les meilleurs coefficients de pondération pour les corrections de temps. L’expérience obtenue dans des inversions de phases tensorielles relatives par Andersen (2001) suggère que l’utilisation de corrections médianes est à la fois plus stable et plus exacte, même lorsque la location des évènements individuels est basée sur minimisation pondérée de moindres carrés. Nous avons développé un programme hybride de location avec des évènements connus pour référence. Des tests sur des données artificielles ont donné des locations relatives qui étaient beaucoup moins étendues que les locations absolues. L’utilisation de coordonnées d’évènements connus (coups de mine) a ramené les locations relatives vers les locations réelles. L’analyse préliminaire des données d’une mine a confirmé ces résultats. Les locations absolues sont ajustées en utilisant des évènements de coup de mine restreints à la ligne du développement du tunnel. Les distances entre chaque évènement sont distribuées comme par loi exponentielle ce qui suggère que les degrés d’exactitude des locations relatives sont améliorés par un facteur de trois ou plus. Wir berichten über einen weiteren Fortschritt, die seismische Positionen unter Verwendung der zu sogenannten Doppel-Unterschied-Methode (Spottiswoode und Milev, 1998 und Waldhauser et al.,1999) zu verbessern. Doppel-Unterschiede werden entweder mit ausgewählten Ankunftszeiten oder verschiedenen Messungen von Zeitunterschieden erreicht, die von den Wellenformpaaren erhalten werden. Die Doppel-Unterschied-Methode liefert viel verbesserte relative Positionen unter Verringerung der Auswirkung von Fehlern in der Wellengeschwindigkeit von Strahlengängen zwischen jedem Fall und jedem Geophon. Weitere Verbesserungen werden erreicht, indem man bekannte Positionen, wie Sprengungen verwendet. Eines der schwierigen Probleme, die wir überwunden haben, ist jenes des Findens der besten "Gewichte" für die Zeitkorrekturen. Die Erfahrung, die in den relativen Momentspannerumkehrungen von Andersen (2001) gewonnen werden bietet den Schluß an, daß der Gebrauch von mittleren Korrekturen beständiger und genauer ist, sogar wenn die Positionen der einzelnen Fälle auf der bewerteten Reduzierung der Methode der kleinsten Quadrate basiert. Ein hybrides Positionsprogramm mit bekannten Bezugsfällen ist entwickelt worden. Tests auf einem synthetischen Dataset gaben relative Positionen, die viel weniger weit gestreut waren als die absoluten Positionen. Der Gebrauch von bekannten Fallkoordinaten (Sprengungen) schob die