利用分布式自动地震监测（DAS）技术对近地表光纤电缆进行定位的被动地震学方法

《Scientific Reports》：Passive seismological approaches for localizing near-surface fiber-optic cables with DAS

　　

摘要

准确掌握光纤电缆的几何形状对于分布式声学传感（DAS）的许多应用来说非常重要。然而，由于光纤的松弛、弯曲或与记录路线的偏差，埋设或安装的光纤的实际位置往往难以确定。我们提出了两种基于地震学的被动电缆定位方法，这些方法利用了DAS记录中的信息。这两种方法在受控条件下通过合成测试进行了评估。方法A通过环境噪声与参考点的互相关来估计相对传播时间，而方法B则利用来自远处地震的平面波的差分到达时间（这些平面波的慢度向量是线性独立的）。这两种方法都可以使用最小二乘法进行建模，从而能够同时估计传播速度和电缆的几何形状，即使在传播时间测量存在噪声或不确定性的情况下也能得到一致的解决方案。合成实验表明，即使视速度不确定或介质具有非均匀性，电缆位置也能被精确到100米的精度范围内确定。这两种方法提供了独立的几何约束，可以补充其他关于电缆路径的信息来源，尽管在实际应用中仍可能存在额外的不确定性。