引言
S波拾取困难:受到P波尾波及其他转换波震相影响，因此S波的信噪比一般低于P波，拾取的准确度也比较低；
现有手动拾取方法：基于极化特征，利用原始地震三分量记录，根据P波和S波在偏振方向上的不同特征（如质点运动的偏振度、线性度等），找到震相突变点，进而确定S波到时。
本文基于Lois等提出的一种基于特征值分析的时域算法，改进了相关参数，并在福建地震台网的9,855条三分向波形记录上进行了测试，验证了该算法的有效性。
P波的质点运动方向和波传播方向一致，形成纵向偏振，S波的质点运动方向和波传播方向垂直，形成横向偏振。
P波和S波的偏振特性有时会受到噪声和其他地震波的干扰，尤其是面波或其他转换波。
当采用三分向波形数据时，P波和S波的偏振方向不同，可以通过计算质点运动的偏振度（即偏振的强度）或线性度（即运动方向的线性特征）来分辨P波和S波的位置。
1.方法
对于一段已知P到时的波形，本文使用滑动窗口将波形其划分为小窗，对每个小窗内的三分量波形求取特征值，生成特征值时程，并将其作为S波识别特征函数。
将三分量波形计算得到的协方差矩阵求特征值（λ1、λ2、λ3），特征值时程代表的物理含义是质点的运动方向，由图1d看出，λ1对信号传播方向上的能量变化更为敏感，故选择其为特征函数，求取λ1的平方根（放大中低值的同时压低中高值，图1e）实现对特征值的压缩。对于信噪比较低的事件波形，采用此方式的特征函数更能凸显信号中的能量突变位置。
选取P波初至到S波尾段求取峰度系数（图1f），S波到时附近，在特征函数中显示为一个明显的陡坎，S波到时为陡坎最低点，通过对其求取一阶差分（图1g）,将更容易判别。这里只是粗到时，应用自回归赤池信息准则（AIC）（Akaike，1974）在所拾取 S波粗到时位置附近精确判别（前后各取 0.3s），即可获得准确可靠的 S波到时信息。”
时窗的判别：过短，将对特征函数中微小变化过于敏感，拾取S波到时位置将超前；过长，缺乏必要敏感性，拾取到时将滞后。本文采用多窗口综合加权方法，窗口长度为 0.2—1.4s，间隔 0.2s，共 7 个。在各窗口中拾取S波到时Si,并计算 S 震相信噪比 Ri,然后依据信噪比综合加权给出 S 波到时位置
$$S_f = \frac{\sum_{i=1}^{7} S_i R_i}{\sum_{i=1}^{7} R_i}$$
2.数据
本研究分析了来自福建地震台网2015至2018年期间的1,862次地方震事件，震中距范围从ML-0.5到4.2，其中仅选择了震中距小于100 km的9,855条三分向地震波形记录进行计算分析。震中距范围内，所有的S波震相都被标记为Sg（深源震）。
数据主要来自于仙游震群和台湾海峡南部震群，这两个震群的记录占总数据的约三分之一。
人工地震编目提供了参考S波震相拾取结果，将人工拾取的结果与自动拾取方法的结果进行比较。
本文所用台站记录随震中距和震级分布
本文研究所用台站空间分布
3.结果与讨论
该方法的S波震相到时拾取平均偏差为（−0.003±1.34）秒，79.6%的记录拾取偏差小于0.5秒，63.9%的记录拾取偏差小于0.2秒，4.1%的记录拾取偏差超过2.0秒。
将地震数据按震群划分，发现其在不同地区的S波拾取偏差较为一致，而部分拾取偏差较大，原因有三：
1.低信噪比（S波震相到时拾取算法准确度不高的主要困难所在），噪声可能掩盖了S波特征
若对事件波形进行带通滤波（如 1—20 Hz），则可在一定程度上提高记录质量，也将有利于提高 S 波震相的拾取精度。
如图6a所示，S波震相受到前序P波尾波的污染。（图6中虚线是加权时窗计算出的S波到时）
对到时拾取偏差超过±2.0 s 的记录的信噪比进行统计，直观看出多数为低信噪比记录，反之亦然
随着记录信噪比的提高，S波拾取残差呈平均值减小、标准差降低的趋势（见表1）
10.11939-jass.20200112-Table1.csv
对事件波形进行带通滤波（如 1—20 Hz），可在一定程度上提高记录质量（去除低频和高频噪声），提升S波拾取的精度（图6b）
$$SNR = \frac{\sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i=s}^{s+n} x_i}}{\sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i=s-n}^{s} x_i}}$$
式中s是人工拾取S波到时的位置，n是数据长度
2.波形记录质量缺陷
波形记录本身存在的质量缺陷也是造成S波震相拾取偏差过大的显著影响因素（如图6d）
3.序列事件的复杂性
该方法的主要限制是依赖于P波到时，并且只能在P波到时之后的一段时间窗内识别唯一的S波到时，无法处理多个连续震相，尤其是在密集余震序列中（图6c）
4.结论
算法特点：
1.基于特征值分解，不像传统方法一样依赖P波和S波的偏振特性
2.使用滑动时间窗，以避免时窗长度造成的拾取误差
应用与结果：
1.在福建地震台网的数据测试中，在S波拾取的精度上表现良好，适合应用于实时地震信息处理系统。但
在无法连续处理密集余震序列
2.前提是必须首先准确地获取P波到时
局限性： 数据以近震为主，拾取也仅为震相Sg震相，结论可能不够全面