可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)生成方法
【專利摘要】本發(fā)明是地球物理勘探中地震采集可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)生成方法,根據(jù)所要生成的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)長(zhǎng)度生成Gold序列碼，得到目標(biāo)振幅譜,在時(shí)間域中對(duì)Num組振幅譜整形信號(hào)的互相關(guān)和自相關(guān)進(jìn)行加窗處理得到壓制后的Num組重構(gòu)信號(hào),使用相同時(shí)間點(diǎn)位置上各Num組高切濾波信號(hào)的之間的互相關(guān)最大值除以每組信號(hào)的零時(shí)刻自相關(guān)最小值得到Num組高切濾波信號(hào)的最大相對(duì)互相關(guān)值；迭代修改生成最終的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào),本發(fā)明能夠使得各組偽隨機(jī)信號(hào)間的互相關(guān)效弱，從而抑制高效采集過程中的鄰炮干擾，改進(jìn)炮記錄的分離質(zhì)量，瞬時(shí)頻率能量并不隨時(shí)間呈現(xiàn)單調(diào)變化，從而能夠大大降低可控震源施工過程中引起周圍建筑共振的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】片有的能量相同、對(duì)掃描頻率范圍內(nèi)的信號(hào)言號(hào)也有其不足之處，由于這種信號(hào)的頻率1每個(gè)時(shí)刻的單一頻率成分的能量都較大。掘的風(fēng)險(xiǎn)。并且常規(guī)震源系統(tǒng)在激發(fā)掃描-定程度地限制，這使得實(shí)際激發(fā)出的線性前已經(jīng)出現(xiàn)了能夠滿足震源系統(tǒng)限制的低
I問題，國(guó)內(nèi)外有學(xué)者通過利用III序列碼來I號(hào)相位，進(jìn)而生成偽隨機(jī)可控震源掃描信生主瓣峰值附近位置得到壓制，對(duì)于遠(yuǎn)處位戶層位較多、反射時(shí)間較長(zhǎng)的實(shí)際地下介質(zhì)〔種偽隨機(jī)信號(hào)的振幅譜與常規(guī)線性掃描信0:勺日益重視，許多高效可控震源采集技術(shù)也作為一種十分高效的可控震源采集技術(shù)正多炮混疊的未相關(guān)記錄。當(dāng)使用常規(guī)線性存器上生成Gold序列碼，任意選出Num組Gold序列碼供生成后續(xù)的可控震源偽隨機(jī)掃描
信號(hào);
[0009]所述的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)各組信號(hào)長(zhǎng)度相等。
[0010]所述的Gold序列碼生成是:
[0011]首先獲取階數(shù)為η的全部本原多項(xiàng)式，再將本原多項(xiàng)式的各項(xiàng)系數(shù)設(shè)置為二元線性反饋移位寄存器開關(guān)，利用此二元線性反饋移位寄存器即可生成與各組本原多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的m序列；此后，從眾多m序列中，確定一組互相關(guān)值最小的m序列優(yōu)選對(duì)，并對(duì)此m序列優(yōu)選對(duì)進(jìn)行模2和運(yùn)算，可生成一組Gold序列；每當(dāng)改變兩組m序列相對(duì)位置時(shí)，即生成一組新Gold序列。
[0012]當(dāng)本原多項(xiàng)式階數(shù)為η時(shí)，生成偽隨機(jī)掃描信號(hào)的采樣點(diǎn)長(zhǎng)度為2n_l，此時(shí)采用相對(duì)位移方式可以得到(2n-l)個(gè)Gold序列。再加上兩組原有的m序列，共可以生成(2n+l)個(gè)Gold序列碼。根據(jù)所需要生成偽隨機(jī)掃描信號(hào)的數(shù)量，即可從所生成的眾多Gold序列碼中，任意挑選出Num組，生成后續(xù)的可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)。
[0013]2)根據(jù)所要生成的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)頻率域的采樣間隔Λ f，以及最大頻率，利用下式得到目標(biāo)振幅譜:
[0014]Target (f) =gl (f) g2 (f) (I)
[0015]此處，
【權(quán)利要求】
1.一種可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)生成方法，特征是通過以下技術(shù)步驟實(shí)現(xiàn): 1)根據(jù)所要生成的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)長(zhǎng)度，在二元線性反饋移位寄存器上生成Gold序列碼，任意選出Num組Gold序列碼供生成后續(xù)的可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)； 2)根據(jù)所要生成的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)頻率域的采樣間隔△f，以及最大頻率fmax，利用下式得到目標(biāo)振幅譜:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟I)所述的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)各組信號(hào)長(zhǎng)度相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟I)所述的Gold序列碼生成是: 首先獲取階數(shù)為n的全部本原多項(xiàng)式，再將本原多項(xiàng)式的各項(xiàng)系數(shù)設(shè)置為二元線性反饋移位寄存器開關(guān)，利用此二元線性反饋移位寄存器即可生成與各組本原多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)的m序列；此后，從眾多m序列中，確定一組互相關(guān)值最小的m序列優(yōu)選對(duì)，并對(duì)此m序列優(yōu)選對(duì)進(jìn)行模2和運(yùn)算，可生成一組Gold序列；每當(dāng)改變兩組m序列相對(duì)位置時(shí)，即生成一組新Gold序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟3)振幅譜整形處理是一個(gè)循環(huán)迭代的過程，當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行步驟3)時(shí)，處理的信號(hào)為Gold序列碼，當(dāng)?shù)诙渭耙院髨?zhí)行步驟3)時(shí)，此步處理的信號(hào)為步驟10)生成的Num組高切濾波信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)中的相關(guān)運(yùn)算包括各組掃描信號(hào)間的互相關(guān)運(yùn)算和每組信號(hào)的自相關(guān)運(yùn)算，運(yùn)算在頻率域中實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟4)中的相關(guān)運(yùn)算是首先對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到其頻域的復(fù)數(shù)值，之后在頻域中，使用第一組數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)樣點(diǎn)值乘以另一組數(shù)據(jù)復(fù)數(shù)樣點(diǎn)值的共軛；此后，再對(duì)得到的頻域相關(guān)值進(jìn)行快速傅里葉反變換，得到時(shí)域的相關(guān)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟6)的加窗處理使用的時(shí)窗函數(shù)如下:
當(dāng) RL〈t≤ RL+T 時(shí)，Window(t)=l/2*(l-cos(3i * (RL+T_t)/T)) (6)當(dāng)-(RL+T)≤ t〈-RL 時(shí)，Window(t) =1/2* (1-cos (3i* (RL+T+t)/T)) (7) 當(dāng)t取其它值時(shí)，Window(t)=l(8) 公式中，T為過渡時(shí)間長(zhǎng)度，RL為聽時(shí)間長(zhǎng)度，t為時(shí)窗函數(shù)的時(shí)間值； 將公式(6)至(8)所示的時(shí)窗函數(shù)分別與各組掃描信號(hào)的互相關(guān)和自相關(guān)進(jìn)行相乘，完成加窗處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟7)所述的掃描間隔Λβ為0.1~0.8之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟10)所述的高切濾波公式利用(3)至(5)高切濾波函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟13)所述的迭代修改是將步驟12)計(jì)算得到的相對(duì)互相關(guān)值RmaXib與步驟5)計(jì)算得到的相對(duì)互相關(guān)值RmaXia進(jìn)行比較，當(dāng)，并且正、負(fù)聽時(shí)間范圍內(nèi)的最大相對(duì)互相關(guān)值低于門檻值，則將步驟10)中得到的Num組高切濾波信號(hào)重新輸入至步驟3)，進(jìn)入下一次循環(huán)迭代的信號(hào)修改處理，若已低于門檻值，則跳出循環(huán)，生成最終的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)；當(dāng)Rmaxi15≥RmaxJ時(shí),再確定步驟7)中的β常量是否按照掃描間隔Δ β取過介于β min至 之間的所有值，若否，則利用Λβ對(duì)β進(jìn)行修改，并將步驟10)中得到的Num組高切濾波信號(hào)重新輸入至步驟3)，進(jìn)行下一次循環(huán)迭代的信號(hào)修改處理，若是，則說明信號(hào)間的互相關(guān)值已經(jīng)無法進(jìn)行進(jìn)一步的壓制，跳出循環(huán)，即可生成最終的Num組可控震源偽隨機(jī)掃描信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，特點(diǎn)是所述的門檻值為0.01至0.1。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，特點(diǎn)是所述的門檻值最佳為0.025。
【文檔編號(hào)】G01V1/04GK104035128SQ201310069926
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月6日
【發(fā)明者】孫哲, 門哲, 李培明, 梁曉峰, 程高明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司