本發(fā)明具體涉及一種基于Gold編碼的多發(fā)多收電磁探測方法，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在地球物理勘探領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的電磁探測常采用雙極性方波作為激勵(lì)源，波形簡單、頻譜單一、易受干擾，若采用多測線同步勘察時(shí)不同激勵(lì)源的波場信號(hào)會(huì)在接收區(qū)混疊，而在后期處理中無法辨別不同激勵(lì)源對(duì)應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)，因此在進(jìn)行礦區(qū)勘察時(shí)往往以單發(fā)多收的方式以測線為單位進(jìn)行探測，工時(shí)長、效率低。

隨著編碼電流探測的興起，以m序列作為激勵(lì)源的電磁探測系統(tǒng)逐漸成為了研究熱點(diǎn)，并已得到初步應(yīng)用。雖然m序列具備尖銳的自相關(guān)特性，能夠提高大地脈沖響應(yīng)曲線的辨識(shí)精度，但不同編碼的m序列互相關(guān)函數(shù)波動(dòng)較大，即若使用不同編碼的m序列進(jìn)行多發(fā)多收探測，會(huì)導(dǎo)致與發(fā)射方波情況下相同的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，為解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多條測線的同步探測，實(shí)現(xiàn)提高電磁探測的工作效率的基于Gold編碼的多發(fā)多收電磁探測方法，

本發(fā)明的方法具體包括：

步驟一生成Gold碼；

步驟二將Gold碼分配給各條測線作為激勵(lì)源；

步驟三大地脈沖響應(yīng)的辨識(shí)。

進(jìn)一步的，根據(jù)需求以及工區(qū)情況確定測線數(shù)與測線位置，由于高階Gold碼具備更低的互相關(guān)特性，構(gòu)造第一m序列發(fā)生器，通過更改本原多項(xiàng)式以匹配公式構(gòu)造第二m序列發(fā)生器，在同一時(shí)鐘脈沖的控制下，產(chǎn)生的兩個(gè)m序列通過模二加法后得到Gold碼，通過配置第二m序列發(fā)生器的不同初始狀態(tài)，得到不同的Gold序列。

其中，所述匹配公式為：

6.進(jìn)一步的，所述步驟二具體為：

使用Gold碼對(duì)發(fā)射電流進(jìn)行編碼，產(chǎn)生雙極性發(fā)射波形，若發(fā)射電流為I，則編碼映射關(guān)系為：1→I、0→-I；在進(jìn)行發(fā)射時(shí)，以周期為單位進(jìn)行數(shù)輪發(fā)射，每條測線的收發(fā)相互獨(dú)立，互不干擾。

2.進(jìn)一步的，所述步驟三具體為：

將大地等效為LTI系統(tǒng)，其脈沖響應(yīng)為g₁(t)，經(jīng)Gold碼編碼的發(fā)射信號(hào)為i₁(t)，接收信號(hào)r(t)表示為：r(t)＝i₁(t)*g₁(t)，若考慮其它測線發(fā)射源的影響，r(t)表示為：r(t)＝i₁(t)*g₁(t)+i₂(t)*g₂(t)+…+i_n(t)*g_n(t)，

其中i₂(t)…i_n(t)為其它測線的Gold碼激勵(lì)源信號(hào)，g₁(t)…g_n(t)為其它測線到本測線間的大地脈沖響應(yīng)，等號(hào)兩邊對(duì)i ₁(t)求相關(guān)，可寫作：

R(r,i₁)≈g₁(t)*R(i₁,i₁)，

R(r,i₁)≈g₁(t)*R(i₁,i₁)，簡寫為a(t)＝g(t)*b(t)，對(duì)該式進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換，可得：A(w)＝G(w)·B(w)，時(shí)間域中的卷積變?yōu)轭l域乘積，解得G(w)：

對(duì)上式變換到時(shí)間域即可解得g(t)，即完成大地脈沖響應(yīng)的辨識(shí)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的基于Gold編碼的多發(fā)多收電磁探測方法，通過在不同測線使用獨(dú)立的Gold編碼作為激勵(lì)源，利用Gold碼優(yōu)良的互相關(guān)特性與較佳的正交性，降低不同測線之間信號(hào)源的相互影響，利用Gold碼尖銳的自相關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)大地脈沖響應(yīng)的辨識(shí)。本發(fā)明所述系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多條測線的同步勘察，大大提高了電磁探測的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于Gold編碼的多發(fā)多收電磁探測的收發(fā)布置圖。

圖2為本發(fā)明Gold碼產(chǎn)生示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明：

本發(fā)明的技術(shù)方案的基本原理為：Gold碼有著較低的互相關(guān)值的同時(shí)兼具類似于m序列的尖銳自相關(guān)特性。能夠在降低不同發(fā)射源相互影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)大地脈沖響應(yīng)曲線的辨識(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)多發(fā)多收的多測線同步勘察，提高了電測探測的工作效率。

多發(fā)多收電磁探測系統(tǒng)的收發(fā)布置如圖1所示。

Gold碼原理為：Gold碼是兩個(gè)m序列的模二和，作為產(chǎn)生Gold碼的兩個(gè)m序列，它們的互相關(guān)是有界的，需要滿足以下關(guān)系：其中n為m序列的階數(shù)：

因此，Gold序列并非m序列，它只是m序列的組合碼；但它保留了m序列的優(yōu)良特性，其零延遲相關(guān)值R(0)遠(yuǎn)大于延遲相關(guān)值R(k)(k不等于0)，即具有尖銳的自相關(guān)特性；同時(shí)其互相關(guān)函數(shù)相較于m序列而言要小得多，其最大的互相關(guān)值不會(huì)超過同階數(shù)m序列間的最大互相關(guān)值；另外Gold碼具有遠(yuǎn)多于同階m序列的獨(dú)立碼組。

由于Gold的低互相關(guān)特性，不同的Gold激勵(lì)源在接收區(qū)帶來的混疊影響在后期的數(shù)據(jù)處理中可通過相關(guān)辨識(shí)進(jìn)行壓制，因此可實(shí)現(xiàn)在一塊測區(qū)進(jìn)行多測線同步探測。首先根據(jù)需求以及工區(qū)情況確定測線數(shù)與測線位置，由于高階Gold碼具備更低的互相關(guān)特性，因此若為提高工作效率而選擇較低的測線間隔時(shí)，應(yīng)選擇不同的高階Gold碼作為各測線激勵(lì)源。

基于Gold編碼的多發(fā)多收電磁探測方法的具體實(shí)施步驟為：

首先構(gòu)造第一m序列發(fā)生器，通過更改本原多項(xiàng)式以匹配公式1構(gòu)造第二m序列發(fā)生器，在同一時(shí)鐘脈沖的控制下，產(chǎn)生的兩個(gè)m序列通過模二加后得到Gold碼，通過配置第二m序列發(fā)生器的不同初始狀態(tài)，可以得到不同的Gold序列，如圖2所示。

產(chǎn)生不同的Gold碼后，即可分配給各條測線作為激勵(lì)源，具體為使用Gold碼對(duì)發(fā)射電流進(jìn)行編碼，產(chǎn)生雙極性發(fā)射波形，若發(fā)射電流為I，則編碼映射關(guān)系為：1→I、0→-I；在進(jìn)行發(fā)射時(shí)，為獲取完備的收發(fā)數(shù)據(jù)，往往以周期為單位進(jìn)行數(shù)輪發(fā)射，而不同Gold序列經(jīng)過循環(huán)移位后，其互相關(guān)特性不變，因此每條測線無需統(tǒng)一的發(fā)射授時(shí)，即每條測線的收發(fā)相互獨(dú)立，互不干擾。

各條測線的大地脈沖響應(yīng)相關(guān)辨識(shí)算法具體為：將大地等效為LTI(線性時(shí)不變)系統(tǒng)，其脈沖響應(yīng)為g₁(t)，本測線經(jīng)Gold碼編碼的發(fā)射信號(hào)為i₁(t)，若不考慮噪聲，且僅考慮本測線發(fā)射源，則接收信號(hào)r(t)可表示為：r(t)＝i₁(t)*g₁(t)，若考慮其它測線發(fā)射源的影響，r(t)可表示為：r(t)＝i₁(t)*g₁(t)+i₂(t)*g₂(t)+…+i_n(t)*g_n(t).

上式中i₂(t)…i_n(t)為其它測線的Gold碼激勵(lì)源信號(hào)，g₁(t)…g_n(t)為其它測線到本測線間的大地脈沖響應(yīng)，等號(hào)兩邊對(duì)i₁(t)求相關(guān)，可寫作：

R(r,i₁)＝g₁(t)*R(i₁,i₁)+g₂(t)*R(i₁,i₂)+…+g_n(t)*R(i₁,i_n)

由于不同測線使用的Gold碼激勵(lì)源之間具備較低的互相關(guān)值，即R(i₁,i₂)…R(i₁,i_n)均近似為零，因此上式可寫作R(r,i₁)≈g₁(t)*R(i₁,i₁)，即，在其它測線均有激勵(lì)源的情況下，本測線的數(shù)據(jù)處理不受其它測線激勵(lì)源的影響。

考慮R(r,i₁)≈g₁(t)*R(i₁,i₁)，簡寫為a(t)＝g(t)*b(t)，對(duì)該式進(jìn)行頻域轉(zhuǎn)換，可得：A(w)＝G(w)·B(w)，時(shí)間域中的卷積變?yōu)轭l域乘積，因此可解得G(w)：

對(duì)上式變換到時(shí)間域即可解得g(t)，即完成大地脈沖響應(yīng)的辨識(shí)。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。