[發(fā)明專利]一種魯棒的地震信號(hào)瞬時(shí)頻率的估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010133352.6
• 申請(qǐng)日: 2010-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN101825722A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸文凱;張長(zhǎng)開
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/28
• 分類號(hào): G01V1/28
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.一種魯棒的地震信號(hào)瞬時(shí)頻率的估計(jì)方法，其特征在于，該方法依次含有以下步驟

步驟(1)?利用地震勘探設(shè)備，采集地震數(shù)據(jù)：

在反射波地震勘探中采用一點(diǎn)放炮多點(diǎn)接收的方法，在預(yù)勘探區(qū)域設(shè)置多個(gè)接收點(diǎn)， 所述多個(gè)接收點(diǎn)散布在包括炮點(diǎn)在內(nèi)的地面上一個(gè)勘探目標(biāo)區(qū)域范圍的矩形網(wǎng)格點(diǎn)上， 使用地震檢波設(shè)備獲取爆炸波及地震波的波形；

步驟(2)?對(duì)步驟(1)中獲取的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行地震資料的常規(guī)處理，經(jīng)過(guò)反褶積、抽取 共中心點(diǎn)道集、動(dòng)校正、疊加和偏移過(guò)程之后獲得疊后的每道數(shù)據(jù)x(t)，t＝1，2，…，H， H為地震信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)總數(shù)，采樣時(shí)間間隔T，T為1ms、2ms或4ms，設(shè)定 濾波窗長(zhǎng)L和加權(quán)階數(shù)N；

步驟(3)?計(jì)算機(jī)按以下步驟計(jì)算新的解析信號(hào)

步驟(3.1)?沿時(shí)間點(diǎn)i＝1，2，…，H-L+1逐點(diǎn)取出一段窗長(zhǎng)為L(zhǎng)的觀測(cè)信號(hào) z_i＝{x(i+j-1)，j＝1，2，…，L}，進(jìn)行加窗處理y_i＝z_i·h_i，其中L稱為濾波窗長(zhǎng)， h_i為長(zhǎng)度L的高斯窗函數(shù)，求出該觀測(cè)信號(hào)的頻率域響應(yīng)其中FFT為快速傅立葉變換；

步驟(3.2)?按下述公式計(jì)算該觀測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的解析信號(hào)的頻率域響應(yīng)

步驟(3.3)?變換其中表示振幅譜，表示相位譜，利用加權(quán)振幅幾何級(jí)數(shù)的方法計(jì)算新解析信號(hào)的頻率域函數(shù) 其中N為加權(quán)階數(shù)，max(·)為取 最大值函數(shù)，表示振幅譜的N-1次方；

步驟(3.4)?利用快速傅里葉逆變換計(jì)算x_i(t)對(duì)應(yīng)的新的解析信號(hào)IFFT為快速傅立葉逆變換；

步驟(3.5)?對(duì)于時(shí)間點(diǎn)i，得到多個(gè)解析信號(hào)的估計(jì)k＝i-L+1，i-L+2，…，i，將該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)多個(gè)估計(jì)的均值作為該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 新的解析信號(hào)其中n為時(shí)間點(diǎn)i所估計(jì)出的解析信號(hào)的個(gè)數(shù)， 表示求和；

步驟(4)?利用新的解析信號(hào)該解析信號(hào)表示為按下面的公式 求出地震信號(hào)的瞬時(shí)相位θ(t)，tan^-1(·)表示反正切函數(shù)；

步驟(5)?相位展開，如果|θ(i+1)-θ(i)|＞σ，θ(i+1)變?yōu)棣?i+1)+2πk，使得相鄰兩個(gè) 相位之間的差值不超過(guò)σ，其中σ是閾值，取為π，k為任意整數(shù)；

步驟(6)?利用估計(jì)出來(lái)的瞬時(shí)相位，利用相位差分方法來(lái)計(jì)算地震信號(hào)的瞬時(shí)頻率 S(t)，采用下面的這個(gè)公式其中T為采樣時(shí)間間隔，單位是 秒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魯棒的地震信號(hào)瞬時(shí)頻率的估計(jì)方法，其特征在于，加權(quán)階 數(shù)N為2～5之間的整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魯棒的地震信號(hào)瞬時(shí)頻率的估計(jì)方法，其特征在于，濾波窗 長(zhǎng)L根據(jù)采樣時(shí)間間隔來(lái)選取，L為20～30。