[發明專利]高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法

有效

• 申請號: 201210277144.2
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN102780492A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 朱士;焦陽;張碧勇;何剛;王一;凌若飛;趙靜;王君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H03M7/02
• 分類號: H03M7/02;G01V3/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種地球物理勘探電法儀器的發射信號，尤其是高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法。

背景技術：

高密度電法勘探系統在當今物探領域中發揮著非常重要的作用，傳統的電法儀以發射直流方波信號為主，不利于提取不同的頻率成分。

2010年7月，何繼善院士在《廣域電磁法和偽隨機信號電法》一書中提出了基于2ⁿ(n為奇數)m序列偽隨機編碼的電法混頻發射技術，該技術在一次發射中完成了混頻發射的目的，且m序列偽隨機編碼的主頻在對數坐標上是等距的，有利于地電勘探。但是偽隨機碼也有幾點不足：首先偽隨機編碼主頻雖然在對數坐標軸上是等距的，但相鄰主頻間的頻率是呈倍數增長，導致高密度電法探測深度點跨度過大，分辨率差；另外，從偽隨機編碼的頻譜可以看出，該編碼信號的頻帶較窄，從某種程度上講，不利于后期的去噪處理。

CN?2042601U公布了一種電法勘探直流數字電測儀，該電法儀采用的是發射直流信號。

CN?102129088公開了一種探地儀發射機，包括電源、主控電路、數模轉換電路、發射電路和監測電路。該發射機發射雙極性矩形波，應用于瞬變電磁探測。

CN?102053278公開了一種電法勘探方法及測量裝置，由計算機、可編程邏輯器件、發射機同步時鐘電路、邏輯時序發生器等組成。該儀器通過向地下發送具有偽隨機碼特性的電流信號進而對波形通過數據處理得到幅相頻特性曲線，該電法儀發射的是偽隨機編碼信號。

CN?102426393?A公分開了一種電法勘探方法和裝置，該裝置由發送機和接收機兩部分組成。發送機發送偽隨機序列，并對接收機接收到的偽隨機序列進行互相關處理。文中沒有敘述發射信號的過程。

CN?1916661公開了一種多功能電法勘探信號發送機控制器，主要由計算機系統、總線接口、波形選擇寄存器、分頻因子寄存器、石英晶體振蕩器、EPROM存儲器等組成，可以產生方波，偽隨機碼波形，以及用戶自定義波形，文中只提到了能產生自定義波形，但沒有敘述產生的過程及方法，以及自定義波形的有益效果。

CN?1916662公開了一種多功能電法勘探信號發生器，采用的是由計算機控制，通過波形選擇寄存器、分頻因子寄存器，移位寄存器等邏輯器件組成，可以發射方波，偽隨機碼波形，以及用戶自定義波形，由上位機控制，通過上位機鍵盤輸入選擇不同的發射信號。文中只提到了可以發射自定義波形，但沒有敘述產生的過程及方法，以及如何發射自定義碼。

發明內容：

本發明的目的就在于針對上述現有發射機編碼信號的不足，提供一種高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法，它具有如下特點：由于產生的自定義碼是基于隨機高斯白噪聲和所需頻率信號疊加形成的信號，頻帶寬，自相關性良好，與其它信號幾乎不相關，故有較強的抗干擾能力，有利于后期信號的去噪處理；并且可以根據需要方便靈活地將N根主頻設置在較寬的頻帶范圍內，達到混頻發射的目的，有利于觀測地電體的激電性質，并能提高深部探測的分辨率的一種高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法，尤其是一種基于隨機高斯白噪聲的高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

高密度電法儀發射波形的自定義編碼方法產生過程分四步。

第一步：選擇主頻，

根據電法勘探所要采用的方法和測量區域的地質情況以及工程的具體要求，綜合分析，確定出主頻帶范圍，以及主頻的分布情況；

在上位機隨機碼生成軟件的主頻選取對話框中輸入預先確定的n個主頻頻率以及其幅值，由Matlab軟件自動生成n個頻率的正弦波，得到的n個正弦波信號為F₁=A₁sin(2πf₁t)，F₂=A₂sin(2πf₂t)，……，F_n=A_nsin(2πf_nt)；

第二步：混頻處理

將F₁，F₂，……，F_n個正弦波信號混合在一起得到原始信號Fa，Fa=A₁sin(2πf₁t)+A₂sin(2πf₂t)+……+A_nsin(2πf_nt)；