[發明專利]可控震源偽隨機掃描信號生成方法

有效

• 申請號: 201310069926.1
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN104035128A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 孫哲;門哲;李培明;梁曉峰;程高明
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/04
• 分類號: G01V1/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 劉天語;湯琦

1.一種可控震源偽隨機掃描信號生成方法，特征是通過以下技術步驟實現：

1）根據所要生成的Num組可控震源偽隨機掃描信號長度，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序列碼供生成后續的可控震源偽隨機掃描信號；

2）根據所要生成的Num組可控震源偽隨機掃描信號頻率域的采樣間隔Δf，以及最大頻率f_max，利用下式得到目標振幅譜：

Target(f)=g₁(f)g₂(f)??????????（1）

此處，

g1(f)=(fF1)2[(1-(fF1)2)2+(2(fF1))2]-0.5---(2)]]>

并且

當F₂<f≤F₃時，g2(f)=(1+cos((f-F2F3-F2)π)2)2---(3)]]>

當f≤F₂時，g₂(f)=1??????????（4）

當f>F₃時，g₂(f)=0??????????（5）

公式（1）至（5）中，f表示頻率采樣位置，其間隔為Δf，單位為Hz，g₁(f)為低切濾波器，g₂(f)為高切濾波器，F₁表示低切頻率值的1/2，F₂表示高切頻率值，F₃表示高頻振幅為零值的頻率值，且F₃<f_max；

3）應用目標振幅譜與匹配濾波器對Num組Gold序列碼進行振幅譜整形，生成Num組振幅譜整形信號；

4）對得到的Num組振幅譜整形信號進行相關運算；

5）使用相同時間點位置上各Num組振幅譜整形信號之間的互相關最大值除以每組信號的零時刻自相關最小值得到Num組振幅譜整形信號的最大相對互相關值Rmax_i^a；

6）在時間域中，對Num組振幅譜整形信號的互相關和自相關進行加窗處理，得到加窗后的相關序列；

7）利用公式（9）和（10）對Num組振幅譜整形信號進行重構，得到互相關壓制后的Num組重構信號；

對于重構獲得的任一組掃描信號可用如下公式獲得其近似解：

F{Si‾}≈F{Si}-β*(δi)---(9)]]>

公式（9）中，

δi≈F{R(Si,S1‾)}/F{R(S1‾,S1‾)}*F{S1‾}+]]>

F{R(Si,S2‾)}/F{R(S2‾,S2‾)}*F{S2‾}+]]>

..............(10)]]>

+F{R(Si,SNum-1‾)}/F{R(SNum-1‾,SNum-1‾)}*F{SNum-1‾}]]>

+F{R(Si,SNum‾)}/F{R(SNum‾,SNum‾)}*F{SNum‾}]]>

式中，F{}表示對括號{}內的變量進行頻率域運算；函數R(A,B)表示對信號A與信號B進行相關運算，且對相關運算結果進行加窗處理；S_i(i=1,2,……,Num)表示重構前的振幅譜整形信號；表示重構所獲得的信號；β表示一組常量，根據其掃描間隔Δβ，對最小值β_min與最大值β_max之間的取值范圍進行掃描搜索；

8）應用目標振幅譜對Num組重構信號進行振幅譜整形，過程與步驟3）相同；

9）采用以下計算對Num組重構整形信號進行能級加強，得到Num組能級加強信號；

當-1<y<1時，Compression(y)=sin{y*(π/2)}??????（11）

當y取其它值時，Compression(y)=sign(y)??????（12）

式中，Compression(y)表示對數值y進行能級加強處理后所獲得的信號，sign(y)表示取數值y的符號，y利用公式y=η*(x/σ)計算得到，該式中的x表示偽隨機掃描信號在各采樣時間位置上的樣點值，σ表示偽隨機掃描信號的均方根，η是常數；

所述的η常數為0.1-0.5。

10）對Num組能級加強信號進行高切濾波，得到Num組高切濾波信號；

11）對Num組高切濾波信號進行相關運算，處理過程與步驟4）相同；

12）使用相同時間點位置上各Num組高切濾波信號的之間的互相關最大值除以每組信號的零時刻自相關最小值得到Num組高切濾波信號的最大相對互相關值Rmax_i^b；

13）對Num組高切濾波信號進行迭代修改，生成最終的Num組可控震源偽隨機掃描信號；

14）將步驟13）求得的掃描信號導入可控震源電控系統，作為可控震源地震勘探偽隨機掃描信號進行勘探。