[發明專利]偽隨機信號電法勘查的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410217370.0
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103969688B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 羅延鐘;陸占國;黃偉才;孫國良;高隆欽
• 申請（專利權）人: 北京桔燈地球物理勘探股份有限公司
• 主分類號: G01V3/02
• 分類號: G01V3/02
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所11389
• 代理人: 李朝輝

1.一種偽隨機信號電法勘查裝置的勘察方法，裝置由發送系統與接收系統構成，發送系統由電流源和發送裝置構成，接收系統由電位儀和接收裝置構成，發送裝置由發送傳感器、為設備所有單元供電的電源模塊、GPS接收模塊、有一本地高精度晶振的時鐘模塊、參數自適應m序列發生模塊、處理與控制單元、DAC模塊與信號顯示設備構成，且DAC模塊與時鐘模塊、參數自適應m序列發生模塊、信號顯示設備分別相連，其中電源模塊分別與GPS接收模塊、時鐘模塊、參數自適應m序列發生模塊相連，參數自適應m序列發生模塊和處理與控制單元相連，時鐘模塊與GPS接收模塊、參數自適應m序列發生模塊分別相連；發送傳感器是發送機向大地發送信號的一種傳感器，為接地電偶源或者不接地的磁偶源；接收裝置由為設備所有單元供電的電源模塊、GPS接收模塊、有一本地高精度晶振的時鐘模塊、偽隨機信號接收和處理模塊、處理結果反饋模塊和磁感應強度接收器構成，其中電源模塊分別與GPS接收模塊、時鐘模塊、偽隨機信號接收和處理模塊、處理結果反饋模塊相連，時鐘模塊與GPS接收模塊、偽隨機信號接收和處理模塊、處理結果反饋模塊分別相連，處理結果反饋模塊還連接有偽隨機信號接收和處理模塊，偽隨機信號接收和處理模塊還連接有磁感應強度接收器；

所述磁感應強度接收器為磁力儀或帶反饋的感應線圈，處理與控制單元為計算機電腦；其偽隨機信號電法勘查的方法，其特征在于，包括如下步驟：

Q1：接收機接收由發送機發射出來的偽隨機序列的電流或電壓或電磁信號，其中信號源發出的信號由本地重構產生；

Q2：在接收機內部，接收機將接收到的信號與信號源發出的信號進行互相關運算；

Q3：從運算結果中進一步得出與電法勘查相關的參數；

Q4：接收機向信號發送方反饋的與其運算結果相關的信息；

在上述發送裝置和接收裝置中，所述電源模塊均用于為設備所有單元供電；GPS接收模塊均用于接收GPS信號、設備定時；有一本地高精度晶振的時鐘模塊，均用于定時對晶體鐘自動校準，同時，時鐘模塊均用于產生固定間隔的時鐘脈沖，給發送裝置的參數自適應m序列發生模塊提供時鐘信號；時鐘模塊同時支持導線連接，地球衛星授時和晶體鐘三種時間同步方案；

所述發送裝置中的處理與控制單元用于獲取處理結果，并根據這些處理結果調整信號后發送參數：接收來自于參數自適應m序列發生模塊的處理結果，包括觀測數據實時計算平均值，相對誤差和方差，再利用方差，控制重復測量的次數，具體的，當方差太大，則提高重復測量的次數，當某次測量結果偏離計算平均值太大，則判定是受突發干擾信號影響，即刪除該信號，或反饋給發送裝置并請求重新發送相關信號并啟動重復測量程序；

在寬頻帶范圍0.005Hz－10kHz、和瞬變時間范圍n×10μs－n×10s下，自動切換高、中、低三個頻段，并設置相應的偽隨機序列參數，偽隨機序列是m序列，由n級移位寄存器所能產生的周期最長的偽隨機二進制序列，參數為：階數n，位寬Δt和計算加密指數MDT；獲得高精度的頻率響應和瞬變響應，即預先設定一個序列，包括預訂的對應高、中、低三個頻段相關的m序列參數n、Δt和MDT，或根據處理與控制單元的處理結果，確定對應于高、中、低三個頻段具體的m序列的參數值n、Δt和MDT。

2.根據權利要求1所述的一種偽隨機信號電法勘查裝置的勘察方法，其特征在于，所述發送裝置中的參數自適應m序列發生模塊用于接收來自處理與控制單元的配置信息，包括調整m序列的位寬、位數等參數以及信號發送開始和停止等控制信息，參數自適應m序列發生模塊產生的信號一路輸出到外部電極，另外一路經過DAC模塊轉換成模擬信號后，外接信號顯示設備，以用于實時觀測發出的信號波形。

3.根據權利要求1所述的一種偽隨機信號電法勘查裝置的勘察方法，其特征在于，所述接收裝置中的偽隨機信號接收和處理模塊用于接收來自發送裝置的處理與控制單元的配置信息，包括配置自動調整m序列參數的位寬、位數、以及信號接收和處理的開始和停止的控制信號；偽隨機信號接收和處理模塊產生的信號經發送傳感器導入地下，并通過接收裝置的磁感應強度接收器傳輸到處理結果反饋模塊；處理結果反饋模塊根據信號接收和處理的結果，向發送裝置提供與m序列參數的的位寬、位數等參數調整有關的信息。

4.根據權利要求1所述的一種偽隨機信號電法勘查裝置的勘察方法，其特征在于，所述接收裝置中的偽隨機信號接收和處理模塊對偽隨機信號的接收和處理為：

對所接收到的信號進行AD轉換，將其變換成數字信號；

通過計算大地系統的輸入I(t)和輸出ΔU(t)的互相關RIU(t)，RUI(t)和自相關RII(t)，同時獲得大地的沖激響應階躍響應Z(t)和頻率響應Z(iω)；

對所得到的結果進行進一步處理和解釋，得出與電法勘查相關的參數。