[發明專利]一種瞬變電磁早期信號的重構方法

無效

• 申請號: 201410252252.3
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN103995292A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 王國富;張海如;葉金才;張法全;龐成;韋秦明;宋梓槊
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本發明涉及瞬變電磁領域，具體涉及一種瞬變電磁早期信號的重構方法。

背景技術

瞬變電磁法(Transient?electromagnetic?method)是地球物理勘探的主要手段之一，通過向地下發射一次脈沖磁場以激發地質體，使其產生隨時間變化的二次場，接收二次場的回波信號并從中提取不同地質體的特征譜，通過反演算法獲得地質體的具體信息。接收信號是瞬變電磁實際信號與天線系統函數的卷積，瞬變電磁早期信號幅值高且衰減速度快，含有豐富的高頻成分，由于接收天線存在過渡過程(天線在各個頻段的系統函數不是1)，使得接收信號產生高頻響應失真，即天線輸出信號與實際信號在早期存在較大偏差，增大了淺層探測盲區。

為了改善輸出信號與實際信號的偏差，減小天線系統過渡過程對瞬變電磁信號的影響，目前多采用阻尼匹配法來改善天線系統的高頻響應，由不同阻尼系數對接收天線單位沖擊響應及階躍響應的曲線對比可知，阻尼系數大小決定了接收天線的響應速度和穩定性，由于接收天線輸出的觀測信號為瞬變電磁實際信號和接收天線單位沖擊響應的卷積，接收天線的性能將直接影響觀測信號的質量，因此阻尼系數對于觀測信號有較大影響，在臨界阻尼狀態下接收天線對于瞬變電磁信號的影響最小，觀測信號與理論信號最接近，在過阻尼或欠阻尼條件下信號都嚴重失真，尤其早期信號與理論信號差別較大。阻尼匹配法是通過調整阻尼電阻來改善接收天線的頻響特性，從而改善天線性能，在臨界阻尼狀態下能夠有效減小早期信號的高頻失真，減小淺層探測盲區。但是臨界阻尼狀態并不是由天線系統唯一決定，還受地質體的電磁特性及周圍電磁環境等因素影響，在不同地質介質條件下需要不同的阻尼電阻使天線工作在臨界阻尼狀態，由于地質介質復雜，且影響天線工作狀態的因素較多，所以這在實際應用中是不現實的，若天線工作在過阻尼狀態則早期信號失真更嚴重；若天線工作在欠阻尼狀態則系統變得不穩定，接收信號為振蕩信號。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種瞬變電磁早期信號的重構方法，其提出了改進的反卷積算法來改善天線系統對瞬變電磁信號的影響，以降低天線系統過渡過程的影響，使輸出信號與實際信號接近一致。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種瞬變電磁早期信號的重構方法，包括如下步驟：

步驟1，根據接收天線的系統參數建立三層地電模型，先對該模型進行一維正演得到理論瞬變電磁響應信號，使理論瞬變電磁響應信號通過接收天線，并在天線輸出端加入高斯白噪聲，由此獲得觀測信號；

步驟2，基于天線的頻響函數，在頻域上按照維納濾波器算法構造增量維納反卷積濾波器g(ω)，即

g(ω)=H*(ω)|H(ω)|2+γ]]>

式中，H(ω)為天線的頻響函數，γ為輸入信號的信噪比的倒數；

步驟3，將觀測信號作為反卷積濾波輸入信號輸入到步驟2所構造出的增量維納反卷積濾波器g(ω)中，并獲得該輸入信號的反卷積濾波輸出信號即