[發(fā)明專利]一種高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010344733.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN111522064B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何繼善;楊洋;李帝銓;甕晶波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);中南大學(xué);湖南繼善高科技有限公司
• 主分類號(hào): G01V3/00
• 分類號(hào): G01V3/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

1.一種高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據(jù)勘探需求構(gòu)造兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)，其中，所述基本單元信號(hào)是多個(gè)同相位周期方波信號(hào)疊加得到的階梯信號(hào)，所述多個(gè)方波信號(hào)相鄰之間頻率之比為2；

將所述兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)疊加，得到疊加階梯信號(hào)，并修正幅值使其與方波信號(hào)幅值一致，得到高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)；

所述方法還包括：

對(duì)于所述兩個(gè)或多個(gè)基本單元信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行相位調(diào)整，尋找使得疊加后高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)中各主頻對(duì)應(yīng)頻譜幅值的均方差最小的相位，作為相應(yīng)基本單元信號(hào)的最優(yōu)相位；

根據(jù)最優(yōu)相位將所述兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)疊加，并修正幅值使其與方波信號(hào)幅值一致，得到最終的高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)；

最優(yōu)相位尋找方法為：

對(duì)于進(jìn)行相位調(diào)整的基本單元信號(hào)，首先將半個(gè)周期的相位弧度π拆分成N份，得到相位改變基本單元π/N；

每次調(diào)整一個(gè)相位改變基本單元，記錄疊加后高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)中各主頻對(duì)應(yīng)頻譜值的均方差；

繪制均方差大小隨相位的變化曲線，尋找使得均方差最小的相位作為該基本單元信號(hào)的最佳相位；

根據(jù)所述方法構(gòu)造得到的適用于淺層勘探的信號(hào)如下：

二階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)，其中，兩個(gè)基本單元信號(hào)的主頻和相位分別為：0.25Hz和10度，0.75Hz和120度；以及，三階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)，其中，三個(gè)基本單元信號(hào)的主頻和相位分別為：0.25Hz和0度，0.75Hz和90度，1.25Hz和90度。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成方法，其特征在于，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)滿足以下要求：

第一個(gè)基本單元信號(hào)中主頻的最低頻率記為基頻，第n個(gè)基本單元的最低頻率為基頻的2n+1倍，n為大于1的自然數(shù)；

所有基本單元信號(hào)的主頻數(shù)目之和為奇數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成方法，其特征在于，周期方波的生成方法為：

首先生成與目標(biāo)周期方波頻率一致的正弦信號(hào)，將這些正弦信號(hào)中，大于0的值置為A，小于0的值置為-A，得到一系列相位相同的周期方波信號(hào)，其中，A≠0；

對(duì)于周期方波中值為0的信號(hào)，按位置賦值A(chǔ)或-A，得到不含0值的周期方波。

4.一種高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成系統(tǒng)，其特征在于，包括：

基本單元信號(hào)構(gòu)造模塊，根據(jù)勘探需求構(gòu)造兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)，其中，所述基本單元信號(hào)是多個(gè)同相位周期方波信號(hào)疊加得到的階梯信號(hào)，所述多個(gè)方波信號(hào)相鄰之間頻率之比為2；

高階偽隨機(jī)信號(hào)生成模塊，將所述兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)疊加，得到疊加階梯信號(hào)，并修正幅值使其與方波信號(hào)幅值一致，得到高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)；

對(duì)于所述兩個(gè)或多個(gè)基本單元信號(hào)中的至少一個(gè)進(jìn)行相位調(diào)整，尋找使得疊加后高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)中各主頻對(duì)應(yīng)頻譜幅值的均方差最小的相位，作為相應(yīng)基本單元信號(hào)的最優(yōu)相位；

根據(jù)最優(yōu)相位將所述兩個(gè)或兩個(gè)以上基本單元信號(hào)疊加，并修正幅值使其與方波信號(hào)幅值一致，得到最終的高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)；

最優(yōu)相位尋找方法為：

對(duì)于進(jìn)行相位調(diào)整的基本單元信號(hào)，首先將半個(gè)周期的相位弧度π拆分成N份，得到相位改變基本單元π/N；

每次調(diào)整一個(gè)相位改變基本單元，記錄疊加后高階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)中各主頻對(duì)應(yīng)頻譜值的均方差；

繪制均方差大小隨相位的變化曲線，尋找使得均方差最小的相位作為該基本單元信號(hào)的最佳相位；

根據(jù)所述方法構(gòu)造得到的適用于淺層勘探的信號(hào)如下：

二階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)，其中，兩個(gè)基本單元信號(hào)的主頻和相位分別為：0.25Hz和10度，0.75Hz和120度；以及，三階2n序列偽隨機(jī)信號(hào)，其中，三個(gè)基本單元信號(hào)的主頻和相位分別為：0.25Hz和0度，0.75Hz和90度，1.25Hz和90度。

5.一種終端設(shè)備，包括處理器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，處理器用于實(shí)現(xiàn)各指令；計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)多條指令，其特征在于，所述指令適于由處理器加載并執(zhí)行權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的高階偽隨機(jī)電磁勘探信號(hào)生成方法。