[發明專利]海洋大地電磁探測的海浪磁干擾壓制方法

有效

• 申請號: 202010774943.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111856590B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 羅鳴;吳云具;李予國;葛佳琦;潘林冬;封常青;劉浩
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種海洋大地電磁探測的海浪磁干擾壓制方法，包括：設置海浪磁干擾壓制執行參數；選擇并讀取參與海浪磁干擾壓制的海洋大地電磁場數據；基于濾波參數與電磁場的阻抗關系，計算濾波參數初值；基于輸入信號與參考信號中有效信號的相關性，結合信號與噪聲之間隨時間變化的統計特性,利用前一時刻的濾波參數進行迭代計算，自適應計算現時刻的濾波參數；基于濾波參數與電場、磁場的關系，重構預測信號；基于最小均方差算法原理，計算預測信號與參考信號的殘差；判斷是否滿足處理要求；輸出壓制干擾的預測信號。較于傳統的大地電磁噪聲壓制方法，所提出的方法穩定性更好，對海底介質引起的電磁場響應之間的阻抗關系破壞性更小。

技術領域

本發明涉及海洋地球物理信號處理技術領域，具體涉及一種海洋大地電磁探測的海浪磁干擾壓制方法。

背景技術

海洋大地電磁測深法(MT)通過在海底觀測天然場源產生的感應電磁場獲取海底介質的電性分布，它是研究海洋地殼和上地幔電性結構以及深部地質過程的重要地球物理手段。渤海、黃海等海域是我國海洋油氣資源勘探和海洋地質構造研究的重點海域。近幾十年來，我國在渤海、黃海開展了大量的地震、重力、磁法調查工作，然而，地震方法受上覆高速屏蔽層影響，以及重力、磁法勘探分辨率較低，致使難以獲得高分辨率的深部地層信息。與地震波相比，電磁波不受地震波高速屏蔽層的影響，利用海洋MT方法可獲得地震波高速屏蔽層內部及其下方的電性結構。

海浪等海水運動切割地磁場會產生強烈的感應電磁場。渤海、黃海平均水深分別為18米和44米，實測資料表明，淺水環境中海水運動感應電磁場嚴重影響海洋MT數據質量。在淺水環境中，海浪運動產生的感應電磁場干擾頻率范圍與MT信號的頻率混疊，在時域和頻域都不易將其與MT信號分離；海浪感應電磁干擾具有較強的能量，極大地降低了MT數據的信噪比，導致視電阻率和相位產生嚴重畸變，是淺水MT數據的主要干擾。因此，需對海浪感應電磁場進行壓制以提高淺水區MT數據信噪比。

傳統的傅里葉變換、小波變換及SVD分解等方法對MT數據的電場與磁場分別進行噪聲壓制，由于噪聲與有效信號不易區分，上述方法容易對有效信號造成破壞，導致去噪效果不理想。張自力(2009)和張寶強(2018)利用小波閾值去噪方法，以及于彩霞(2010)利用希爾伯特-黃變換應用于海浪感應電磁場的壓制研究中，上述兩種方法能夠壓制受海浪感應電磁干擾影響頻帶內的強能量，并且視電阻率在一定程度上得到改善，然而相位改善效果不明顯，處理效果有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海洋大地電磁探測的海浪磁干擾壓制方法，該方法可應用于提高海洋大地電磁數據的信號比，以及提高海洋電磁探測精確性。

為了實現以上目的，本發明提供如下技術方案：

1.一種海洋大地電磁探測的海浪磁干擾壓制方法，其特征在于，主要包括：

S1、設置海浪磁干擾壓制執行參數，所述參數包括濾波器階數、最大迭代次數和最小迭代誤差；

S2、選擇并讀取參與海浪磁干擾壓制的海洋大地電磁場數據，將電場信號E作為輸入信號，磁場信號H作為參考信號；

S3、基于濾波參數C與電磁場的阻抗關系，計算濾波參數初值C₀；

S4、基于輸入信號E與參考信號H中有效信號的相關性，結合信號與噪聲之間隨時間變化的統計特性,利用前一時刻的濾波參數進行迭代計算，自適應計算現時刻的濾波參數C；

S5、基于濾波參數C與電場E、磁場H的關系，重構預測信號H′；

S6、基于最小均方差算法原理，計算預測信號H′與參考信號H的殘差ε；

S7、判斷是否滿足最小迭代誤差或達到最大迭代次數，若滿足則轉向S8，若不滿足則轉向S4；

S8、輸出壓制干擾的預測信號H′。