[發(fā)明專利]一種水聲信號數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310323661.7
• 申請日: 2023-03-30
• 公開（公告）號: CN116027407B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設計）人: 張盛泉;張金海;王娟;李少卿;游慶瑜
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30;G01V1/38
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 程小芳

1.一種水聲信號數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、電機處于關閉狀態(tài)，采集若干組無電機干擾下的水聲信號，得到模板數(shù)據(jù)；

S2、開啟電機，采集有電機干擾下的水聲信號，得到干擾數(shù)據(jù)；

S3、將所述干擾數(shù)據(jù)與所述模板數(shù)據(jù)做互相關處理，得到第一處理序列，并對所述第一處理序列進行歸一化；

S4、將所述干擾數(shù)據(jù)與所述模板數(shù)據(jù)做相位相關處理，得到第二處理序列，并對所述第二處理序列進行歸一化；

S5、將歸一化后的所述第一處理序列和歸一化后的所述第二處理序列相乘，得到第三序列；

S6、設定閾值，判斷所述第三序列的幅度是否超過所述閾值的位置和幅度；判斷為超過時，則為有效水聲信號的到時；判斷為不超過時，則返回S2，重復操作。

2.根據(jù)權利要求1所述水聲信號數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，S1中得到所述模板數(shù)據(jù)的方法包括：

以設定的采樣頻率采集若干無電機干擾下的水聲信號，將若干組無電機干擾下的水聲信號疊加求和再取平均，得到所述模板數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求1所述水聲信號數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，S3中所述互相關處理包括：

式中，R（k）表示第一處理序列，xn_i表示干擾數(shù)據(jù)的第i個樣點值，xt_i+k表示模板數(shù)據(jù)的第i+k個樣點值。

4.根據(jù)權利要求1所述水聲信號數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，S4中所述相位相關處理包括：

S41、分別對所述干擾數(shù)據(jù)和所述模板數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換，得到第一頻域序列和第二頻域序列；

S42、基于所述第一頻域序列和所述第二頻域序列計算互功率譜；

S43、對所述互功率譜進行離散傅立葉逆變換，得到所述第二處理序列。

5.一種水聲信號數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一采集單元、第二采集單元、第一處理單元、第二處理單元、第三處理單元以及判斷單元；

所述第一采集單元用于基于電機處于關閉狀態(tài)時，采集若干組無電機干擾下的水聲信號，得到模板數(shù)據(jù)；

所述第二采集單元用于基于電機開啟時，采集有電機干擾下的水聲信號，得到干擾數(shù)據(jù)；

所述第一處理單元用于將所述干擾數(shù)據(jù)與所述模板數(shù)據(jù)做互相關處理，得到第一處理序列，并對所述第一處理序列進行歸一化；

所述第二處理單元用于將所述干擾數(shù)據(jù)與所述模板數(shù)據(jù)做相位相關處理，得到第二處理序列，并對所述第二處理序列進行歸一化；

所述第三處理單元用于將歸一化后的所述第一處理序列和歸一化后的所述第二處理序列相乘，得到第三序列；

所述判斷單元用于設定閾值，并判斷所述第三序列的幅度是否超過所述閾值的位置和幅度。

6.根據(jù)權利要求5所述水聲信號數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一采集單元得到所述模板數(shù)據(jù)的方法包括：

以設定的采樣頻率采集若干無電機干擾下的水聲信號，將若干組無電機干擾下的水聲信號疊加求和再取平均，得到所述模板數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權利要求5所述水聲信號數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一處理單元進行所述互相關處理的方法包括：

式中，R（k）表示第一處理序列，xn_i表示干擾數(shù)據(jù)的第i個樣點值，xt_i+k表示模板數(shù)據(jù)的第i+k個樣點值。

8.根據(jù)權利要求5所述水聲信號數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二處理單元進行所述相位相關處理的方法包括：

分別對所述干擾數(shù)據(jù)和所述模板數(shù)據(jù)進行離散傅立葉變換，得到第一頻域序列和第二頻域序列；

基于所述第一頻域序列和所述第二頻域序列計算互功率譜；

對所述互功率譜進行離散傅立葉逆變換，得到所述第二處理序列。