一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法，其采用增量Wiener反卷積濾波器的信號(hào)重構(gòu)算法，即將觀測(cè)信號(hào)送入到增量Wiener反卷積濾波器后，并估算反卷積濾波輸出信號(hào)的誤差，當(dāng)滿足設(shè)定的迭代次數(shù)時(shí)，則將估算出反卷積濾波輸出信號(hào)的誤差作為重構(gòu)信號(hào)輸出。該算法可以減小早期信號(hào)的反卷積誤差，消除實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中由于高頻噪聲分量導(dǎo)致的反卷積系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，得到了瞬變電磁信號(hào)的最佳估計(jì)值。理論分析和實(shí)測(cè)結(jié)果表明：相對(duì)于阻尼匹配法，本文方法恢復(fù)的信號(hào)更逼近理論信號(hào)曲線，淺層探測(cè)分辨率更高，且無需判斷天線的阻尼狀態(tài)，對(duì)提高瞬變電磁系統(tǒng)淺層探測(cè)能力具有重要意義。
【專利說明】一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及瞬變電磁領(lǐng)域，具體涉及一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)以激發(fā)地質(zhì)體，使其產(chǎn)生隨時(shí)間變化的二次場(chǎng)，接收二次場(chǎng)的回波信號(hào)并從中提取不同地質(zhì)體的特征譜，通過反演算法獲得地質(zhì)體的具體信息。接收信號(hào)是瞬變電磁實(shí)際信號(hào)與天線系統(tǒng)函數(shù)的卷積，瞬變電磁早期信號(hào)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(gè)頻段的系統(tǒng)函數(shù)不是I)，使得接收信號(hào)產(chǎn)生高頻響應(yīng)失真，即天線輸出信號(hào)與實(shí)際信號(hào)在早期存在較大偏差，增大了淺層探測(cè)盲區(qū)。
[0003]為了改善輸出信號(hào)與實(shí)際信號(hào)的偏差，減小天線系統(tǒng)過渡過程對(duì)瞬變電磁信號(hào)的影響，目前多采用阻尼匹配法來改善天線系統(tǒng)的高頻響應(yīng)，由不同阻尼系數(shù)對(duì)接收天線單位沖擊響應(yīng)及階躍響應(yīng)的曲線對(duì)比可知，阻尼系數(shù)大小決定了接收天線的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，由于接收天線輸出的觀測(cè)信號(hào)為瞬變電磁實(shí)際信號(hào)和接收天線單位沖擊響應(yīng)的卷積，接收天線的性能將直接影響觀測(cè)信號(hào)的質(zhì)量，因此阻尼系數(shù)對(duì)于觀測(cè)信號(hào)有較大影響，在臨界阻尼狀態(tài)下接收天線對(duì)于瞬變電磁信號(hào)的影響最小，觀測(cè)信號(hào)與理論信號(hào)最接近，在過阻尼或欠阻尼條件下信號(hào)都嚴(yán)重失真， 尤其早期信號(hào)與理論信號(hào)差別較大。阻尼匹配法是通過調(diào)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(tài)下能夠有效減小早期信號(hào)的高頻失真，減小淺層探測(cè)盲區(qū)。但是臨界阻尼狀態(tài)并不是由天線系統(tǒng)唯一決定，還受地質(zhì)體的電磁特性及周圍電磁環(huán)境等因素影響，在不同地質(zhì)介質(zhì)條件下需要不同的阻尼電阻使天線工作在臨界阻尼狀態(tài)，由于地質(zhì)介質(zhì)復(fù)雜，且影響天線工作狀態(tài)的因素較多，所以這在實(shí)際應(yīng)用中是不現(xiàn)實(shí)的，若天線工作在過阻尼狀態(tài)則早期信號(hào)失真更嚴(yán)重；若天線工作在欠阻尼狀態(tài)則系統(tǒng)變得不穩(wěn)定，接收信號(hào)為振蕩信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法，其提出了改進(jìn)的反卷積算法來改善天線系統(tǒng)對(duì)瞬變電磁信號(hào)的影響，以降低天線系統(tǒng)過渡過程的影響，使輸出信號(hào)與實(shí)際信號(hào)接近一致。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1，根據(jù)接收天線的系統(tǒng)參數(shù)建立三層地電模型，先對(duì)該模型進(jìn)行一維正演得到理論瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)，使理論瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)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(cè)信號(hào)；
[0008]步驟2，基于天線的頻響函數(shù)，在頻域上按照維納濾波器算法構(gòu)造增量維納反卷積濾波器g(?)，gp
【權(quán)利要求】
1.一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法，其特征是，包括如下步驟: 步驟1，根據(jù)接收天線的系統(tǒng)參數(shù)建立三層地電模型，先對(duì)該模型進(jìn)行一維正演得到理論瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)，使理論瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)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(cè)信號(hào)； 步驟2，基于天 線的頻響函數(shù)，在頻域上按照維納濾波器算法構(gòu)造增量維納反卷積濾波器g(?)，即
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁早期信號(hào)的重構(gòu)方法，其特征是，迭代次數(shù)i設(shè)定的η越大，則迭代所得反卷積濾波輸出信號(hào)即重構(gòu)信號(hào)越逼近原始信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01V3/12GK103995292SQ201410252252
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】王國(guó)富, 張海如, 葉金才, 張法全, 龐成, 韋秦明, 宋梓槊 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)