沖擊夯可控震源的三元偽隨機(jī)編碼匹配控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沖擊夯可控震源三元偽隨機(jī)編碼匹配控制方法，首先在理論上生成自相關(guān)結(jié)果好的三元偽隨機(jī)編碼，然后利用沖擊夯可控震源激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器控制編碼掃描信號(hào)的輸出，編碼中的-1對應(yīng)沖擊夯的油門在最小位置，即輸出夯力最小，編碼中的0對應(yīng)沖擊夯的油門在最大位置，其輸出夯力為最大夯力的一半，編碼中的1對應(yīng)沖擊夯的油門在最大位置，即輸出夯力最大。通過三元偽隨機(jī)編碼方法實(shí)現(xiàn)沖擊夯可控震源能量偽隨機(jī)控制，并與二元偽隨機(jī)編碼方法得到的地震原始記錄與相關(guān)子波進(jìn)行作對比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得到的地震原始記錄中相關(guān)干擾較二元偽隨機(jī)編碼結(jié)果顯著地減弱，信噪比明顯的提高，增強(qiáng)了地震勘探的垂直分辨率。
【專利說明】沖擊夯可控震源的三元偽隨機(jī)編碼匹配控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及沖擊夯可控震源的編碼匹配控制方法，尤其涉及三元偽隨機(jī)編碼匹配 控制方法。 技術(shù)背景
[0002] 沖擊夯可控震源由于其本身質(zhì)量小，輸出夯力大，而且對環(huán)境破壞很小等優(yōu)點(diǎn)，近 年來在城市工程勘察、淺層地震勘探中得到了越來越多的應(yīng)用。目前，應(yīng)用沖擊夯進(jìn)行地震 勘探主要存在的問題就是，沖擊夯的震動(dòng)頻率比較單一，經(jīng)過互相關(guān)計(jì)算后，引起了相干噪 聲，嚴(yán)重制約了沖擊夯地震勘探的垂直分辨率。
[0003] 吉林大學(xué)2010年碩士論文公開了《基于偽隨機(jī)編碼的夯擊震源技術(shù)研究》，介紹 了一種基于偽隨機(jī)編碼的夯擊震源技術(shù)進(jìn)行研究；采用單片機(jī)為電路的核心，產(chǎn)生偽隨機(jī) 編碼信號(hào)，再通過電機(jī)對夯擊震源的油門進(jìn)行控制；此多功能電路包含一個(gè)分電路，其電路 的輸出纟而與Iv 4針插頭和IvQ4插頭相連接，4針插頭和Q4插頭再與步進(jìn)電機(jī)相連接； 多功能電路的另一端插頭分別于數(shù)字鍵盤、液晶顯示模塊、蜂鳴器相連接。以上論文將沖擊 夯震源的振動(dòng)掃描由手動(dòng)改為由單片機(jī)主控的自動(dòng)方式，但存在如在振動(dòng)時(shí)，沖擊夯震源 的沖擊力較大，電機(jī)容易損壞，缺少一個(gè)對電機(jī)的減震裝置；沖擊夯震源振動(dòng)掃描工作方式 不精確，影響地震采集效果，不適用于長時(shí)間野外作業(yè)等不足。
[0004] CN102508292A公開了一種《可控震源匹配掃描方法》，可控震源通過激發(fā)兩個(gè)相互 關(guān)聯(lián)的匹配掃描信號(hào)，并將采集得到的兩個(gè)匹配的原始地震記錄進(jìn)行解碼和疊加運(yùn)算，最 后得到可控震源匹配掃描的綜合解碼地震剖面。本發(fā)明的可控震源匹配掃描方法在壓制旁 瓣干擾和隨機(jī)噪聲方面優(yōu)于Chirp掃描和二元m-序列掃描方法，匹配掃描方法所得綜合解 碼地震剖面中基本不存在可控震源Chirp掃描情形地震響應(yīng)剖面中的旁瓣效應(yīng)，有效避免 了二元m-序列編碼掃描情形地震響應(yīng)剖面中的相關(guān)噪聲，能夠同時(shí)提高可控震源地震響 應(yīng)剖面的分辨率和信噪比。
[0005] CN102426386A公開了一種《脈沖編碼可控震源的多維匹配沖擊方法》，依據(jù)多維匹 配沖擊的信號(hào)流程首先產(chǎn)生4個(gè)相互關(guān)聯(lián)的匹配沖擊信號(hào)，分別作為脈沖編碼可控震源的 激發(fā)信號(hào)于同等采集條件下依次激發(fā)得到4個(gè)匹配的原始地震記錄，而后依據(jù)多維匹配沖 擊的信號(hào)流程對4個(gè)匹配的原始地震記錄進(jìn)行解碼疊加運(yùn)算得到脈沖編碼可控震源多維 匹配沖擊的綜合解碼地震剖面。
[0006] CN102830425A公開了一種《沖擊夯可控震源控制裝置及控制方法》減震裝置是由 單片機(jī)控制輸出指令，通過鍵盤選擇編碼掃描方式，輸入碼源時(shí)間，將信號(hào)傳送給電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到控制沖擊夯震源油門的功能，完成精確控制震源編碼掃描振 動(dòng)；減震裝置對電機(jī)起到了保護(hù)作用，延長電機(jī)的使用壽命。編碼序列是由1 1 1 1 〇 1 〇 1 1 0 0 1 0 0 0 組成。
[0007] 上述發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在一定程度上能夠有效的壓制相關(guān)干擾，但相關(guān)干擾 仍然很大，旁瓣幅度比較大，信噪比低，地震勘探效果不是很好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的就是針對以上存在的問題，提出了沖擊夯可控震源三元偽隨機(jī)編碼 匹配控制方法，即將沖擊夯輸出的能量進(jìn)行偽隨機(jī)控制，不僅能夠提高沖擊夯可控震源的 地震勘探效果，而且能夠有效的抑制相關(guān)干擾，提高信噪比，增強(qiáng)地震勘探的垂直分辨率。
[0009] 本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的：
[0010] A、首先利用線性移位寄存器構(gòu)造三元m序列。
[0011]B、利用模3運(yùn)算，將由移位寄存器生成的三元m序列換算成由0，1，2組成的三元m序列。
[0012] C、通過三元映射規(guī)則，將由0、1、2組成的三元m序列映射生成由_1，0,1組成的三 元偽隨機(jī)序列。
[0013] D、對生成的三元偽隨機(jī)序列進(jìn)行編碼匹配，編碼匹配調(diào)制流程如圖1所示。在進(jìn) 行編碼匹配調(diào)制時(shí)，是按照編碼順序進(jìn)行的，并且每一個(gè)編碼對應(yīng)一個(gè)延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。
[0014] E、最后由沖擊夯可控震源激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器控制編碼匹配調(diào)制信號(hào)的輸出，進(jìn)而控 制沖擊夯的工作狀態(tài)。
[0015] 有益效果：經(jīng)實(shí)際采集試驗(yàn)，沖擊夯可控震的三元偽隨機(jī)編碼匹配控制方法，得到 的地震原始記錄中相關(guān)干擾較二元偽隨機(jī)編碼結(jié)果顯著地減弱，相關(guān)子波的主瓣突出，旁 瓣幅度小、衰減快，尾振幅度小，明顯的提高了沖擊夯可控震源的地震勘探效果。圖6(a)是 用四階二元偽隨機(jī)編碼方式采集的地震數(shù)據(jù)，圖6(b)是用四階三元偽隨機(jī)編碼方式采集 的地震數(shù)據(jù)。圖7(a)是用四階二元偽隨機(jī)編碼方式采集的參考道地震數(shù)據(jù)的自相關(guān)結(jié)果 圖，圖7(b)是用四階三元偽隨機(jī)編碼方式采集的參考道地震數(shù)據(jù)的自相關(guān)結(jié)果圖。利用四 階二元偽隨機(jī)序列掃描方法得到的地震數(shù)據(jù)的自相關(guān)結(jié)果的信噪比為34. 73dB，利用四階 三元偽隨機(jī)序列掃描方法得到的地震數(shù)據(jù)的自相關(guān)結(jié)果的信噪比為39. 19dB。通過實(shí)驗(yàn)結(jié) 果對比可以看出，與二元偽隨機(jī)編碼方式相比，三元偽隨機(jī)編碼方式得到的地震數(shù)據(jù)相關(guān) 干擾比較小，自相關(guān)結(jié)果的主瓣更突出，旁瓣衰減更快且幅度更小，信噪比提高了 4. 46dB， 增強(qiáng)了地震勘探的垂直分辨率，提高了地震勘探效果。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0016] 圖1為三元偽隨機(jī)編碼匹配調(diào)制流程圖。
[0017] 圖2為線性移位寄存器原理圖。

【權(quán)利要求】
1. 一種沖擊夯可控震源的三元偽隨機(jī)編碼匹配控制方法，其特征在于，包括以下步 驟： A、 利用線性移位寄存器構(gòu)建三元m序列； B、 利用模3運(yùn)算，將由移位寄存器生成的三元m序列換算成由0、1、2組成的三元m序 列； C、 通過三元映射規(guī)則，將由0、1、2組成的三元m序列映射生成由_1、0、1組成的三元偽 隨機(jī)序列； D、 對生成的三元偽隨機(jī)序列進(jìn)行編碼匹配，在進(jìn)行編碼匹配調(diào)制時(shí)，是按照編碼順序 進(jìn)行的，并且每一個(gè)編碼對應(yīng)一個(gè)延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置； E、 由沖擊夯可控震源激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器控制編碼匹配調(diào)制信號(hào)的輸出，實(shí)現(xiàn)了對沖擊夯 工作狀態(tài)的控制。
【文檔編號(hào)】G01V1/02GK104237931SQ201410525531
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月7日
【發(fā)明者】孫鋒, 李娜, 龍?jiān)? 陳祖斌, 佟訓(xùn)乾, 林君 申請人:吉林大學(xué)