可控震源伪随机扫描信号生成方法
【专利摘要】本发明是地球物理勘探中地震采集可控震源伪随机扫描信号生成方法,根据所要生成的Num组可控震源伪随机扫描信号长度生成Gold序列码，得到目标振幅谱,在时间域中对Num组振幅谱整形信号的互相关和自相关进行加窗处理得到压制后的Num组重构信号,使用相同时间点位置上各Num组高切滤波信号的之间的互相关最大值除以每组信号的零时刻自相关最小值得到Num组高切滤波信号的最大相对互相关值；迭代修改生成最终的Num组可控震源伪随机扫描信号,本发明能够使得各组伪随机信号间的互相关效弱，从而抑制高效采集过程中的邻炮干扰，改进炮记录的分离质量，瞬时频率能量并不随时间呈现单调变化，从而能够大大降低可控震源施工过程中引起周围建筑共振的风险。
【专利说明】片有的能量相同、对扫描频率范围内的信号言号也有其不足之处，由于这种信号的频率1每个时刻的单一频率成分的能量都较大。掘的风险。并且常规震源系统在激发扫描-定程度地限制，这使得实际激发出的线性前已经出现了能够满足震源系统限制的低
I问题，国内外有学者通过利用III序列码来I号相位，进而生成伪随机可控震源扫描信生主瓣峰值附近位置得到压制，对于远处位户层位较多、反射时间较长的实际地下介质〔种伪随机信号的振幅谱与常规线性扫描信0:勺日益重视，许多高效可控震源采集技术也作为一种十分高效的可控震源采集技术正多炮混叠的未相关记录。当使用常规线性存器上生成Gold序列码，任意选出Num组Gold序列码供生成后续的可控震源伪随机扫描
信号;
[0009]所述的Num组可控震源伪随机扫描信号各组信号长度相等。
[0010]所述的Gold序列码生成是:
[0011]首先获取阶数为η的全部本原多项式，再将本原多项式的各项系数设置为二元线性反馈移位寄存器开关，利用此二元线性反馈移位寄存器即可生成与各组本原多项式对应的m序列；此后，从众多m序列中，确定一组互相关值最小的m序列优选对，并对此m序列优选对进行模2和运算，可生成一组Gold序列；每当改变两组m序列相对位置时，即生成一组新Gold序列。
[0012]当本原多项式阶数为η时，生成伪随机扫描信号的采样点长度为2n_l，此时采用相对位移方式可以得到(2n-l)个Gold序列。再加上两组原有的m序列，共可以生成(2n+l)个Gold序列码。根据所需要生成伪随机扫描信号的数量，即可从所生成的众多Gold序列码中，任意挑选出Num组，生成后续的可控震源伪随机扫描信号。
[0013]2)根据所要生成的Num组可控震源伪随机扫描信号频率域的采样间隔Λ f，以及最大频率，利用下式得到目标振幅谱:
[0014]Target (f) =gl (f) g2 (f) (I)
[0015]此处，
【权利要求】
1.一种可控震源伪随机扫描信号生成方法，特征是通过以下技术步骤实现: 1)根据所要生成的Num组可控震源伪随机扫描信号长度，在二元线性反馈移位寄存器上生成Gold序列码，任意选出Num组Gold序列码供生成后续的可控震源伪随机扫描信号； 2)根据所要生成的Num组可控震源伪随机扫描信号频率域的采样间隔△f，以及最大频率fmax，利用下式得到目标振幅谱:
2.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤I)所述的Num组可控震源伪随机扫描信号各组信号长度相等。
3.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤I)所述的Gold序列码生成是: 首先获取阶数为n的全部本原多项式，再将本原多项式的各项系数设置为二元线性反馈移位寄存器开关，利用此二元线性反馈移位寄存器即可生成与各组本原多项式对应的m序列；此后，从众多m序列中，确定一组互相关值最小的m序列优选对，并对此m序列优选对进行模2和运算，可生成一组Gold序列；每当改变两组m序列相对位置时，即生成一组新Gold序列。
4.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤3)振幅谱整形处理是一个循环迭代的过程，当第一次执行步骤3)时，处理的信号为Gold序列码，当第二次及以后执行步骤3)时，此步处理的信号为步骤10)生成的Num组高切滤波信号。
5.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤4)中的相关运算包括各组扫描信号间的互相关运算和每组信号的自相关运算，运算在频率域中实现。
6.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤4)中的相关运算是首先对两组数据进行快速傅里叶变换，得到其频域的复数值，之后在频域中，使用第一组数据的复数样点值乘以另一组数据复数样点值的共轭；此后，再对得到的频域相关值进行快速傅里叶反变换，得到时域的相关值。
7.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤6)的加窗处理使用的时窗函数如下:
当 RL〈t≤ RL+T 时，Window(t)=l/2*(l-cos(3i * (RL+T_t)/T)) (6)当-(RL+T)≤ t〈-RL 时，Window(t) =1/2* (1-cos (3i* (RL+T+t)/T)) (7) 当t取其它值时，Window(t)=l(8) 公式中，T为过渡时间长度，RL为听时间长度，t为时窗函数的时间值； 将公式(6)至(8)所示的时窗函数分别与各组扫描信号的互相关和自相关进行相乘，完成加窗处理。
8.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤7)所述的扫描间隔Λβ为0.1~0.8之间。
9.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤10)所述的高切滤波公式利用(3)至(5)高切滤波函数。
10.根据权利要求1所述的方法，特点是步骤13)所述的迭代修改是将步骤12)计算得到的相对互相关值RmaXib与步骤5)计算得到的相对互相关值RmaXia进行比较，当，并且正、负听时间范围内的最大相对互相关值低于门槛值，则将步骤10)中得到的Num组高切滤波信号重新输入至步骤3)，进入下一次循环迭代的信号修改处理，若已低于门槛值，则跳出循环，生成最终的Num组可控震源伪随机扫描信号；当Rmaxi15≥RmaxJ时,再确定步骤7)中的β常量是否按照扫描间隔Δ β取过介于β min至 之间的所有值，若否，则利用Λβ对β进行修改，并将步骤10)中得到的Num组高切滤波信号重新输入至步骤3)，进行下一次循环迭代的信号修改处理，若是，则说明信号间的互相关值已经无法进行进一步的压制，跳出循环，即可生成最终的Num组可控震源伪随机扫描信号。
11.根据权利要求10所述的方法，特点是所述的门槛值为0.01至0.1。
12.根据权利要求10所述的方法，特点是所述的门槛值最佳为0.025。
【文档编号】G01V1/04GK104035128SQ201310069926
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】孙哲, 门哲, 李培明, 梁晓峰, 程高明 申请人:中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司