一种电磁波CT弱信号处理方法与流程

本发明属于电磁波ct探测，特别涉及该领域中的一种电磁波ct弱信号处理方法。

背景技术：

1、中国发明专利申请：一种低频大跨距电磁波ct数据校正方法（申请号：202111449625.2）公开了一种大跨距电磁波ct通过地表面传播的信号校正方法，其方法是通过三个孔对地表面波进行校正，不足之处是没有考虑大跨距时噪声远大于信号的情况，这种情况下无法对地表面波进行校正。

2、中国实用新型专利：一种电磁波ct数据采集系统（申请号：201821126289.1）公开了一种自动实现探测数据深度记录与采集的系统，其方法是控制模块控制收放线装置实现自动收放线，避免人工操作的大工作量及人工操作的不稳定性；通过视觉检测装置反馈深度值，实现探头深度的精确控制，不足之处是不考虑采集数据质量，若数据是弱信号，那么采集数据也无法有效利用。

3、中国发明专利申请：一种瞬态电磁弱信号提取方法及提取系统（申请号：202210271050.8）公开了一种瞬态电磁弱信号提取方法，而电磁波ct为非瞬态电磁信号，该公开专利方法不适用。

4、中国发明专利申请：一种井下微弱信号检测方法及系统（申请号：202210295329.x）公开了一种井下随钻微弱信号谱分析检测方法，其方法是获取井下随钻微弱信号的dft幅度谱；采用双谱峰搜索算法，搜索井下随钻微弱信号的频率，不足之处是dft变换需要满足一定的信噪比条件，噪声越大，采集时间越长，影响作业效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题就是提供一种电磁波ct弱信号处理方法，无需长时间采集数据进行频谱分析或积累，能在不影响作业效率的前提下，实现强噪声环境的弱信号提取。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种电磁波ct弱信号处理方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

4、步骤1，按照作业要求选择接收天线需要测量的深度范围和距离间隔，用接收天线在孔中沿着定间隔深度点进行噪声测量，得到随深度变化的噪声曲线，将采集噪声分为幅度和相位，得到两组随深度变化的噪声曲线a1和b1；

5、步骤2，将发射天线置于另外一个孔中的最深处位置，接通电源，发射电磁波信号，用接收天线沿着步骤1中的定间隔深度点再次进行信号接收，将接收信号分为幅度和相位，得到两组随深度变化的接收信号曲线c1和d1；

6、步骤3，若c1/a1大于5，则信噪比足够大，无需进行处理；否则继续进行步骤4；

7、步骤4，将接收天线置于孔中某深度点，发射天线不工作，用接收天线采集该深度点的噪声幅度a1和相位b1；然后在另外一个孔中将发射天线按照接收天线测量的深度范围进行移动，接收天线采集接收信号的幅度c1j和相位d1j，其中j=1，2，…，m；

8、步骤5，将接收天线置于孔中另一个深度点，重复步骤4，用接收天线采集该深度点的噪声幅度ai和相位bi，然后在另外一个孔中将发射天线按照接收天线测量的深度范围进行移动，接收天线采集接收信号的幅度cij和相位dij，其中i=1，2，…，n；

9、步骤6，将接收信号和噪声的幅度和相位转换为实部和虚部，并在相同的深度点相减，得到去除噪声的接收信号实部和虚部后，再将其转换为幅度和相位，用于后续成像。

10、本发明的有益效果是：

11、本发明所公开的方法，解决了电磁波ct技术用于大跨距测量或者高吸收系数地层测量时，电磁波衰减大导致信号淹没在强环境噪声中的难题，实现了电磁波ct技术在高吸收系数地层中40m以上大孔距的应用，将地质勘探沿线钻孔数量降低了一半以上，大大降低了钻孔成本，提高了地质勘探效率。该发明方法已经在杭州三江汇示范区、重庆示范区、武汉等多条地铁线建设中进行了多次保密实验，均取得了较好的效果。该发明方法的应用将对城市地下空间开发、复杂环境地质勘探的效率提升和建设成本的控制带来重大意义。

技术特征：

1.一种电磁波ct弱信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明所公开了一种电磁波CT弱信号处理方法，解决了电磁波CT技术用于大跨距测量或者高吸收系数地层测量时，电磁波衰减大导致信号淹没在强环境噪声中的难题，实现了电磁波CT技术在高吸收系数地层中40m以上大孔距的应用，将地质勘探沿线钻孔数量降低了一半以上，大大降低了钻孔成本，提高了地质勘探效率。该发明方法已经在多条地铁线建设中进行了多次保密实验，均取得了较好的效果。该发明方法的应用将对城市地下空间开发、复杂环境地质勘探的效率提升和建设成本的控制带来重大意义。

技术研发人员：姬勇力,杨志强,王华雄,李智强,夏济根
受保护的技术使用者：中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15