本申请提出一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法与装置，涉及煤田水文地质与地球物理领域，包括：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；获得大地脉冲响应；通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；获得噪声信号；根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录。能够预测出系统所观测的信号，通过所预测出来的观测信号，掌握对地质构造的先验信息。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法与装置。
技术介绍
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic，简称TEM)，是一种建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。传统瞬变电法(TEM)是利用回线或者接地导线向地下发射一次场，在一次场断电后，测量由地下介质感应产生的随时间变化的二次场，来达到寻找地质目标体的一种地球物理勘探方法。该方法发射波信号频带宽、频谱信息丰富，一次激发便可覆盖探测所需的频段，大大提高了工作效率。但是，常规瞬变电磁法信号弱，易受干扰，探测深度一般只有500m，资料处理也主要限于单道处理，还不能很好适应开展第二空间探矿的需求。发展深部探测和偏移成像精细解释成为目前的研究热点。经过多次试验和研究，英国爱丁堡大学的Wright和Ziolkowski等提出了多道瞬变电磁(Multi-channel Transient Electromagnetic method，简称MTEM)的概念和探测油气目标体的相关技术。它借鉴油气勘探中的地震技术，采用电性源多次发射，阵列式多道接收多次覆盖的全波场信息，可以对数据进行类地震处理，在同等发射强度的条件下大幅度提高探测精度和深度，使探测深度达到2000m以上。这种方法与传统的瞬变电磁法不同，主要表现为：(1)采用接地源形式；(2)编码发射；(3)多道观测，在测量感应电压的同时，测量发送电流；(4)通过对接收电压与发送电流进行反卷积，得到大地脉冲响应，进行类地震资料处理.在系统性地研究多道瞬变电磁(MTEM)深部探矿技术之前，很有必要通过合成的方式得到MTEM的接收波形记录，以推进方法的发展。若将大地看成线性时不变系统，则多道瞬变电磁系统采集到的响应信号可以表达成如下形式：ak(xs,xr,t)＝i(k,xs,t)*r(xr,t)*g(xs,xr,t)+n(xr,t)其中，ak(xs,xr,t)表示接收到的总响应，i(k,xs,t)表示源电流，r(xr,t)表示记录系统的系统响应，k代表第k次数据采集，g(xs,xr,t)为大地脉冲响应，n(xr,t)为噪声，xs为发射源位置，xr为接收机位置，t为时间。在常规的研究和信号处理中，总是对MTEM系统采集到的响应信号首先经过去噪处理，去除n(xr,t)，然后通过解卷积的方式，根据观测信号ak(xs,xr,t)和i(k,xs,t)，获得大地脉冲响应g(xs,xr,t)。根据大地脉冲响应来推测地质构造。
技术实现思路
本专利技术提供一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法与装置，在地质断面和噪声源已知的情况下，能够预测出系统所观测的信号。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法，包括：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；获得大地脉冲响应；通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；获得噪声信号；根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录。可选地，根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号包括：查表获得伪随机码的特征多项式；利用特征多项式求取序列多项式；根据序列多项式计算出伪随机码的编码；根据伪随机码编码获得发射源信号。可选地，获得大地脉冲响应包括：在频率域计算大地的响应；通过频率域向时间域的变换得到大地的阶跃响应；通过计算阶跃响应的导数得到大地的脉冲响应。可选地，通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应包括：通过计算海明窗口函数的低通滤波器响应得到记录系统的仪器响应。可选地，根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录包括：利用如下公式计算获得多道瞬变电磁法的接收波形记录：ak(xs,xr,t)＝i(k,xs,t)*r(xr,t)*g(xs,xr,t)+n(xr,t)其中，i(k,xs,t)表示发射源信号，r(xr,t)表示仪器响应，g(xs,xr,t)表示大地脉冲响应，n(xr,t)表示噪声信号，k表示第k次数据采集，xs为发射源位置，xr为接收机位置，t为时间。本专利技术还提供一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成装置，包括：发射源模块，用于根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；大地脉冲模块，用于获得大地脉冲响应；仪器响应模块，用于给通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；噪声模块，用于获得噪声信号；合成模块，用于根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录。可选地，所述发射源模块所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号是指：查表获得伪随机码的特征多项式；利用特征多项式求取序列多项式；根据序列多项式计算出伪随机码的编码；根据伪随机码编码获得发射源信号。可选地，所述大地脉冲模块获得大地脉冲响应是指：在频率域计算大地的响应；通过频率域向时间域的变换得到大地的阶跃响应；通过计算阶跃响应的导数得到大地的脉冲响应。可选地，所述仪器响应模块通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应是指：通过计算海明窗口函数的低通滤波器响应得到记录系统的仪器响应。可选地，所述合成模块根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录是指：利用如下公式计算获得多道瞬变电磁法波场的系统响应信号：ak(xs,xr,t)＝i(k,xs,t)*r(xr,t)*g(xs,xr,t)+n(xr,t)其中，i(k,xs,t)表示发射源信号，r(xr,t)表示仪器响应，g(xs,xr,t)表示大地脉冲响应，n(xr,t)表示噪声信号，k表示第k次数据采集，xs为发射源位置，xr为接收机位置，t为时间。本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术的方法和装置，在地质断面和噪声源已知的情况下，能够预测出系统所观测的信号， 通过所预测出来的观测信号，掌握对地质构造的先验信息。附图说明图1是本专利技术实施例的多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法的流程图；图2是本专利技术实施例的多道瞬变电磁法接收波形记录合成装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例的移位寄存器产生的部分伪随机信号及其频谱示意图；图4是本专利技术实施例的有限元法得到的频率域曲线响应与解析解的对比示意图；图5是本专利技术实施例的时间域2D M-TEM正演模拟结果和解析解的对比示意图；图6是本专利技术实施例的低通滤波器的特性曲线示意图；图7是本专利技术实施例的4阶伪随机源激发下考虑仪器带限的的接收波形记录(信号)示意图；其中图7a为以4阶伪随机源为激发源的接收波形记录(信号)示意图；图8是本专利技术实施例的4阶伪随机源激发下考虑噪声的仪器信号示意图；图9是本专利技术实施例的不同收发距的部分接收信号示意图。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。如图1所示，本专利技术实施例提供一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法，包括：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；获得大地脉冲响应；通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；获得噪声信号；根据所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法，其特征在于，包括：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；获得大地脉冲响应；通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；获得噪声信号；根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录。
【技术特征摘要】
1.一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成方法，其特征在于，包括：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号；获得大地脉冲响应；通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应；获得噪声信号；根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据所需移位寄存器的级数获得伪随机码发射源的编码信号包括：查表获得伪随机码的特征多项式；利用特征多项式求取序列多项式；根据序列多项式计算出伪随机码的编码；根据伪随机码编码获得发射源信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：获得大地脉冲响应包括：在频率域计算大地的响应；通过频率域向时间域的变换得到大地的阶跃响应；通过计算阶跃响应的导数得到大地的脉冲响应。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过低通滤波器得到记录系统的仪器响应包括：通过计算海明窗口函数的低通滤波器响应得到记录系统的仪器响应。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据所述发射源信号、所述大地脉冲响应、所述仪器响应和所述噪声信号获得多道瞬变电磁法的接收波形记录包括：利用如下公式计算获得多道瞬变电磁法的接收波形记录：ak(xs,xr,t)＝i(k,xs,t)*r(xr,t)*g(xs,xr,t)+n(xr,t)其中，i(k,xs,t)表示发射源信号，r(xr,t)表示仪器响应，g(xs,xr,t)表示大地脉冲响应，n(xr,t)表示噪声信号，k表示第k次数据采集，xs为发射源位置，xr为接收机位置，t为时间。6.一种多道瞬变电磁法接收波形记录合成装置，其特征在于，包括：发射源模...
【专利技术属性】
技术研发人员：王若，薛国强，王妙月，底青云，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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