【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，尤其涉及一种互相关地震干涉hsp方法、存储介质、电子设备。
技术介绍
1、目前，采用全断面隧道掘进机(tunnel boring machine,简称tbm)掘进施工具有高效、高性价比、环保等优势。以tbm刀盘破岩震动作为激发震源的水平声波剖面法(horizontal seismic profiling,hsp)预报技术，在tbm掘进的同时实现对数据的采集，实现对掘进隧道前方不良地质体的预报，能够在不影响tbm施工效率的同时确保tbm施工隧道的安全。hsp预报方法以tbm掘进噪声波作为震源，接收由地质异常体产生的反射波与其他耦合噪声，并对信号数据进行数字滤波、时域分析、频谱分析、相关干涉分析、反射成像等处理，获取掌子面前方不良地质空间位置及范围，完成地质预报工作。
2、互相关地震干涉方法常被用于处理被动源地震数据，可以增强地震反射信号，抑制干扰噪声，从而提高地震信号信噪比，适用于hsp方法，并有望提高隧道地震数据质量。然而tbm在掘进过程中产生的地震信号是一种连续的随机震动信号，隧道内传感器接收到是类似于噪声的无规则信号，信号信噪比低、频率混叠严重。但互相关地震干涉法无法处理仪器接收到与信号频率相同的噪声信号，导致恢复信号的信噪比出现波动的情况，并且该方法无法区分掘进信号中的直达波与围岩反射波。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决互相关地震干涉法无法处理仪器接收到与信号频率相同的噪声信号，导致恢复信号的信噪比出现波动的问题，本专利技
2、本专利技术的方法包括以下步骤：
3、s1、基于tbm施工的hsp声波反射法，在隧道两侧壁围岩其中一侧布置两个采集单元x和d，获取两个采集单元x和d采集的信号，其中，两个采集单元x和d采集的信号均包括：混合有噪声的地震信号；
4、s2、对两个采集单元x和d采集的信号进行lms最小均方差自适应时延估计，得到两个采集单元采集信号之间的时延；
5、s3、基于两个采集单元采集信号之间的时延，对两个采集单元采集的信号使用时延差动方法抵消与掘进方向不同的同频干扰噪声，得到两个采集单元采集信号中去除同频噪声之后地震信号；
6、s4、对s3中两个采集单元采集信号中去除同频噪声之后的地震信号进行分段，将分段后的两个去除同频噪声之后的地震信号互相关处理得到反射波频域信号，将分段信号垂直叠加，并计算反射波的传播时间，得到参考单元与隧道前方不良地质体的距离。
7、进一步地，所述地震信号包括直达波信号和反射波信号。
8、进一步地，步骤s2具体为：
9、s21、建立自适应滤波器，两个采集单元x和d采集的信号x(n)和d(n)，x(n)作为所述自适应滤波器的输入信号，d(n)作为目标信号，得到误差信号：
10、e(n)＝d(n)-y(n)
11、
12、其中，e(n)为误差信号，n表示信号点数，y(n)为将x(n)作为所述自适应滤波器的输入信号的输出信号，ωm(n)第m阶滤波器的权重系数，m为自适应滤波器的阶数；
13、s22、将为误差信号e(n)表示为：
14、
15、ωm(n+1)＝ωm(n)+μe(n)x(n-m)
16、其中，μ为收敛步长；
17、均方误差性能函数表示为：
18、v(w)＝e[e2(n)]＝e[(d(n)-wt(n)x(n))2]
19、其中，v(w)为均方误差性能函数，e[]表示求期望，w(n)＝[ω1(n),ω2(n),...,ωm(n)]t，x(n)＝[x(n-1),x(n-2),...,x(n-m)]t；
20、p＝e[d(n)x(n)]是期望输出和输入矢量的互相关函数，rx＝e[x(n)xt(n)]是输入信号的自相关函数，均方误差是权向量的二次型，当滤波器收敛时，均方误差v(w)趋向于零，此时权系数达到最大值，这时ωa(n)＝rx-1p,a∈[1,2,...,m]；
21、s23、对权重系数进行sinc插值，得到时间延迟为：
22、
23、
24、其中，τ为时间延迟，n表示信号点数。
25、进一步地，步骤s3具体为：
26、s31、建立时间差动模型，x(n)和d(n)在时域上分别可以表示为：
27、x(t)＝s(t)+n(t)
28、d(t)＝s(t-δt)+n(t+δt)
29、其中，x(t)和d(t)分别为两个采集单元采集的信号的时域表示，s(t)表示地震信号的时域表示，n(t)表示噪声信号的时域表示，δt表示两个采集单元采集到信号的时间差；
30、s32、信号x(t)与经过时间延迟处理后的d(t)相减，得到两个采集单元采集信号的延迟差分数据x0(t)：
31、x0(t)＝x(t)-d(t-τ)
32、x0(t-τ)＝s(t-δt+τ)+n(t+δt-τ)
33、令τ＝δt，x0(t)＝s(t)-s(t-2δt)，解差分方程即可得到降噪后的地震信号s(t)和s(t-δt)，s(t)和s(t-δt)是信号x(n)和d(n)去除同频噪声之后的地震信号。
34、进一步地，将分段后的两个去除同频噪声之后的地震信号互相关处理具体为：
35、
36、其中，c(sx,sd,t)为信号sx与信号sd在时域上的互相关系数，sx为采集单元x采集的分段后的去除同频噪声之后的地震信号，sd为采集单元d采集的分段后的去除同频噪声之后的地震信号，g(sx,sd,t)是格林函数，表示单位力在采集单元x和d产生的时域t上的位移响应，g(sx,sd,-t)是格林函数，表示单位力在采集单元x和d产生的时域-t上的位移响应；
37、进一步地，c(sx,sd,t)的频域表达为：
38、
39、式中，c(sx,sd,ω)表示c(sx,sd,t)在频域上的表达，u1(sx,ω)表示在采集单元x接受的地震频域信号；u2(sd,ω)表示在采集单元d接收的地震频域信号；g(sx,sd,ω)表示g(sx,sd,t)在频域上的表达；*表示复数取共轭，||表示复数取实部；p(ω)表示反射波p(t)在在频域上的表达；
40、
41、其中，t为两个采集单元的采集时长；
42、将p(ω)每一段信号垂直叠加得到信号：
43、
44、
45、式中n表示分段总数；floor为数据不满足分段长度时向下取整；tn表示分段长度；pn(r1,ω,n)为将n段分段p(ω)叠加计算得到的反射波频域信号，计算反射波的传播时间，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，所述地震信号包括直达波信号和反射波信号。
3.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，步骤S2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，步骤S3具体为：
5.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，将分段后的两个去除同频噪声之后的地震信号互相关处理具体为：
6.根据权利要求5所述的一种互相关地震干涉HSP方法，其特征在于，
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述方法的步骤。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括计算机可读指令，所述处理器被配置用于调用所述计算机可读指令，执行如权利要求1-6任一项所述的
...【技术特征摘要】
1.一种互相关地震干涉hsp方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉hsp方法，其特征在于，所述地震信号包括直达波信号和反射波信号。
3.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉hsp方法，其特征在于，步骤s2具体为：
4.根据权利要求3所述的一种互相关地震干涉hsp方法，其特征在于，步骤s3具体为：
5.根据权利要求1所述的一种互相关地震干涉hsp方法，其特征在于，将分段后的两个去除同频噪声之后的地震信号互相关处...
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