[发明专利]一种基于KL-DSW的TSP多波场分离及噪声压制方法

说明书

本发明属于隧道超前地质预报中的波场分离和随机噪声的压制挤技术领域，具体地而言为一种基于KL‑DSW的TSP多波场分离及噪声压制方法，包括：从采集的地震记录中选取包含目标信号的矩形时窗；通过互相关的方法计算出各道记录与第一道记录的时延参数；以第一道记录为基准将目标信号的同相轴校平；采用均匀加权方式对校平的目标信号进行叠加处理；对叠加后的记录通过KL变换方法提取相干信号；通过反时延校正得到正确位置的目标信号。解决难以分离出有效波信号，进而无法进行远距离、高精度的隧道超前探测。

技术领域

本发明属于隧道超前地质预报中的波场分离和随机噪声的压制挤技术领域，具体地而言为一种基于KL-DSW的TSP多波场分离及噪声压制方法。

背景技术

TSP是采用多点激发、单点接收的多波多分量、高分辨率地震反射波探测技术，是隧道超前地质预报中的常用方法。然而TSP采集系统在接收到目标信号的同时，也会接收到其他方向的杂波干扰，导致波场极其复杂难以有效地分离出有效信号；进而严重影响隧道超前探测结果的精度和可靠性以及岩性分析的准确性，容易造成不必要的经济损失以及工期的延误。目前波场分离的方法主要有Radon变换、F-K滤波、极化滤波、中值滤波、逐波迭代优化滤波等。Radon变换是将时间-空间域转换为频率-斜率域然后进行波场分离，容易出现假频现象。F-K滤波是基于有效波和干扰波视速度存在的差异，通过设计的滤波器消除干扰波，保留有效波，在处理过程中速度的跨度变化会引起数据的空间混合现象。极化滤波是根据各种波的极化特性差异进行波场分离，分离过程中难以避免混波现象。中值滤波是非线性滤波，对波场排齐和波形一致性要求很高。逐波迭代优化波场分离是一种时间-空间域逐波进行波场分离的迭代优化方法，将信号的同相轴由强到弱逐一分离，步骤繁琐、工作量太大。可见，上述方法在用于TSP多波场分离时的效果不理想，另外，对噪声压制的效果也不是太好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于KL-DSW的TSP多波场分离及噪声压制方法，解决难以分离出有效波信号，进而无法进行远距离、高精度的隧道超前探测。

本发明是这样实现的，

一种基于KL-DSW的TSP多波场分离及噪声压制方法，

从采集的地震记录中选取包含目标信号的矩形时窗；

通过互相关的方法计算出各道记录与第一道记录的时延参数；

以第一道记录为基准将目标信号的同相轴校平；

采用均匀加权方式对校平的目标信号进行叠加处理；

对叠加后的记录通过KL变换方法提取相干信号；

通过反时延校正得到正确位置的目标信号。

进一步地，采集数据通过TSP野外施工采用“多点激发、单点接收”的工作形式，采集数据包含X(t)分量、分量Y(t)、Z(t)分量，并独立存储，首先对Y(t)分量记录进行处理，将接收到距检波器最近的炮点记录作为第1道，剩余所有道记录依次按升序标记，第i道的记录记为

y_i(t)＝s_i(t)+n_i(t),i＝1,2,...M  (1)

其中，t＝1,2,...L，L为采样点数，s_i(t)为Y(t)分量第i道记录中的信号，n_i(t)为Y(t)分量第i道记录中的噪声，M为Y(t)分量中地震记录的道数；

选取包含目标信号的矩形时窗w(t)，得到局部记录Y_w(t)，记为

Y_w(t)＝Y(t)·w(t)  (2)。

进一步地，通过互相关的方法计算出各道记录与第一道记录的时延参数包括：