[发明专利]一种瑞利波在土壤中传播速度的确定方法及装置

权利要求书

1.一种瑞利波在土壤中传播速度的确定方法，其特征在于，包括：

S1：通过分布式光纤振动传感系统获取激励在光纤空间分布的振动时空数据；

S2：根据所述振动时空数据计算出沿着光纤轴向的振动中心位置和振动中心的初始时间；

S3：基于所述振动中心位置和振动中心的初始时间，通过所述振动时空数据拟合出瑞利波速度；

S4：通过速度极限和瑞利波速度的关系，筛选瑞利波速度，将保留下来的瑞利波速度作为有效数据；

S5：对所述有效数据求平均得到激励对应的最终的瑞利波速度；

步骤S2包括：

S2.1：将所述振动时空数据分割成多个单次激励图，其中，一次激励对应一个单次激励图，激励图中的纵坐标表示振动信号点接收到振动的时间，横坐标表示振动信号点的距离，所述振动信号点由激励传输到光纤上各探测点形成，其中，距离是光缆距离，表示连接分布式测振仪表开始，到振动信号点的光缆距离；

S2.2：对各所述单次激励图进行带通滤波，以滤除噪音；

S2.3：对于每个滤波后的单次激励图，从滤波后的激励图中找到光纤上的不同离散探测点对应的振动信号点坐标，其中，振动信号点坐标包含振动信号点的距离和时间信息；

S2.4：获取最早激励点的时间t₀，然后以最早时间点t₀为参考，将预设时间段内的振动信号的坐标点筛选出来，将筛选出的振动信号点的距离位置的横坐标做平均得到振动中心位置d₀。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：

按照时空曲线(d-d₀)²-2Hv(t-t₀)-v²(t-t₀)²＝0进行拟合，得到各激励对应的瑞利波速，其中，每次激励都得到一个瑞利波速，多次激励就可以得到多个瑞利波速，d表示光纤从分布式测振仪表出发到开始计算的光纤距离，H表示激励点距离光纤的垂直距离，v表示瑞利波速度，t表示时间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S4包括：

由v_r＝(d-d₀)/(t-t₀)确定速度极限v_r，把大于所述速度极限的瑞利波速度去掉，其他值为有效值。

4.一种瑞利波在土壤中传播速度的确定装置，其特征在于，包括：

振动数据获取单元，用于通过分布式光纤振动传感系统获取激励在光纤空间分布的振动时空数据；

位置时间获取单元，用于根据所述振动时空数据计算出沿着光纤轴向的振动中心位置和振动中心的初始时间；

波速拟合单元，用于基于所述振动中心位置和振动中心的初始时间，通过所述振动时空数据拟合出瑞利波速度；

筛选单元，用于通过速度极限和瑞利波速度的关系，筛选瑞利波速度，将保留下来的瑞利波速度作为有效数据；

均值单元，用于对所述有效数据求平均得到激励对应的最终的瑞利波速度；

所述位置时间获取单元包括：

分割单元，用于将所述振动时空数据分割成多个单次激励图，其中，一次激励对应一个单次激励图，激励图中的纵坐标表示振动信号点接收到振动的时间，横坐标表示振动信号点的距离，所述振动信号点由激励传输到光纤上各探测点形成，其中，距离是光缆距离，表示连接分布式测振仪表开始，到振动信号点的光缆距离；

滤波单元，用于对各所述单次激励图进行带通滤波，以滤除噪音；

坐标获取单元，用于对于每个滤波后的单次激励图，从滤波后的激励图中找到光纤上的不同离散探测点对应的振动信号点坐标，其中，振动信号点坐标包含振动信号点的距离和时间信息；

位置时间获取子单元，用于获取最早激励点的时间t₀，然后以最早时间点t₀为参考，将预设时间段内的振动信号的坐标点筛选出来，将筛选出的振动信号点的距离位置的横坐标做平均得到振动中心位置d₀。