[发明专利]一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波干扰的方法

说明书

本发明属于地面核磁共振数据处理领域，为一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波的方法。该方法包括：录入地面核磁共振测量数据，测量实验地点地磁场，计算拉莫尔频率；搜索工频谐波基频，并对工频谐波进行建模，计算得到所有谐波系数；根据拉莫尔频率和每个谐波频率的频率差判断是否存在邻频谐波，若否，利用谐波基频和谐波系数计算得到谐波模型，在测量数据中减去谐波模型，若是，则去除领域谐波外的工频谐波后基于拟合方法去除领频谐波，本发明在不损失核磁共振信号的前提下，去除工频谐波中的邻频谐波对后续数据处理和反演的影响。尤其当实验地点的拉莫尔频率与工频谐波的高阶谐波相近时，可准确提取地面核磁共振信号特征，提高反演结果准确度。

技术领域

本发明属于地面核磁共振数据处理领域，具体地来讲为一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波的方法。

背景技术

地面核磁共振是一种直接探测地下水赋存属性的地球物理方法，具有测量速度快，分辨率高和定量解释等优点，被广泛应用于水资源勘探、水文环境监测以及地下工程水害预警等领域。但是地面核磁共振方法获得的信号十分微弱，通常强度只有纳伏量级(nV，10^-9V)，易受到各种环境噪声的干扰，导致采集数据信噪比低，严重影响后续反演结果的准确性，制约了该方法在城镇、村庄以及地下工程等复杂环境中的应用。

地面核磁共振数据中主要包含三类噪声：尖峰噪声、工频及其谐波噪声和随机噪声，其中高压输送电网和电气设备等产生的工频谐波噪声最为强烈。对于工频谐波噪声，当存在其中一个谐波的频率与地面核磁共振信号的频率(称为拉莫尔频率)相近或相等时(小于等于3Hz)，我们称之为邻频谐波。

专利CN103913778A公开了一种多个近端参考线圈的核磁共振信号实时噪声抵消装置。该方法首先消除参考线圈内的地面核磁共振信号，并利用参考通道与主通道的频率相关性，实现工频谐波的消除。但是当存在邻频谐波时，相关系数无法正确计算，且铺设参考线圈增加了野外实验的复杂度。

专利CN104898172A公开了一种互相关的核磁共振全波信号噪声滤除方法。该方法通过构造一个与地面核磁共振信号频率相同的正弦信号作为参考信号，并基于随机噪声和尖峰噪声与参考信号相关性较弱，而地面核磁共振信号与参考线圈相关性较强的原则，实现地面核磁共振数据的噪声滤除。但是当存在邻频谐波时，该方法无法有效区分谐波噪声和地面核磁共振信号。

专利CN106772646A公开了一种地面核磁共振信号提取方法。对于工频谐波噪声，提出了利用谐波建模消噪方法，该方法无需额外的参考通道，仅通过采集数据建立工频谐波模型。存在邻频谐波噪声时，该方法无法同样无法区分谐波噪声和地面核磁共振信号，导致建模结果产生错误。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种消除地面核磁共振数据中工频及邻频谐波干扰的方法，在不损失核磁共振信号的前提下，去除工频谐波中的邻频谐波对后续数据处理和反演的影响。尤其当实验地点的拉莫尔频率与工频谐波的高阶谐波相近时，可准确提取地面核磁共振信号特征，提高反演结果准确度。

本发明是这样实现的，

一种消除地面核磁共振数据中邻频谐波干扰的方法，该方法包括：

步骤1，录入地面核磁共振测量数据V＝[V₁,V₂,L,V_K]，K为采样点数，测量实验地点地磁场B₀，根据式f_L＝0.04258×B₀计算拉莫尔频率f_L，

步骤2，搜索工频谐波基频f₀，并对工频谐波进行建模，计算得到所有谐波系数X；