[发明专利]地面核磁共振数据的谐波干扰基频快速搜索方法

说明书

本发明属于地面核磁共振数据处理领域，具体地来讲为一种地面核磁共振数据的谐波干扰基频快速搜索方法，该方法包括，采集地面核磁共振数据并录入；根据录入的数据建立包含所有可能基频的工频谐波字典；计算地面核磁共振数据和字典中每个原子的自功率谱密度；计算地面核磁共振数据和字典中每个原子的交叉功率谱密度；根据自功率谱密度和交叉功率谱密度计算出地面核磁共振数据和字典中每个原子的幅度平方相关系数；对每个原子对应的幅度平方相关系数求和，最大值对应的原子的频率为工频谐波基频，本发明方法对地面核磁共振数据中工频谐波干扰基频搜索的效率高，准确性好，大大提高了地面核磁共振数据的处理速度。

技术领域

本发明属于地面核磁共振数据处理领域，具体地来讲为一种地面核磁共振数据的谐波干扰基频快速搜索方法。

背景技术

地面核磁共振(surface nuclear magnetic resonance，SNMR)是一种非入侵的、直接探测地下水赋存属性的地球物理方法，具有分辨率高和定量解释等优点。但是SNMR方法获得的信号十分微弱，易受到各种环境噪声的干扰，低信噪比仍然是SNMR通常面临的最大挑战。SNMR数据中由高压输送电网和电气设备等产生的工频谐波干扰最为强烈。对于工频谐波干扰，目前最为有效的方法是工频谐波建模方法。

工频谐波建模需要利用准确的基频。在实际中，工频的基频f₀不能保证是精确的50Hz，而是在50±0.1Hz范围内变化，因此f₀的搜索在SNMR数据处理中十分重要。一方面，f₀的准确度直接影响数据处理结果的准确度，要求至少精度到1mHz。若均采用f₀＝50Hz进行建模，谐波误差会随着阶次的增加而增大，导致建模结果错误。另一方面，由于SNMR实验数据有大量单次测量结果,每个测量结果的基频并不相同，f₀的搜索速度会直接影响数据处理的速度。

专利CN106772646A公开了一种地面核磁共振信号提取方法。通过谐波建模方法消除工频谐波噪声，利用变步长扫描的方法搜索工频谐波的基频，但该方法需要多次计算多个基频下谐波的幅度和相位，计算速度十分缓慢。

专利CN105549097A公开了一种瞬变电磁信号工频及其谐波干扰消除方法。利用二分法迭代搜索工频谐波的基频。该方法通过寻找随机噪声的均方差最小值点，逐步缩小迭代区间，但同样需多次计算多个基频下谐波的幅度和相位，计算速度缓慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种地面核磁共振数据的谐波干扰基频快速搜索方法。在保证搜索精度的前提下，加快基频的搜索速度，还能同时搜索两种谐波基频，进而提高磁共振信号的处理速度，尤其适用于包含大量数据的地面磁共振二维和三维测量情况。

本发明是这样实现的，

一种地面核磁共振数据的谐波干扰基频快速搜索方法，该方法包括，

采集地面核磁共振数据并录入；

根据录入的数据建立包含所有可能基频的工频谐波字典；

计算地面核磁共振数据和字典中每个原子的自功率谱密度；

计算地面核磁共振数据和字典中每个原子的交叉功率谱密度；

根据自功率谱密度和交叉功率谱密度计算出地面核磁共振数据和字典中每个原子的幅度平方相关系数；

对每个原子对应的幅度平方相关系数求和，最大值对应的原子的频率为工频谐波基频。

进一步地，工频谐波字典的每一列为一个原子d_i，其生成函数为：