[发明专利]一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法

说明书

本发明涉及一种在强噪声环境中的拖曳式瞬变电磁高效噪声抑制方法，包括：设计拖曳式瞬变电磁系统参数；拖曳车工作，电磁系统连续采集“噪声‑二次场信号”交替数据，取“噪声‑N组二次场信号”作为一个处理单元点；最优噪声相位搜索；去掉噪声成分比重最大的周期性噪声，获得初步消噪信号；直到N组二次场信号全部处理完成；N组信号的最优目标函数值Z进行由小到大排序，对N组处理后的信号进行两次筛选，获得第一个候选信号s1和第二个候选信号s2；计算候选信号s1与候选信号s2后1/2数据的方差v1和方差v2，输出最终处理信号。本发明可大幅提高信噪比，克服了拖曳式瞬变电磁系统在移动探测中无法获取较多叠加次数、信噪比低的问题。

技术领域

本发明涉及瞬变电磁信号处理领域，特别是在强噪声环境中的拖曳式瞬变电磁高效噪声抑制方法。

背景技术

近十几年科技发展迅速，地表土地资源越来越稀缺。人类对地下空间的探索与开发也逐渐受到更多的海内外学者的关注。地下隧道铺设、综合管廊建设、海绵城市规划均与地下空间规划利用密不可分。要高效、安全、充分的利用地下空间，首要任务就是用一种高效准确的地下空间探测方法。

瞬变电磁法是一种基于电磁感应定律的地球物理探测方法，因其对低阻体敏感的特点，广泛应用于地质结构探测、地质资源勘查等工作中，同时广泛服务于人类城市地下空间的科学研究与探索工作中。然而在噪声抑制方面，目前瞬变电磁法处理噪声的最有效方法是对同一测点进行大量叠加，该传统的方法在定点探测场景取得了很好的噪声抑制效果；但是由于大量的叠加次数，导致系统工作效率大大下降。而且，为了高效探测，拖曳式瞬变电磁进行移动测量，叠加次数有限，传统的数据处理方法无法有效抑制噪声，尤其是在较强周期性噪声干扰(如工频谐波噪声)的环境中，噪声抑制效果更差；且在高速拖曳移动探测中，会采集大量数据，给数据保存和后期处理带来很大压力。因此，一个合理的拖曳式噪声处理方法是必不可少的。

发明内容

本发明提供一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法，在降低叠加次数的同时，有效抑制噪声，保证了拖曳车能够保持较高移速状态下进行高精度的探测，对于实现地下空间的连续高效高精度探测具有重要意义。

本发明是这样实现的，一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法，包括以下步骤：

一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法，，该方法包括：包括以下步骤：

S1、设计拖曳式瞬变电磁系统发射频率f、发射电流幅度I、采样频率f_R参数，设定拖曳车移动速度，分为快速和慢速两种工作模式，慢速是快速的速度2倍，根据不同探测环境调整以及切换；

S2、拖曳车工作，电磁系统连续采集“噪声-二次场信号”交替数据，取“噪声-N组二次场信号”作为一个处理单元，单个测点；

S3、最优噪声相位搜索，对一个处理单元的二次场信号进行处理，采用处理单元的前40ms噪声数据和下一个处理单元的前40ms噪声数据作为参考噪声，结合二次场信号中的噪声情况，对参考噪声遍历搜索最优相位，依次对处理单元的N组二次场信号进行处理，其中，N等于一个处理单元的二次场采集时间乘以发射频率f后取整数；

S4、寻找到与二次场信号中噪声成分最相似的噪声相位后，去掉噪声成分比重最大的周期性噪声，获得初步消噪信号；

S5、判定是否处理完N组信号，如果没有完成，重复步骤S3、S4对下一组二次场信号进行处理，直到N组二次场信号全部处理完成；

S6、N组信号的最优目标函数值Z进行由小到大排序，对N组处理后的信号进行一次筛选，舍弃目标函数值后一半较大值对应的信号，获得第一个候选信号s1；

S7、N组信号的最优目标函数值Z进行由小到大排序，对N组处理后的信号进行一次筛选，取数值B作为第二个阈值，其中B＝2A，A是最优目标函数值的中位数，保留所有ZB的初步消噪信号，再将保留信号进行叠加平均处理，得到第二个候选信号s2；