[发明专利]海洋大地电磁探测的海浪磁干扰压制方法

说明书

本发明提供一种海洋大地电磁探测的海浪磁干扰压制方法，包括：设置海浪磁干扰压制执行参数；选择并读取参与海浪磁干扰压制的海洋大地电磁场数据；基于滤波参数与电磁场的阻抗关系，计算滤波参数初值；基于输入信号与参考信号中有效信号的相关性，结合信号与噪声之间随时间变化的统计特性,利用前一时刻的滤波参数进行迭代计算，自适应计算现时刻的滤波参数；基于滤波参数与电场、磁场的关系，重构预测信号；基于最小均方差算法原理，计算预测信号与参考信号的残差；判断是否满足处理要求；输出压制干扰的预测信号。较于传统的大地电磁噪声压制方法，所提出的方法稳定性更好，对海底介质引起的电磁场响应之间的阻抗关系破坏性更小。

技术领域

本发明涉及海洋地球物理信号处理技术领域，具体涉及一种海洋大地电磁探测的海浪磁干扰压制方法。

背景技术

海洋大地电磁测深法(MT)通过在海底观测天然场源产生的感应电磁场获取海底介质的电性分布，它是研究海洋地壳和上地幔电性结构以及深部地质过程的重要地球物理手段。渤海、黄海等海域是我国海洋油气资源勘探和海洋地质构造研究的重点海域。近几十年来，我国在渤海、黄海开展了大量的地震、重力、磁法调查工作，然而，地震方法受上覆高速屏蔽层影响，以及重力、磁法勘探分辨率较低，致使难以获得高分辨率的深部地层信息。与地震波相比，电磁波不受地震波高速屏蔽层的影响，利用海洋MT方法可获得地震波高速屏蔽层内部及其下方的电性结构。

海浪等海水运动切割地磁场会产生强烈的感应电磁场。渤海、黄海平均水深分别为18米和44米，实测资料表明，浅水环境中海水运动感应电磁场严重影响海洋MT数据质量。在浅水环境中，海浪运动产生的感应电磁场干扰频率范围与MT信号的频率混叠，在时域和频域都不易将其与MT信号分离；海浪感应电磁干扰具有较强的能量，极大地降低了MT数据的信噪比，导致视电阻率和相位产生严重畸变，是浅水MT数据的主要干扰。因此，需对海浪感应电磁场进行压制以提高浅水区MT数据信噪比。

传统的傅里叶变换、小波变换及SVD分解等方法对MT数据的电场与磁场分别进行噪声压制，由于噪声与有效信号不易区分，上述方法容易对有效信号造成破坏，导致去噪效果不理想。张自力(2009)和张宝强(2018)利用小波阈值去噪方法，以及于彩霞(2010)利用希尔伯特-黄变换应用于海浪感应电磁场的压制研究中，上述两种方法能够压制受海浪感应电磁干扰影响频带内的强能量，并且视电阻率在一定程度上得到改善，然而相位改善效果不明显，处理效果有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋大地电磁探测的海浪磁干扰压制方法，该方法可应用于提高海洋大地电磁数据的信号比，以及提高海洋电磁探测精确性。

为了实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种海洋大地电磁探测的海浪磁干扰压制方法，其特征在于，主要包括：

S1、设置海浪磁干扰压制执行参数，所述参数包括滤波器阶数、最大迭代次数和最小迭代误差；

S2、选择并读取参与海浪磁干扰压制的海洋大地电磁场数据，将电场信号E作为输入信号，磁场信号H作为参考信号；

S3、基于滤波参数C与电磁场的阻抗关系，计算滤波参数初值C₀；

S4、基于输入信号E与参考信号H中有效信号的相关性，结合信号与噪声之间随时间变化的统计特性,利用前一时刻的滤波参数进行迭代计算，自适应计算现时刻的滤波参数C；

S5、基于滤波参数C与电场E、磁场H的关系，重构预测信号H′；

S6、基于最小均方差算法原理，计算预测信号H′与参考信号H的残差ε；

S7、判断是否满足最小迭代误差或达到最大迭代次数，若满足则转向S8，若不满足则转向S4；

S8、输出压制干扰的预测信号H′。