[发明专利]一种提高微动探测深度和精度的数据处理方法

说明书

本发明属于微动探测领域，具体涉及一种提高微动探测深度和精度的数据处理方法，通过构建瑞雷波水平分量与垂直分量频谱比曲线，并加权反演构建地质模型，充分利用了基阶和高阶瑞雷波信息，即瑞雷波的频散曲线特性，并挖掘利用了瑞雷波水平分量与垂直分量频谱比的特性，充分利用了两者对不同深度介质的敏感性，大大提高了探测的深度，突破了现有探测忽略高阶瑞雷波的影响，提高了探测结果的精度。

技术领域

本发明属于微动探测领域，具体涉及一种提高微动探测深度和精度的数据处理方法。

背景技术

微动探测是近年来应用非常广泛的一种不需要人工源的物探技术，成功应用在地热隐伏断裂探测、采空区探测、岩性分层、暗浜探测等领域。然而，微动探测需要布设三角形或者十字形台阵，台阵的规模大小基本与探测的深度目标成正比，探测深度一般是台阵半径的3～5倍，想要获得较深的探测结果往往需要比较大的台阵规模，但实际应用中常常受到各种障碍物的阻碍，特别是城市中受到空间的限制，导致规模较大的台阵无法布设，严重制约了微动探测的应用场景。同时，实际数据处理中往往忽略高阶瑞雷波的存在，影响了微动探测的精度，难以取得满意的探测结果。

为了提高微动探测的深度和精度，本发明提出了一种微动探测数据处理方法，该方法可以大大提高微动探测的深度，突破微动探测深度3～5倍于台阵半径的限制，同时不仅考虑了基阶瑞雷波又考虑了高阶瑞雷波对探测结果的影响，利用同样规模大小的台阵，可以实现更深的探测目标及更到精度的微动探测结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高微动探测深度和精度的数据处理方法，以解决现有技术中的缺点。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种提高微动探测深度和精度的数据处理方法，包括以下步骤，

步骤一，采集微动信号；

步骤二，滤波处理：利用中心频率为f的滤波器，对东西、南北和垂直三个方向的微动信号滤波处理，得到微动信号E、N和Z；

步骤三，消除相位差：平移E、N其周期的0.25倍，得到平移后的e、n；

步骤四，构建时间窗：以Z＝0为初始基准，选择多个时间窗，窗长为周期的若干倍；

步骤五，构建水平方向的信号：从0°开始至90°，以1°的步长，依次搜索水平方向与东西方向的夹角，得到每一个夹角下e、n信号投影到此夹角下的加权和信号h，多次搜索后得到与Z信号相关性最大的信号H；

步骤六，构建频谱比值：对每个时间窗内信号H和信号Z的能量比值的平方根进行加权平均，得到频率为f时瑞雷波水平分量与垂直分量频谱比值；

步骤七，构建实测频谱比曲线：对每个频率值分别重复步骤一～六，得到实测的瑞雷波水平分量与垂直分量频谱比曲线。

步骤八，依据频谱比曲线，加权反演构建地质模型。

进一步的，所述步骤一中，所述步骤三中，E、N在时间域平移周期的0.25倍。

进一步的，所述步骤五中，多次搜索不同角度得到与Z方向相关性最大的信号H。

进一步的，所述步骤五中，所述步骤六中，h与Z的能量比值的平方根为频谱比值。

本发明具有以下有益效果：

(1)节省了人力，通过较小的台阵规模就可以实现现有大规模台阵才能达到的探测深度；

(2)节省了外野施工的时间，布设大规模台阵所需要的时间往往数倍于小规模台阵的布设时间，本发明可以大大缩短外野的施工时间；