[发明专利]一种浅地层剖面仪测量海底沉积物特性的方法及系统

摘要

本发明公开了一种浅地层剖面仪测量海底沉积物的物理特性的方法及系统。该方法通过对回波信号的包络信号的峰值点对应的瞬时频率点及其附近瞬时频率点进行直线拟合，从而得到海底沉积物的声衰减与频率关系。该系统包括换能器阵、电子分机、温度传感器和用于监控和存储的干端，其中电子分机设计为采用本发明提供的方法对数据进行处理。本发明克服已有技术原理上的缺陷，测量原理正确，测量快速、结果准确。

主权项

1、一种浅地层剖面仪测量海底沉积物特性的方法，包括如下步骤：1)根据作用距离和用途选择线性调频信号的参数；2)用换能器的传递函数修正线性调频信号；3)发射修正后的线性调频信号；然后接收流体介质和海底沉积层反射回来的回波；4)对接收的回波进行滤波和采样；5)将上一步骤4)所得到信号与用换能器的传递函数修正后的线性调频发射信号求相关，得出的解析信号Y(z)由下式表示 Y(z)＝E(z)eiφ(z) 其中，z是深度参数；6)计算解析信号Y(z)的包络E(z)和相位φ(z)，φ(z)由下式表示$\phi \left(z\right)={\mathrm{tg}}^{-1}\left[\frac{\mathrm{Im}(Y\left(z\right)/E\left(z\right))}{\mathrm{Re}(Y\left(z\right)/E\left(z\right))}\right]$ 7)首先搜索包络E(z)的第一个峰位P1，它对应于海底的位置；其次搜索包络E(z)的第二个峰位P2，它对应于第一层沉积物的下界面；8)根据公式$f_i=\frac{1}{2\pi }\frac{\partial \phi }{\partial t},$ 将φ(z)对时间微分得到沿深度轴上的瞬时频率fi(z)曲线；9)在瞬时频率fi(z)曲线上，分别以与P1和P2对应的fi(z)为中心并向两边分别选n1和n2个点，并记下这些点的瞬时频率和坐标值；n1和n2为大于等于2的整数；10)把上一步骤9)中的2(n1+n2+1)个瞬时频率点进行最小二乘法直线拟合，得直线斜率k即每米频移；11)如此重复步骤3)至步骤10)m次，可以得到k的平均值；其中，m为等于或大于2的整数。