[发明专利]可控震源扫描信号的生成方法及装置

说明书

本发明公开了一种可控震源扫描信号的生成方法及装置，该方法包括：获取可控震源的扫描参数，其中，扫描参数至少包括：扫描长度和采样间隔；根据扫描长度和采样间隔，计算采样点数N；生成预设区间范围且均匀分布的N个伪随机数；根据N个伪随机数，确定一个伪随机序列；基于线性扫描信号的振幅谱，对伪随机序列的振幅谱进行整形处理，得到可控震源的伪随机扫描信号，其中，线性扫描信号是根据所述可控震源的扫描参数生成的线性信号。本发明能够为可控震源提供一种振幅谱平坦的伪随机扫描信号，使得可控震源能够用于建筑设施敏感地区的地震资料采集。

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，尤其涉及一种可控震源扫描信号的生成方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

对于陆上石油地震勘探，可控震源是一种广泛应用的安全、环保的激发装备。可控震源在振动时需要预先设计一个参考扫描信号，震源的电控系统根据该参考扫描信号驱动震源进行振动。

一般预先设计的参考扫描信号有如下三种类型：线性扫描信号、非线性扫描信号和伪随机扫描信号，其中，线性扫描信号和非线性扫描是指扫描速率是线性的或非线性的，而伪随机扫描信号的扫描速率是伪随机变化的。

线性扫描信号具有能量强、振幅谱平坦无抖动等优点，是应用最广泛的扫描信号；非线性扫描信号主要通过补偿某些频段的能量，应用于低频扩展或高频补偿的特殊项目中；伪随机扫描信号由于扫描速率伪随机变化，不会与建筑设施发生共振，可以减小对建筑设计的破坏，主要应用于建筑设施敏感地区的施工。

目前，现有伪随机扫描信号设计方法生成的伪随机扫描信号，存在振幅谱抖动剧烈，以及相关子波旁瓣能量强等缺点，使得伪随机扫描的应用受到限制。

发明内容

本发明实施例提供一种可控震源扫描信号的生成方法，用以解决现有技术中，用于可控震源的伪随机扫描信号振幅谱抖动剧烈的技术问题，该方法包括：获取可控震源的扫描参数，其中，扫描参数至少包括：扫描长度和采样间隔；根据扫描长度和采样间隔，计算采样点数N；生成预设区间范围且均匀分布的N个伪随机数；根据N个伪随机数，确定一个伪随机序列；基于线性扫描信号的振幅谱，对伪随机序列的振幅谱进行整形处理，得到可控震源的伪随机扫描信号，其中，线性扫描信号是根据所述可控震源的扫描参数生成的线性信号；

通过如下公式对伪随机序列的振幅谱进行整形处理，得到整形后的振幅谱：

P_shape(f)＝PR_j(f)×P_target(f)/(PR_j(f)+ε)

其中，P_shape(f)表示整形后的振幅谱；PR_j(f)表示伪随机序列的振幅谱；P_target(f)表示目标振幅谱；ε表示白噪声系数；目标振幅谱由线性扫描信号的振幅谱进行归一化处理后得到；

根据扫描参数确定线性扫描信号通过如下公式来实现：

其中，

其中，S(t)表示线性扫描信号；A(t)表示Blackman窗函数或Cosine函数定义的振幅包络；T表示扫描长度；f₀表示扫描的起始频率；f_m表示扫描的终止频率；f(t)表示瞬时频率变换函数。