一种基于大地电磁测深的静态效应校正方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种大地电磁测深的静态效应校正方法及系统。该校正方法包括：获取待处理的大地电磁信号；大地电磁信号包括5道相互正交的待处理信号，对每一道待处理信号进行经验模态分解，得到每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量；根据每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量，采用主成分分析法，确定每一道待处理信号的多阶主成分；根据所有待处理信号的多阶主成分，采用典型相关性分析方法，确定每一道待处理信号的有效信号成分；根据每一道待处理信号的有效信号成分进行重构，得到每一道校正后的待处理信号。本发明专利技术可以实现对静态效应的校正，提高重构信号的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大地电磁测深的静态效应校正方法及系统
本专利技术涉及信号校正领域，特别是涉及一种基于大地电磁测深的静态效应校正方法及系统。
技术介绍
大地电磁测深法(Magnetotelluricsounding，MT)是一种通过在地表测量相互正交的电磁场分量，以反演地下电性结构的地球物理勘探方法。该方法具有经济成本低、仪器轻便、探测深度大等优点。但使用大地电磁测深勘探地下地质结构时，若地层浅层存在不均匀二、三维地质体，且电磁波波长比不均匀体的几何尺寸大很多时，不均匀体表面会形成一种电荷积累效应，而使电场发生畸变，表现为视电阻率曲线整体上升或下降，这种现象被称之为静态效应。静态效应的出现会使得地电断面上出现虚假的陡立深大断裂或垂向上延升很大的异常，从而严重影响到对地下地质构造的判断。因此选择一种合适的方法校正、消除或减小静态效应的影响对MT数据处理及解释具有重要意义。由积累电荷产生的电场叠加到大地电磁测深正常电场上，不会使得电场或视电阻率曲线发生形态改变，因此这不属于一般意义上的噪声干扰，无法通过大地电磁测深中的去噪手段进行压制。前人为此提出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，包括：/n获取待处理的大地电磁信号；所述大地电磁信号包括5道待处理信号，分别为：南北向电道待处理信号、东西向电道待处理信号、南北向磁道待处理信号、东西向磁道待处理信号和垂向磁道待处理信号；/n对每一道待处理信号进行经验模态分解，得到每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量；/n根据每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量，采用主成分分析法，确定每一道待处理信号的多阶主成分；/n根据所有待处理信号的多阶主成分，采用典型相关性分析方法，确定每一道待处理信号的有效信号成分；/n根据每一道待处理信号的有效信号成分进行重构，得到每一道校正后的待处理...

【技术特征摘要】
1.一种大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，包括：
获取待处理的大地电磁信号；所述大地电磁信号包括5道待处理信号，分别为：南北向电道待处理信号、东西向电道待处理信号、南北向磁道待处理信号、东西向磁道待处理信号和垂向磁道待处理信号；
对每一道待处理信号进行经验模态分解，得到每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量；
根据每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量，采用主成分分析法，确定每一道待处理信号的多阶主成分；
根据所有待处理信号的多阶主成分，采用典型相关性分析方法，确定每一道待处理信号的有效信号成分；
根据每一道待处理信号的有效信号成分进行重构，得到每一道校正后的待处理信号。


2.根据权利要求1所述的大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，所述对每一道待处理信号进行经验模态分解，得到每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量，具体包括：
对于每一道待处理信号，获取前一阶本征模态函数分量；
获取当前的分解残量序列；所述分解残量序列为所述待处理信号与前一次迭代的本征模态函数分量的差值序列；
判断所述分解残量序列中的极值点数量是否大于2；
当所述分解残量序列中的极值点数量不大于2时，确定所述待处理信号的多阶本征模态函数分量；所述待处理信号的多阶本征模态函数分量包括每一阶本征模态函数分量；
当所述分解残量序列中的极值点数量大于2时，根据所述当前的分解残量序列获取当前阶本征模态函数分量。


3.根据权利要求2所述的大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，所述当所述分解残量序列中的极值点数量大于2时，根据所述当前的分解残量序列获取当前阶本征模态函数分量，具体包括：
将所述当前的分解残量序列确定为当前迭代的信号初值序列；
获取所述信号初值序列对应的上包络线和下包络线；
获取所述信号初值序列中每个信号对应的包络线平均值；所述包络线平均值为所述信号对应的上包络线值和下包络线值的平均值；
根据每个信号对应的包络线平均值，确定每个信号对应的中间值；所述信号对应的中间值为信号初值与包络线平均值的差值；所述信号初值为所述信号初值序列中所述信号的取值；
依次确定所述信号初值序列中每个信号对应的中间值，得到中间值序列；
判断是否达到迭代停止条件；所述迭代停止条件为当前迭代次数达到最大迭代次数或所述中间值序列中每个信号对应的包络线平均值均为零且所述中间值序列的极值点数量与过零点数量之差不大于1；
当未达到迭代停止条件时，将所述中间值序列作为下一次迭代的信号初值序列，迭代次数加1，返回获取所述信号初值序列对应的上包络线和下包络线的步骤；
当达到迭代停止条件时，将所述中间值序列确定为当前阶本征模态函数分量。


4.根据权利要求1所述的大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，所述根据每一道待处理信号对应的多阶本征模态函数分量，采用主成分分析法，确定每一道待处理信号的多阶主成分，具体包括：
对于每一道待处理信号，对所述待处理信号对应的多阶本征模态函数分量分别赋予权值，构造优化问题：其中，Z1为一阶主成分；Z2为二阶主成分；Zn为n阶主成分；IMFj为j阶本征模态函数分量，j＝1,2,...,n；cij为i阶主成分中j阶本征模态函数分量的权值，i＝1,2,...,n；
采用matlab求解所述优化问题的最优解，得到每一个权值的取值以及所述待处理信号的各阶主成分。


5.根据权利要求1所述的大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，所述根据所有待处理信号的多阶主成分，采用典型相关性分析方法，确定每一道待处理信号的有效信号成分，具体包括：
对于第a道待处理信号，将第a道待处理信号的多阶主成分与除第a道待处理信号之外的其余4道待处理信号的多阶主成分分别进行线性组合，得到4个线性组合集合；每个线性组合集合包括多个线性组合对，且多个线性组合对中任意两个线性组合对之间均不相关；
计算每个线性组合集合中每个线性组合对的相关度；每个线性组合集合中满足：R(a,b),k＞R(a,b),k+1，R(a,b),k表示第a道待处理信号的多阶主成分与第b道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k个线性组合对的相关度；R(a,b),k+1表示第a道待处理信号的多阶主成分与第b道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k+1个线性组合对的相关度，b为除第a道待处理信号之外的其余4道待处理信号的道数，b＝1,2,3,4；
根据每个线性组合对的相关度，确定所述第a道待处理信号的有效信号成分；
依次得到每一道待处理信号的有效信号成分。


6.根据权利要求5所述的大地电磁测深的静态效应校正方法，其特征在于，所述根据每个线性组合对的相关度，确定所述第a道待处理信号的有效信号成分，具体包括：
获取第a道待处理信号的多阶主成分与第3道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k个线性组合对中系数大于系数阈值的主成分，得到第一主成分集合；当第a道待处理信号为电道待处理信号时，第3道待处理信号为与所述第a道待处理信号正交的磁道待处理信号；当第a道待处理信号为磁道待处理信号时，第3道待处理信号为与所述第a道待处理信号交的电道待处理信号；
判断是否满足筛选条件；所述筛选条件为所述第一主成分集合中的主成分在R(a,1),k、R(a,2),k和R(a,4),k对应的线性组合对中的系数均大于系数阈值，且其中，R(a,1),k为第a道待处理信号的多阶主成分与第1道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k个线性组合对的相关度；R(a,2),k为第a道待处理信号的多阶主成分与第2道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k个线性组合对的相关度；R(a,3),k为第a道待处理信号的多阶主成分与第3道待处理信号的多阶主成分进行线性组合得到的第k个线性组合对的相关度；R(a,4),k为第a道待处理信号的多阶主成分与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立家，韩江涛，郭振宇，孟凡文，王天琪，潘冬雪，袁天梦，李卓阳，周瑞，慕倩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22