一种矢量场多模式面波频散计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矢量场多模式面波频散计算方法及系统。该方法包括：根据检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定R分量和Z分量的频散谱，并根据R分量和Z分量的频散谱确定频散曲线的频率区间和速度区间；根据检波器采集的数据采用矢量MUSIC频谱计算方法确定R‑Z矢量场的面波频散谱；在频率区间和速度区间范围内确定面波的频率‑相速度曲线；根据检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定Love波的频率‑相速度曲线。采用本发明专利技术的方法及系统，能够识别多模式面波，提高了频散计算的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种矢量场多模式面波频散计算方法及系统
本专利技术涉及面波频散计算
，特别是涉及一种矢量场多模式面波频散计算方法及系统。
技术介绍
高密度采集系统提供了高质量地震数据。地球物理工作者能够使用这些高质量的数据，使得重新评估地质结构成为可能。精细、宽频带面波层析将是未来的发展方向。其中，Z分量基阶与其他分量相比，具有较高的分辨率，使得基阶面波反演成为主流的地层层析手段。但是，低速层、非均质性造成面波模式跳跃和模式误判，限制了面波层析的应用。而X分量的面波波场，在能量、频带等方面，与Z分量有一定的差异，可以补充Z分量缺失的面波信息。综合应用多分量、矢量面波波场，将为精细层析提供更准确、更高分辨率的多阶面波，进而提高面波层析的精度。目前，高分辨率线性拉东变换在多道面波采集系统中得以广泛应用，该方法以线性拉东变换为基础，通过稀疏约束，重新求解面波频散谱。与传统线性拉东变换相比，Z分量面波频散的分辨率可以提高50％。而且增强了高阶面波的识别能力。聚束法是在密集采集阵列基础上发展起来的，该方法使用的面波记录时间较短。假设波场为平面波，根据相邻检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矢量场多模式面波频散计算方法，其特征在于，包括：/n获取检波器采集的数据；/n根据所述检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定R分量和Z分量的频散谱，并根据所述R分量和Z分量的频散谱确定频散曲线的频率区间和速度区间；/n根据所述检波器采集的数据采用矢量MUSIC频谱计算方法确定R-Z矢量场的面波频散谱；/n在所述频率区间和所述速度区间范围内确定面波的频率-相速度曲线；/n根据所述检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定Love波的频率-相速度曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种矢量场多模式面波频散计算方法，其特征在于，包括：
获取检波器采集的数据；
根据所述检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定R分量和Z分量的频散谱，并根据所述R分量和Z分量的频散谱确定频散曲线的频率区间和速度区间；
根据所述检波器采集的数据采用矢量MUSIC频谱计算方法确定R-Z矢量场的面波频散谱；
在所述频率区间和所述速度区间范围内确定面波的频率-相速度曲线；
根据所述检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定Love波的频率-相速度曲线。


2.根据权利要求1所述的矢量场多模式面波频散计算方法，其特征在于，所述根据所述检波器采集的数据采用标量MUSIC频谱计算方法确定R分量和Z分量的频散谱，具体包括：
根据如下公式确定频散谱：



其中，



A(k)＝[1,exp(-jwτ),...,exp(-j(M-1)wτ)]



WLHA(kc)＝1
WL＝μ(R1+LI)-1A(kc)
式中，Pmusic(k)为频散谱，k为波数，k＝2πf/v，f为频率，v为波速，y(t)为检波器的输出，xi(t)为第i个检波器接收的震源子波，ni(t)为第i个检波器的随机噪音，A(k)为导向矩阵，Ai(k)为第i个检波器的导向矩阵，H表示共轭转置，w为角频率，τ为时间，M为检波器总数，R1为标量场的协方差矩阵，Us1为R1分解得到的信号的特征向量，Σs1为R1分解得到的信号的对角阵，Σs1的对角线上的元素为信号的特征值，Un1为R1分解得到的噪音的特征向量，Σn1为R1分解得到的噪音的对角阵，Σn1的对角线上的元素为噪音的特征值，WL为全矢量，μ为常数项，L为加载参数，I为单位矩阵，A(kc)为在面波频散谱的极值点kc处的导向矩阵。


3.根据权利要求2所述的矢量场多模式面波频散计算方法，其特征在于，所述根据所述检波器采集的数据采用矢量MUSIC频谱计算方法确定R-Z矢量场的面波频散谱，具体包括：
根据如下公式确定面波频散谱：



其中，



R2＝E[Z(t)Z(t)H]＝F(k)E[S(t)SH(t)]FH(k)+σ2I
Z(t)＝F(k)S(t)+N(t)



uN＝[coskN,sinkN]T
式中，E表示数学期望，P(k)为面波频散谱，F(k)为矢量阵列的方向向量，R2为矢量场的协方差矩阵，Us2为R2+LI分解得到的信号的特征向量，∑s2为R2+LI分解得到的信号的对角阵，Un2为R2+LI分解得到的噪音的特征向量，∑n2为R2+LI分解得到的噪音的对角阵，Z(t)为检波点接收到的波场矢量，S(t)为震源函数，σ2为检波器白噪音功率，N(t)为背景噪音矢量，f(k)为阵列的方向矢量，N为震源总个数，uN为入射角的正弦和余弦，kN为第N个震源入射到检波器的波数。


4.根据权利要求3所述的矢量场多模式面波频散计算方法，其特征在于，所述在所述频率区间和所述速度区间范围内确定面波的频率-相速度曲线，具体包括：
在所述频率区间和所述速度区间范围内，提取所述R-Z矢量场的面波频散谱最大幅值对应的频散曲线，得到面波的频率-相速度曲线。


5.一种矢量场多模式面波频散计算系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春颖，王赟，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11