一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取时域二次场样本数据，及其采样频率和样本数据周期；将所述二次场样本数据包含的多个半周期样本数据延拓至全时长；对全时长的运动噪声基线进行初步拟合，并通过频谱分析得到期望频率；根据所述期望频率，利用离散傅里叶逆变换反演得到全时长的时域运动噪声；从二次场样本数据中将所获得运动噪声剔除。本发明专利技术基于半航空瞬变电磁晚期数据进行运动噪声的拟合并从原始数据中去除，能够有效识别并剔除数据中的运动噪声，去噪效果良好。去噪效果良好。去噪效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法及系统


[0001]本专利技术涉及半航空瞬变电磁勘探
，具体涉及一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]半航空瞬变电磁法(Semi
‑
airborne transient electromagnetic method，SATEM)通过在地面布置发射源，在空中接收信号，是一种新兴的地球物理勘探方法。它采用地面发射、空中接收的工作模式，这种模式结合了地面瞬变电磁法(TEM)大功率发射和航空瞬变电磁法(AEM)空中快速勘探的优势，克服了在复杂地形条件下传统地面勘探手段无法有效开展和航空电磁勘探不适用且成本高的问题。该方法具有观测二次场、适应性强、灵敏度高和分辨率强的特点，能够在地形复杂地区提供一种新的勘察技术手段。
[0004]在数据采集过程中，由于接收线圈与飞行器在空中通过软连接固定，导致飞行过程中接收线圈一直处于非稳定运动状态，从而产生运动噪声，成为半航空瞬变电磁法影响最严重的噪声之一。线圈运动噪声是由接收线圈切割地磁场，导致线圈内部磁通量变化而形成的感应电动势，该噪声频率较低，主要集中在0～1000Hz，并且伴随着测量工作一直存在，是航空电磁勘探的主要噪声源，消除电磁数据中的运动噪声是获得有用和正确勘探结果的关键。
[0005]SATEM系统工作时，地面的发射源以一定电流，向地下发射一次脉冲场。当激励源的电流突然关断后，地下探测区域的介质将被激励起呈环状穿透的包含地电信息的二次场，以维持在断开电流前的稳定电磁场(一次场)，二次场的变化特性与地下探测介质的电性分布密切相关，因此，在一次场的关断间隙观测二次场的衰减特征，有助于地下介质的有效勘探。
[0006]然而，由于关断时获取的数据是非全时的，导致现有的去噪方法无法有效去除线圈运动噪声。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法及系统。能够有效识别并剔除数据中的运动噪声，去噪效果良好。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0009]一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，包括以下步骤：
[0010]获取时域二次场样本数据，及其采样频率和样本数据周期；
[0011]将所述二次场样本数据包含的多个半周期样本数据延拓至全时长；
[0012]对全时长的运动噪声基线进行初步拟合，并通过频谱分析得到期望频率；
[0013]根据所述期望频率，利用离散傅里叶逆变换反演得到全时长的时域运动噪声；
[0014]从二次场样本数据中将所获得运动噪声剔除。
[0015]进一步地，将所述二次场样本数据延拓至全时长包括：将各数据样本点对应到采集的真实时刻。
[0016]进一步地，晚期数据范围确定方法为：将所有半周期样本数据进行叠加，将低能量平滑区确定为晚期数据范围。
[0017]进一步地，对全时长的运动噪声基线进行初步拟合采用勒让德多项式；所述勒让德多项式最高阶数的选择，以晚期数据去除多项式拟合曲线后剩余噪声平均能量小于去噪前相对于均值的平均能量的设定百分比为准。
[0018]进一步地，通过频谱分析得到期望频率包括：将运动噪声频率范围内的频率能量值从小到大依次进行累加，当累加值超过频率能量值总和的设定比例时，将当前频率记为期望频率的最大值。
[0019]进一步地，利用离散傅里叶逆变换反演得到全时长的时间域运动噪声包括：
[0020]根据多个时域样本点和所述期望频率，通过构建超定方程组求解噪声的频率域系数；其中，所述超定方程组基于傅里叶级数构造得到。
[0021]进一步地，所述超定方程组通过最小二乘反演求解。
[0022]一个或多个实施例提供了一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除系统，包括：
[0023]采样数据获取模块，用于获取时域二次场样本数据，及其采样频率和样本数据周期；
[0024]采样数据处理模块，用于将所述二次场样本数据包含的多个半周期样本数据延拓至全时长；
[0025]期望频率获取模块，用于对全时长的运动噪声基线进行初步拟合，并通过频谱分析得到期望频率；
[0026]运动噪声拟合模块，用于根据所述期望频率，利用离散傅里叶逆变换反演得到全时长的时域运动噪声；
[0027]运动噪声剔除模块，用于从二次场样本数据中将所获得运动噪声剔除。
[0028]一个或多个实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法。
[0029]一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法。
[0030]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0031]提出了一种半航空瞬变电磁二次场数据运动噪声去除方法，首先将非全时电磁数据延拓至全时长，然后基于晚期数据拟合运动噪声基线，从而实现运动噪声去除。
[0032](1)将非全时电磁数据延拓至全时长，使其符合电磁信号以及运动噪声的连续性规律，可以得到更好的去噪结果。
[0033](2)由于半航空瞬变电磁二次场早、中期衰减特性会对拟合运动噪声的发展趋势产生影响，基于瞬变电磁晚期数据有效信号很小、几乎被噪声淹没的特点，仅利用晚期数据及脉冲前端部分数据可以消除这种影响，从而更好的重建全时长运动噪声。
[0034](3)由于在数据采集过程中，由于接收线圈持续运动和摆动，产生较大的运动噪声，导致采集的数据不能直接使用。线圈的这种变化类似于单摆运动，具有一定的周期性特征，而傅里叶级数对表示周期性信号或者近似周期信号具有天然的优势。因此，利用傅里叶正交基来重建全时长的运动噪声，可以从运动噪声产生的物理本质出发，得到准确的拟合基线。得到运动噪声的拟合基线后从原数据中剔除即完成去噪。通过对仿真数据和实测数据进行去噪，其能够有效识别并剔除数据中的运动噪声，去噪效果良好。
[0035]其中，采用勒让德多项式初步拟合运动噪声基线，并进行频谱分析及能量累加，从而得到更为合适的傅里叶正交基频率，即期望频率。
附图说明
[0036]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0037]图1为半航空瞬变电磁勘探示意图；
[0038]图2为本专利技术一个或多个实施例中非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法流程图；
[0039]图3为本专利技术一个或多个实施例中二次场数据的全时延拓及晚期数据摘取示意图；
[0040]图4为本专利技术一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，其特征在于，包括以下步骤：获取时域二次场样本数据，及其采样频率和样本数据周期；将所述二次场样本数据包含的多个半周期样本数据延拓至全时长；对全时长的运动噪声基线进行初步拟合，并通过频谱分析得到期望频率；根据所述期望频率，利用离散傅里叶逆变换反演得到全时长的时域运动噪声；从二次场样本数据中将所获得运动噪声剔除。2.如权利要求1所述一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，其特征在于，将所述二次场样本数据延拓至全时长包括：将各数据样本点对应到采集的真实时刻。3.如权利要求1所述一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，其特征在于，晚期数据范围确定方法为：将所有半周期样本数据进行叠加，将低能量平滑区确定为晚期数据范围。4.如权利要求1所述一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，其特征在于，对全时长的运动噪声基线进行初步拟合采用勒让德多项式；所述勒让德多项式最高阶数的选择，以晚期数据去除多项式拟合曲线后剩余噪声平均能量小于去噪前相对于均值的平均能量的设定百分比为准。5.如权利要求1所述一种非全时半航空瞬变电磁数据运动噪声去除方法，其特征在于，通过频谱分析得到期望频率包括：将运动噪声频率范围内的频率能量值从小到大依次进行累加，当累加值超过频率能量值总和的设定比例时，将当前频率记为期望频率的最大值。6.如权利要求1所述一种非全时半航空瞬...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，李虎，张衡，王鑫，杜晓峰，周长宇，孙怀凤，
申请(专利权)人：济南轨道交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：