一种海洋可控震源的步进频率控制方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及海洋地震勘探技术领域，具体涉及一种海洋可控震源的步进频率控制方法、系统及设备。首先，获取线性扫频信号，并按照预设步进频率，将线性扫频信号划分为多个子带信号，其中，多个子带信号用于激发多个可控震源，接收子带信号的回波信号，且，回波信号携带有不同深度的地层信息，将回波信号进行实时相位校正，并通过步进频率合成探测信号，本发明专利技术的技术方案将线性扫频信号划分为多个子带信号，提高了震源系统的频带利用率，降低了可控震源的激发时间，还对回波信号进行实时相位校正，提高了地震勘探采集数据的信噪比，降低了采集信号的相位噪声。号的相位噪声。号的相位噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋可控震源的步进频率控制方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及海洋地震勘探
，具体涉及一种海洋可控震源的步进频率控制方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]在海洋可控震源中，为了获得更高分辨率的地震勘探数据资料，要求震源设备产生的弹性波频率更宽，激发时间更短，但这是一组相互矛盾的参数，激发频率越宽，激发时间越长，同时激发时间越长，勘探成本成倍增加，因此，需要一种更短激发时间的可控震源控制方法，同时保证地震勘探信号具有相对较宽的频率范围。这就需要一种可控震源控制方法。
[0003]实际勘探过程中，震源激发信号采用线性扫频信号，震源激发的弹性波在低频段和高频段带会出现不同形式的信号畸变，因此可以将震源信号划分为步进频率的多个子带信号，将子宽信号在接收端进行合成，以获得探测信号。
[0004]在一相关技术中，提出利用图像对比度作为合成孔径雷达聚焦的衡量准则，不断地调整相位误差估计值，得到对比度函数最大的距离向高阶相位误差。采用共轭梯度算法进行迭代求解，得到使得对比度最大的相位误差。
[0005]此方法每次迭代需要求解整个雷达图像的对比度，单次迭代运算量较大，并且迭代次数较多，对于海洋地震勘探数据体量而言，效率低下。
[0006]在另一相关技术中，提出了在迭代过程中计算基于高分辨一维距离像 (HRRP)，使用拟牛顿法进行HRRP计算，当HRRP熵值达到最小时，视为找到相位误差。
[0007]此方法单次迭代运算量降低，在一定程度上效率得到了提高，但迭代次数仍旧较多，运算效率低，难以运用于工程实践中。
[0008]综上，在现有的可控震源无法直接应用于海洋可控震源中且勘探时间长、精度低，现有算法的运算量大、效率低。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种海洋可控震源的步进频率控制方法、系统及设备，以解决现有海洋物探开发效率和精度相互矛盾且子带信号之间存在随机相位差，导致合成的探测信号不准确的技术问题。
[0010]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种海洋可控震源的步进频率控制方法，包括：
[0011]获取线性扫频信号，并按照预设步进频率，将所述线性扫频信号划分为多个子带信号，其中，多个子带信号用于激发多个可控震源；
[0012]接收所述子带信号的回波信号，且，所述回波信号携带有不同深度的地层信息；
[0013]将所述回波信号进行实时相位校正，并通过步进频率合成探测信号。
[0014]优选地，所述按照预设步进频率，将所述线性扫频信号划分为多个子带信号，具体
为：
[0015]将所述线性扫频信号带宽B，起始频率f0，划分为N个子带信号；
[0016]且，所述子带信号的重叠率为r，其中，r＞0；
[0017]则，子带信号带宽
[0018]时宽
[0019]子带n的起始频率为f
n
＝f0+(n
‑
1)(1
‑
r)b。
[0020]优选地，所述计算所述回波信号的相位误差，包括：
[0021]对接收到的多个所述回波信号进行时移和相位校正；
[0022]并，将接收到的多个所述回波信号在时域上进行相干叠加，得到拼接的探测信号。
[0023]优选地，所述对接收到的多个所述回波信号进行时移，具体为：
[0024]对接收到的多个所述回波信号进行时移，时移量为所述子带信号的时宽 T
sub
。
[0025]优选地，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，包括：
[0026]将回波信号A或回波信号B相移c+π，以使所述回波信号A和所述回波信号B的方差最小。
[0027]优选地，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，具体为：
[0028]将所述回波信号A或所述回波信号B相移c+π，并选取所述回波信号A 和所述回波信号B之间的采样点s，在所述采样点s到采样点之后w长度的采样窗口内，计算所述回波信号A和所述回波信号B的方差，并取最大方差的相反数作为相移量c的方差。
[0029]优选地，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，还包括：
[0030]计算回波信号中采样点的坐标误差，具体为：
[0031]确定起始位置并选定方向相量，将所述方向相量与所述起始位置相加，得到探测点A的向量，将与所述方向相量的反方向向量与所述起始位置相加，得到探测点B的向量；
[0032]计算所述探测点A和所述探测点B的方差，取方差小的探测点作为第一当前位置，计算所述第一当前位置的方差，并存储，选取迭代结果中的最小值作为当前最优位置1，并判断所述当前最优位置是否收敛；
[0033]若收敛，输出最小值，选定最优位置；
[0034]若不收敛，重新确定起始位置并选定方向相量。
[0035]优选地，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，还包括：
[0036]根据莱维飞行算法求解n个莱维解坐标，且n远小于向量空间中存在的解数量m，并选定第二当前位置；
[0037]计算所述第二当前位置的方差，并存储；
[0038]对莱维解以概率Pa判断是否待抛弃，并计算待抛弃解在两个莱维解空间连线之间的随机解；
[0039]比较所述莱维解与所述随机解的大小，若所述莱维解小于所述随机解，则将所述莱维解作为本次迭代的结果，否则，将所述随机解作为本次迭代的结果；
[0040]并将本次迭代的结果与历次迭代结果中的最小值进行比较，判断所述当前最优位置是否收敛；
[0041]若收敛，输出最小值，选定最优位置；
[0042]若不收敛，重新确定莱维解坐标。
[0043]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种海洋可控震源的步进频率控制系统，包括：
[0044]划分模块，用于获取线性扫频信号，并按照预设步进频率，将所述线性扫频信号划分为多个子带信号，其中，多个子带信号用于激发多个可控震源；
[0045]接收模块，用于接收所述子带信号的回波信号，且，所述回波信号携带有不同深度的地层信息；
[0046]校正模块，用于将所述回波信号进行实时相位校正，并通过步进频率合成探测信号。
[0047]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种海洋可控震源的步进频率控制设备，包括：上述的方法。
[0048]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0049]本专利技术首先获取线性扫频信号，并按照预设步进频率，将线性扫频信号划分为多个子带信号，其中，多个子带信号用于激发多个可控震源，接收子带信号的回波信号，且，回波信号携带有不同深度的地层信息，将回波信号进行实时相位校正，并通过步进频率合成探测信号，本专利技术的技术方案将线性扫频信号划分为多个子带信号，提高了震源系统的频带利用率，降低了可控震源的激发时间，还对回波信号进行实时相位校正，提高了地震勘探采集数据的信噪比，降低了采集信号的相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋可控震源的步进频率控制方法，其特征在于，包括：获取线性扫频信号，并按照预设步进频率，将所述线性扫频信号划分为多个子带信号，其中，多个子带信号用于激发多个可控震源；接收所述子带信号的回波信号，且，所述回波信号携带有不同深度的地层信息；将所述回波信号进行实时相位校正，并通过步进频率合成探测信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设步进频率，将所述线性扫频信号划分为多个子带信号，具体为：将所述线性扫频信号带宽B，起始频率f0，划分为N个子带信号；且，所述子带信号的重叠率为r，其中，r＞0；则，子带信号带宽时宽子带n的起始频率为f
n
＝f0+(n
‑
1)(1
‑
r)b。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述回波信号进行实时相位校正，包括：对接收到的多个所述回波信号进行时移和相位校正；并，将接收到的多个所述回波信号在时域上进行相干叠加，得到拼接的探测信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对接收到的多个所述回波信号进行时移，具体为：对接收到的多个所述回波信号进行时移，时移量为所述子带信号的时宽T
sub
。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，包括：将回波信号A或回波信号B相移c+π，以使所述回波信号A和所述回波信号B的方差最小。6.根据权利要求5述的方法，其特征在于，所述对接收到的多个所述回波信号进行相位校正，具体为：将所述回波信号A或所述回波信号B相移c+π，并选取所述回波信号A和所述回波信号B之间的采样点s，在所述采样点s到采样点之后w长度的采样窗口内，计算所述回波信号A和所述回波信号B的方差，并取最大方差的相反数作为相移量c的方差。7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢雪峰，高嘉阳，李桃，孙宇博，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：