一种用于主动降噪的地震单点采集设备制造技术

本发明专利技术公开了一种用于主动降噪的地震单点采集设备，包括地震检波器用于采集工作环境的地震数据以及工作环境内的环境噪声；噪声检测模块与地震检波器的输出端连接，噪声检测模块用于接收地震检波器多次采集的环境噪声以及地震数据，并对采集的环境噪声进行噪声特征统计分析；中央处理器与噪声检测模块连接，中央处理器生成噪声检测模块统计的环境噪声的反相噪声信号，并利用反向噪声信号对地震检波器的地震数据进行主动降噪；通信模块与中央处理器连接，通信模块用于接收主动降噪后的地震数据，并通过无线通信方式将主动降噪后的地震数据输出；本发明专利技术能够解决现有单点采集地震节点在复杂地区采集时无法进行野外组合而带来的低信噪比问题。的低信噪比问题。的低信噪比问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于主动降噪的地震单点采集设备


[0001]本专利技术涉及数据降噪
，具体涉及一种用于主动降噪的地震单点采集设备。

技术介绍

[0002]地震勘探工业界在采集过程中使用炮点和检波点组合以消除相干噪声已经有比较长的历史了。从理论上讲，组合接收技术通过信号采集时单道内各只检波器组合进行规则干扰波压制，以提高地震资料信噪比。为了压制随机干扰，设计的组合点距要大于或等于相干半径，检波器组合使有效波能量得到加强，干扰波得到压制，资料信噪比得到提高。但是，因为干扰波和有效波频率是交差混叠的，组合接收压制干扰波的同时，也会降低有效波能量，尤其是高频部分受组合接收压制衰减严重。
[0003]另外，实际操作时，理论性的组合比较难适应野外噪声和地形的变化，并对组合当中的每个检波器产生了误差，地面耦合的不一致性和组内静校正的误差污染了地震数据。总之，组合形式越复杂，波场的采样误差就越大，因此野外布排时就需要特别仔细，同时使用多个检波器组合增加了野外成本。
[0004]目前业内开始尝试使用单个检波器采集地震数据，该种方法在难以展开检波器组合的复杂地形有一定适用性，但现有的检波器对于单炮质量控制和提高地震数据信噪比带来了困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于主动降噪的地震单点采集设备，以解决现有技术中现有的检波器对于单炮质量控制和提高地震数据信噪比带来了困难的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0007]一种用于主动降噪的地震单点采集设备，包括：
[0008]地震检波器，用于采集工作环境的地震数据以及工作环境内的环境噪声；
[0009]噪声检测模块，与所述地震检波器的输出端连接，所述噪声检测模块用于接收所述地震检波器多次采集的环境噪声以及地震数据，并对采集的环境噪声进行噪声特征统计分析；
[0010]中央处理器，设置在所述地震检波器内部并与所述噪声检测模块连接，所述中央处理器生成所述噪声检测模块统计的环境噪声的反相噪声信号，并利用所述反向噪声信号对所述地震检波器的地震数据进行主动降噪；
[0011]通信模块，与所述中央处理器连接，所述通信模块用于接收主动降噪后的地震数据，并通过无线通信方式将主动降噪后的地震数据输出；
[0012]电源模块，与所述中央处理器连接，并为所述中央处理器提供电源。
[0013]作为本专利技术的一种优先方案，所述噪声检测模块统计分析的环境噪声分为规则噪声和随机噪声，其中，规则噪声为具有一定主频和视速度的干扰波，所述随机噪声主频和传
播方向不固定；
[0014]其中，所述地震数据的有效频带一般在0Hz～200Hz。
[0015]作为本专利技术的一种优先方案，所述地震数据为有效信号和环境噪声的叠加数据，所述地震数据简化为有效信号和随机信号之和，所述中央处理器内设有用于构建地震数据的似然函数的函数模型构建模块。
[0016]作为本专利技术的一种优先方案，所述噪声检测模块生成多次采集的环境噪声的频谱图，并分析环境噪声的所述频谱图中的频率和振幅变化，以识别所述环境噪声中的规则噪声和随机噪声。
[0017]作为本专利技术的一种优先方案，所述中央处理器包括规则噪声反向信号生成单元和规则噪声压制单元，所述规则噪声反向信号生成单元基于所述规则噪声的频谱图生成相应的反向信号；
[0018]所述规则噪声压制单元将所述规则噪声的反向信号与所述地震检波器采集的地震数据叠加，以生成压制规则噪声后的地震数据。
[0019]作为本专利技术的一种优先方案，所述噪声检测模块还包括随机噪声标记单元，所述随机噪声标记单元利用贝叶斯统计系统计算所述随机噪声的均值和方差，并将随机噪声的均值和方差作为所述随机噪声的先验信息。
[0020]作为本专利技术的一种优先方案，所述中央处理器还包括随机噪声反向信号生成单元和随机噪声压制单元；
[0021]所述随机噪声反向信号生成单元将先验信息与所述似然函数相乘，构建后验概率分布函数并直接计算出所述地震数据中携带的随机噪声，生成所述随机噪声相应的反向信号；
[0022]所述随机噪声压制单元将随机噪声的反向信号与所述地震检波器采集的地震数据叠加，以生成压制随机噪声后的地震数据。
[0023]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0024]本专利技术在现有的地震检波器内集成噪声检测模块和中央处理器，即在地震节点的采集端主动降噪，就是为了提高采集信号的信噪比，在保留单个检波器采集优点的同时，增强其采集信号的信噪比，另外，虽然本实施方式与现有技术中的主动降噪耳机均利用到生成反向信号进行主动降噪的原理，但是本实施方式由于采集噪声的延续性，将噪声分为规则噪声和随机噪声，并产生相应噪声信号的反向信号，使得降噪效果更好。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的地震数据采集方法的流程示意图。
[0027]图2为本专利技术实施例提供的地震节点设备的结构框图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的环境噪声压制过程的流程示意图。
[0029]图中的标号分别表示如下：
[0030]1‑
地震检波器；2
‑
噪声检测模块；3
‑
中央处理器；4
‑
通信模块；5
‑
电源模块。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，本专利技术提供了一种主动降噪的地震数据采集方法，现有利用单个检波器采集地震数据时，虽然降低布设难度和采集成本，但是导致了对地震干扰波的压制能力大幅降低。
[0034]本实施方式利用“反向降噪”原理，在地震数据采集之前，先采集布设环境的环境噪声，并识别出环境噪声中的规则噪声和随机噪声，利用统计学概念标记环境噪声中的规则噪声和随机噪声中的特征参数，因此在实际采集地震数据中，利用预先比较的特征参数识别出地震数据中的噪声信号，生成相应的反向噪声信号，与地震数据叠加后即可消除噪声后的地震数据，从而本实施方式能够针对野外环境噪声进行主动降噪，能够更好地对采集结果进行质量控制。
[0035]本实施方式的地震数据采集方法包括以下步骤：
[0036]步骤100、在复杂地形上布设若干单点，在每个单点上放置单个用于主动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于主动降噪的地震单点采集设备，其特征在于，包括：地震检波器(1)，用于采集工作环境的地震数据以及工作环境内的环境噪声；噪声检测模块(2)，与所述地震检波器(1)的输出端连接，所述噪声检测模块(2)用于接收所述地震检波器(1)多次采集的环境噪声以及地震数据，并对采集的环境噪声进行噪声特征统计分析；中央处理器(3)，设置在所述地震检波器(1)内部并与所述噪声检测模块(2)连接，所述中央处理器(3)生成所述噪声检测模块(2)统计的环境噪声的反相噪声信号，并利用所述反向噪声信号对所述地震检波器(1)的地震数据进行主动降噪；通信模块(4)，与所述中央处理器(3)连接，所述通信模块(4)用于接收主动降噪后的地震数据，并通过无线通信方式将主动降噪后的地震数据输出；电源模块(5)，与所述中央处理器(3)连接，并为所述中央处理器(3)提供电源。2.根据权利要求1所述的一种用于主动降噪的地震单点采集设备，其特征在于，所述噪声检测模块(2)统计分析的环境噪声分为规则噪声和随机噪声，其中，规则噪声为具有一定主频和视速度的干扰波，所述随机噪声主频和传播方向不固定；其中，所述地震数据的有效频带一般在0Hz～200Hz。3.根据权利要求1所述的一种用于主动降噪的地震单点采集设备，其特征在于，所述地震数据为有效信号和环境噪声的叠加数据，所述地震数据简化为有效信号和随机信号之和，所述中央处理器(3)内设有用于构建地震数据的似然函...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玉昆，沈睿文，崔敏利，陈冀，王鹏飞，颜宏伟，高德程，
申请(专利权)人：中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心，
类型：发明
国别省市：