【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋地震勘探，具体涉及一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法。
技术介绍
1、与主动源勘探相比，被动源地震勘探具有低频信息丰富、勘探成本低及对环境破坏小等优点，可以应用于城市、环境保护区和农田等无法激发主动源的勘探区域，受到了业界的广泛关注。但受限于被动源数据有效信号弱、形态与主动源地震记录相差巨大等原因，现有的地震数据处理技术难以在被动源数据中应用，极大的限制了被动源地震勘探的发展。
2、近年来，地震干涉方法的发展为被动源勘探发展提供了新的可能。地震干涉是一种完全数据驱动的方法，可以在不需要详细地下先验信息的情况下构建出任意两个地震道之间传播的地震信号(即，将两个检波器接收到的地震信号，转化成在一个检波器处激发，另一个检波器处接收的地震信号)。因此，应用地震干涉方法，可以将被动源地震记录转化为与主动源地震记录相似的虚炮集。然而，在利用地震干涉法重构被动源虚炮集的计算过程中，由于被动源分布条件和地下构造均匀性无法满足地震干涉法的基本假设条件，虚炮集中会引入大量的被动源相干噪声，严重降低虚炮集的信噪比。虽然，前人关于被动源地震干涉的研究较为完备，但是关于虚炮集数据中的噪声压制始终无法取得令人满意的效果，导致了现有的大部分成熟的地震勘探数据处理方法失效，其中便包含海洋地震数据中的鬼波压制方法。
3、鬼波是海洋地震勘探中一种常见的干扰类型，其产生机制是由于部分反射波经由海面产生的下行波与经由海底产生的上行波混合在一起被检波器所接收，而这二者之间会相互干扰。鬼波的存在会使得有效信号出现同相轴分辨
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于提供一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，采用了稀疏约束的方法，以及将反演算法由原来的单炮循环转变成了多炮同时反演，并提出了针对虚炮集记录的变观方法，以解决虚炮集数据中的低信噪比与虚炮集与常规拖缆观测系统不同的问题。有效提升了面对低信噪比虚炮集记录中的鬼波压制效果，极大的扩充了鬼波压制算法的适用性。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，包括以下步骤：
4、a、利用被动源数据tobs干涉重构出系列单道记录dv(xi|xj,t)，重新排序为以xi作为虚震源位置的共炮点虚炮记录ds(xi,t)，并按炮点位置xi增大方向进行排列，获得炮点和检波点位置相同的3d数据体d(xi,xj,t)；
5、b、对步骤a所得数据体d(xi,xj,t)按照共偏移距方向进行变观操作，以改变观测方位，获得数据d'(xoff,xk,t)；
6、c、以d'(t)简化表示d'(xoff,xk,t)，对变观后的数据体d'(t)沿时间方向进行傅里叶变换，得到其频率域形式数据体d'(ω)；
7、d、由频率域数据体d'(ω)提取切片获取频率域切片，构建稀疏约束鬼波方压制法的目标函数f(s)；
8、e、通过引入低秩约束来引入地层连续性作为结果的先验约束，得到包含先验信息约束的目标函数，进而获得稀疏核范数目标函数f(s)；
9、f、使用分裂bergman迭代策略求解步骤e所得目标函数f(s)，引入辅助变量矩阵θ，将目标函数f(s)调整为f(s,θ)；
10、g、设置参数初始值；
11、h、迭代求解，并利用软阈值收缩算法求解目标函数，以获得辅助矩阵θ；
12、i、设置θ＝θl，并利用amp算法求解目标函数，以获得第l次迭代的去鬼波结果sl；
13、j、判断鬼波压制结果sl是否满足收敛条件，满足判断条件，输出经过l次迭代过程后的压制鬼波结果sl；否则，重新设置参数，并返回步骤i。
14、进一步地，步骤a中，系列单道记录dv(xi|xj,t)是通过公式(1)遍历所有的被动源数据tobs干涉获得，通过公式(1)中的互相关干涉算法，能够获得相当于震源位于xi，并且检波器位于xj的虚炮集记录道dv(xi|xj,t)：
15、
16、其中，表示互相关，d(xi|xj,t)和d(xi|xj,-t)是虚炮集单道记录的因果部分和非因果部分，一般保留因果部分，t是虚炮集的记录时间，tobs是被动源数据，其中xi和xj代表地表接收位置，τ是被动源数据的接收时间，i∈(1,n)，j∈(1,n)，n是被动源数据的接收道数；
17、炮点和检波点位置相同的3d数据体d(xi,xj,t)见公式(2)：
18、
19、更进一步地，步骤b中，变观过程，可以通过如下公式表示为：
20、
21、其中，
22、d′off(xoff,t)＝d(xi,xj,t)， (4)
23、xoff＝xi-xj， (5)
24、其中，d'(xoff,xk,t)表示变观后的3d数据体，xoff表示用偏移距进行编号的炮号，其取值范围[-xn,xn]，xk为检波点坐标，k∈(1,n)。
25、更进一步地，步骤c中，数据体d'(ω)由公式(6)表示：
26、d'(ω)＝fft[d′(t)] (6)
27、其中，fft表示正向傅里叶变换算子，ω为角频率。
28、更进一步地，步骤d中，所述目标函数为公式(7)：
29、
30、其中，s表示压制鬼波后的数据，λ为正则化算子，||||f表示求解矩阵的frobenius范数，||s||1表示从第一列开始排列矩阵s的所有元素所获得的l1范数。
31、更进一步地，步骤e中，包含先验信息约束的目标函数为公式(8)：
32、
33、其中，μ是低秩约束的正则化参数，rank表示求矩阵的秩，根据矩阵完备理论，可以使用以下目标函数作为最优凸逼近问题来代替上述公式，得到公式(9)
34、
35、其中，σ(i)是矩阵s的第i个奇异值。
36、更进一步地，步骤f，f(s,θ)由公式(10)表示，
37、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤A中，系列单道记录Dv(xi|xj,t)是通过公式(1)遍历所有的被动源数据Tobs干涉获得，通过公式(1)中的互相关干涉算法，能够获得相当于震源位于xi，并且检波器位于xj的虚炮集记录道Dv(xi|xj,t)：
3.根据权利要求2所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤B中，变观过程，可以通过如下公式表示为：
4.根据权利要求3所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤C中，数据体D'(ω)由公式(6)表示：
5.根据权利要求4所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤D中，所述目标函数为公式(7)：
6.根据权利要求5所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤E中，包含先验信息约束的目标函数为公式(8)：
7.根据权利要求6所述的一种针对低信噪比被动源
8.根据权利要求7所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤G中，参数初始值，S0＝Sin，β0＝βin，l＝1；步骤H中，迭代求解过程为，令S＝Sl-1，β＝βl-1，并利用软阈值收缩算法求解目标函数公式(11)：
9.根据权利要求8所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤I中，目标函数为公式(14)：
10.根据权利要求9所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于，步骤J，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤a中，系列单道记录dv(xi|xj,t)是通过公式(1)遍历所有的被动源数据tobs干涉获得，通过公式(1)中的互相关干涉算法，能够获得相当于震源位于xi，并且检波器位于xj的虚炮集记录道dv(xi|xj,t)：
3.根据权利要求2所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤b中，变观过程，可以通过如下公式表示为：
4.根据权利要求3所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤c中，数据体d'(ω)由公式(6)表示：
5.根据权利要求4所述的一种针对低信噪比被动源虚炮集的鬼波压制方法，其特征在于：步骤d中，所述目标函数为公式...
【专利技术属性】
技术研发人员：李灿苹，王睿，张天一，黄琪升，李丛，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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