[发明专利]一种自适应消除地震勘探工业交流电干扰的方法

权利要求书

1.一种自适应识别和消除地震勘探工业交流电干扰的方法，其特征在于采用如下步骤实现：

1)用通常的地震震源激发和采集地震数据并做预处理；

2)确定工业交流电干扰的初始频率；

3)计算工业交流电干扰余弦函数和正弦函数的振幅A和B，计算公式为：

A=(xTc)(sTs)-(xTs)(sTc)(sTs)(cTc)-(sTc)2---(1)]]>

B=(xTs)(cTc)-(xTc)(sTc)(sTs)(cTc)-(sTc)2---(2)]]>

其中

x^T＝(x₁，x₂，…，x_N)                                (3)

c^T＝(cos2πfΔt，cos4πfΔt，…，cos2NπfΔt)       (4)

s^T＝(sin2πfΔt，sin4πfΔt，…，sin2NπfΔt)       (5)

式中：

A为工业交流电干扰余弦函数的振幅；

B为工业交流电干扰正弦函数的振幅；

x为地震记录的时间序列向量，野外地震数据采集得到；

c为工业交流电干扰余弦函数向量，根据频率、时间采样率计算得到；

s为工业交流电干扰正弦函数向量，根据频率、时间采样率计算得到；

f为工业交流电干扰频率，自适应频率计算算法确定；

Δt为地震记录时间采样间隔，野外地震数据采集得到；

T为向量转置；

N为地震记录时间采样长度，野外地震数据采集得到；

4)根据地震数据向量x和工业交流电干扰初始频率f₀，采用以下频率修正公式确定工业交流电干扰频率f，

f=f0-γ1▿f2Q▿fQ---(6)]]>

其中f₀是X初始频率；γ是迭代频率自适应步长；Q、和是目标函数、目标函数对频率的一阶导数和目标函数对频率的二阶导数，目标函数Q的表达式为

Q＝(x-Ac-Bs)^T(x-Ac-Bs)

                                        (7)

＝x^Tx-2Bx^Ts-2Ax^Tc+B²s^Ts+2ABs^Tc+A²c^Tc

目标函数Q对频率f的一阶导数为

▿fQ=4πΔt(B2-A2)sTVc-4πΔtBxTVc]]>

+4πΔtAxTVs+4πΔtAB(c+s)TV(c-s)---(8)]]>

目标函数Q对频率f的二阶导数为

▿f2Q=8π2Δt2(B2-A2)(c+s)TVTV(c-s)+8π2Δt2BxTVTVs---(9)]]>

+8π2Δt2AxTVTVc-32π2Δt2ABsTVTVc]]>

这里“T”表示向量或者矩阵转置，V是系数矩阵，

V=10···002···0············00···N---(10)]]>

初始频率f₀由步骤2)确定；计算第一步中，f为f₀；

5)根据工业交流电干扰频率f、工业交流电干扰余弦函数和正弦函数的振幅A和B、地震记录的时间采样间隔Δt，按照以下公式计算工业交流电干扰y_i；

y_i＝Acos2πfiΔt+Bsin2πfiΔt        (10)

式中：频率f由自适应频率计算算法确定，工业交流电干扰余弦函数和正弦函数的振幅A和B由振幅计算公式计算确定；

6)按照以下公式计算地震有效信号：

S_i＝x_i-y_i                (11)

式中：原始地震数据x_i，由野外数据采集得到；参考的工业交流电干扰y_i，由工业交流电干扰计算公式计算得到；S_i是消除工业交流电干扰后的地震有效信号。