[发明专利]高密度电法仪发射波形的自定义编码方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种地球物理勘探电法仪器的发射信号，尤其是高密度电法仪发射波形的自定义编码方法。

背景技术：

高密度电法勘探系统在当今物探领域中发挥着非常重要的作用，传统的电法仪以发射直流方波信号为主，不利于提取不同的频率成分。

2010年7月，何继善院士在《广域电磁法和伪随机信号电法》一书中提出了基于2ⁿ(n为奇数)m序列伪随机编码的电法混频发射技术，该技术在一次发射中完成了混频发射的目的，且m序列伪随机编码的主频在对数坐标上是等距的，有利于地电勘探。但是伪随机码也有几点不足：首先伪随机编码主频虽然在对数坐标轴上是等距的，但相邻主频间的频率是呈倍数增长，导致高密度电法探测深度点跨度过大，分辨率差；另外，从伪随机编码的频谱可以看出，该编码信号的频带较窄，从某种程度上讲，不利于后期的去噪处理。

CN 2042601U公布了一种电法勘探直流数字电测仪，该电法仪采用的是发射直流信号。

CN 102129088公开了一种探地仪发射机，包括电源、主控电路、数模转换电路、发射电路和监测电路。该发射机发射双极性矩形波，应用于瞬变电磁探测。

CN 102053278公开了一种电法勘探方法及测量装置，由计算机、可编程逻辑器件、发射机同步时钟电路、逻辑时序发生器等组成。该仪器通过向地下发送具有伪随机码特性的电流信号进而对波形通过数据处理得到幅相频特性曲线，该电法仪发射的是伪随机编码信号。

CN 102426393 A公分开了一种电法勘探方法和装置，该装置由发送机和接收机两部分组成。发送机发送伪随机序列，并对接收机接收到的伪随机序列进行互相关处理。文中没有叙述发射信号的过程。

CN 1916661公开了一种多功能电法勘探信号发送机控制器，主要由计算机系统、总线接口、波形选择寄存器、分频因子寄存器、石英晶体振荡器、EPROM存储器等组成，可以产生方波，伪随机码波形，以及用户自定义波形，文中只提到了能产生自定义波形，但没有叙述产生的过程及方法，以及自定义波形的有益效果。

CN 1916662公开了一种多功能电法勘探信号发生器，采用的是由计算机控制，通过波形选择寄存器、分频因子寄存器，移位寄存器等逻辑器件组成，可以发射方波，伪随机码波形，以及用户自定义波形，由上位机控制，通过上位机键盘输入选择不同的发射信号。文中只提到了可以发射自定义波形，但没有叙述产生的过程及方法，以及如何发射自定义码。

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有发射机编码信号的不足，提供一种高密度电法仪发射波形的自定义编码方法，它具有如下特点：由于产生的自定义码是基于随机高斯白噪声和所需频率信号叠加形成的信号，频带宽，自相关性良好，与其它信号几乎不相关，故有较强的抗干扰能力，有利于后期信号的去噪处理；并且可以根据需要方便灵活地将N根主频设置在较宽的频带范围内，达到混频发射的目的，有利于观测地电体的激电性质，并能提高深部探测的分辨率的一种高密度电法仪发射波形的自定义编码方法，尤其是一种基于随机高斯白噪声的高密度电法仪发射波形的自定义编码方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

高密度电法仪发射波形的自定义编码方法产生过程分四步。

第一步：选择主频，

根据电法勘探所要采用的方法和测量区域的地质情况以及工程的具体要求，综合分析，确定出主频带范围，以及主频的分布情况；

在上位机随机码生成软件的主频选取对话框中输入预先确定的n个主频频率以及其幅值，由Matlab软件自动生成n个频率的正弦波，得到的n个正弦波信号为F₁=A₁sin(2πf₁t)，F₂=A₂sin(2πf₂t)，……，F_n=A_nsin(2πf_nt)；

第二步：混频处理

将F₁，F₂，……，F_n个正弦波信号混合在一起得到原始信号Fa，Fa=A₁sin(2πf₁t)+A₂sin(2πf₂t)+……+A_nsin(2πf_nt)；