[发明专利]一种三分量地震槽波波场分离方法及系统

权利要求书

1.一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据Rayleigh型和Love型槽波偏振特征构建三分量数据构成方程；

步骤2，利用数学推导降低所述三分量数据构成方程的欠定程度；

步骤3，采用小时窗光滑约束将所述三分量数据构成方程的欠定问题转化为超定问题；

步骤4，利用最小二乘法求解所述超定问题，分别得到Rayleigh型和Love型槽波波场。

2.根据权利要求1所述的一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，所述步骤1中的三分量数据构成方程为：

式中，X，Y和Z分别表示三个观测分量，L和R分别表示Love型槽波和Rayleigh型槽波，α表示L型槽波与X分量的夹角，β表示R型槽波平面分量与X分量的夹角，θ表示R型槽波与Z分量的夹角。

3.根据权利要求2所述一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下子步骤：

步骤2.1，利用所述三分量数据构成方程组第三个等式求解将R的表达式代入所述三分量数据构成方程组前两个表达式消去未知数R，得出式2：

步骤2.2，在所述式2的基础上消去L，得到式3：

Y＝Xtanα+Z tanθ(sinβ-tanαcosβ),式3；

步骤2.3，将式3改为矩阵方程的形式：

式中，u＝tanα，v＝tanθ(sinβ-tanαcosβ)。

4.根据权利要求3所述一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，所述步骤3中，在某一小段时窗内对应的R型和L型槽波的偏振特征近似相同的物理假设基础上，将所述矩阵方程分时窗写为：

上式表示在窗口滑动过程中某一个时窗中元素的取值，其中n表示窗口的大小；其中，是移动过程中的所在时窗对应的X、Y、Z取值。

5.根据权利要求4所述一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

步骤4.1，利用最小二乘法计算得出u和v，构建方程组：

步骤4.2，将所述式6改写成矩阵相乘的形式：

步骤4.3，将式7分时窗写为：

步骤4.4，根据最小二乘法可求取L，即Love型槽波，最后将L代入式1求取R，即Rayleigh型槽波，至此即完成了Rayleigh型槽波和Love型槽波的波场分离。

6.根据权利要求1所述一种三分量地震槽波波场分离方法，其特征在于，所述步骤4中，采用的最小二乘法是兼具较高精度和速度的HouseholderLU分解法。

7.一种三分量地震槽波波场分离系统，其特征在于，包括以下模块：

方程构建模块，根据Rayleigh型和Love型槽波偏振特征构建三分量数据构成方程；

欠定处理模块，利用数学推导降低所述三分量数据构成方程的欠定程度；

超定转换模块，采用小时窗光滑约束将所述三分量数据构成方程的欠定问题转化为超定问题；

超定求解模块，利用最小二乘法求解所述超定问题，分别得到Rayleigh型和Love型槽波波场。