[发明专利]一种海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法在审
| 申请号： | 201810152320.7 | 申请日： | 2018-02-14 |
| 公开（公告）号： | CN108426949A | 公开（公告）日： | 2018-08-21 |
| 发明（设计）人： | 李倩宇;陶春辉;周建平;张国堙;王奡 | 申请（专利权）人： | 国家海洋局第二海洋研究所 |
| 主分类号： | G01N29/44 | 分类号： | G01N29/44;G01N29/36 |
| 代理公司： | 杭州求是专利事务所有限公司 33200 | 代理人： | 刘静;邱启旺 |
| 地址： | 310012 浙*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 拾取 海底沉积物 原位数据 时间窗 声学 声波数据 短时窗 时间窗终点 水声换能器 声波 工作效率 极值特性 滤波处理 声波信号 有效振幅 振幅信息 声衰减 重合 时窗 校正 突变 优化 应用 表现 | ||
1.一种海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过水声换能器获取海底沉积物的原始声波数据；
(2)对原始声波数据进行滤波处理；
(3)拾取初至：采用长时间窗在前，短时间窗在后，即长时间窗终点与短时间窗起点重合的长短时窗均值比法(STA/LTA)；当声波信号到达时，短时窗信号的平均值STA要比长时窗信号的平均值LTA变化快，短时窗信号的平均值STA与长时窗信号的平均值LTA的比值会发生突变，明显增加，具体表现为STA/LTA的最大值与起跳点相对应，从而实现声波初至的拾取：
其中NSTA为短时间窗的长度，NLTA为长时间窗的长度，c(k)为声波信号，STA(j)为j时刻的短时窗信号平均值，LTA(j)为j时刻的长时窗信号平均值，STA/LTA(j)为j时刻短时窗信号平均值与长时窗信号平均值的比值；
(4)对初至相位进行校正：以第一通道自动拾得的初至为基准，对其他通道自动拾得的初至进行相位校正，使每个通道的起跳点具有同样的方向；
(5)根据波形的极值特性获取有效振幅信息。
2.根据权利要求1所述的海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过海底沉积物声学原位测量系统测量多个通道的声波信号，所述海底沉积物声学原位测量系统具有水听器阵列。
3.根据权利要求1所述的海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用通带频率范围为测量频率±2kHz的带通滤波器进行滤波，并通过七点平滑滤去波形中的毛刺，其公式为：其中d(j)为j时刻原始信号的波形值，c(j)为七点平滑后j时刻的波形值。
4.根据权利要求1所述的海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，所述步骤(3)中，选取特征函数CF2(j)＝c(j)2，并且NLTA＝300，NSTA＝50的STA/LTA法进行初至拾取，其中CF2(j)是声波信号在j时刻的特征函数值，其能够灵敏反映信号振幅和频率变化特征。
5.根据权利要求1所述的海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用峰值法，即分析有限波段的峰值，根据脉冲响应序列中的最大正(或负)峰值的序列和最大正(或负)峰值对应的时间序列，以第一通道自动拾得的初至为基准，对其他通道自动拾得的初至进行相位校正，使每个通道的起跳点具有同样的方向。
6.根据权利要求1所述的海底沉积物声学原位数据初至识别拾取方法，其特征在于，所述步骤(5)中，将每个通道记录到的声波信号的第三个极值点作为有效振幅信息。
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