[发明专利]一种针对可控震源激发的地震信号快速识别震相的方法及装置

权利要求书

1.一种针对可控震源激发的地震信号快速识别震相的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用地震仪采集可控震源在研究区激发的地震原始数据，得到可控震源激发的地震信号S(i,j)，i表示地震仪的编号，j表示可控震源激发的次数；

以与所述可控震源相邻的地震仪采集的地震信号作为震源信号S(0,j)，选择激发的任一次震源信号进行短时傅里叶变换，分析震源信号的时频特征，获得震源信号的有效时间范围和频率范围；

对震源信号S(0,j)按照有效时间范围进行截取，利用离散余弦变换对截取后的震源信号进行频谱分析并提取有效频段内的波场信号，记作Stf(0,j)；

对滤波后的震源信号Stf(0,j)进行分数阶傅里叶变换，计算震源信号的最优旋转角α_opt；

对所述可控震源激发的地震信号按照有效时间范围进行截取，并按照有效频率范围进行滤波，利用所述最优旋转角依次进行分数阶傅里叶变换，获得不同地震仪记录的震相；

利用所述震相确定到时差和视速度。

2.根据权利要求1所述的针对可控震源激发的地震信号快速识别震相的方法，其特征在于，所述利用地震仪采集可控震源在研究区激发的地震原始数据，得到可控震源激发的地震信号S(i,j)，i表示地震仪的编号，j表示可控震源激发的次数，包括：

在可控震源布置点的预设范围设置一台地震仪，再根据需要在研究区内相隔一定距离布设地震仪，按照地震仪与可控震源的距离由近到远，对地震仪进行编号为0，1，2，3，……依次增大的自然数；按照可控震源激发的次数，记作1，2，3，……依次增大的自然数；地震仪记录的可控震源激发的地震信号记作S(i,j)，i表示地震仪的编号，i＝0表示在可控震源旁边，j表示可控震源激发的次数。

3.根据权利要求2所述的针对可控震源激发的地震信号快速识别震相的方法，其特征在于，所述以与所述可控震源相邻的地震仪采集的地震信号作为震源信号S(0,j)，选择激发的任一次的震源信号进行短时傅里叶变换，分析所述震源信号的时频特征，获得所述震源信号的有效时间范围和频率范围，包括：

以S(0,j)作为震源信号，选取S(0,j)中任一次的震源信号进行短时傅里叶变换；

使用第一公式进行短时傅里叶变换，将震源信号由时间-空间域转换为时间-频率域，所述第一公式为：

式中，STFT(t,f)表示短时傅里叶变换后的时间-频率域结果，积分项内的S(τ)表示震源信号的时间序列，信号时间从0到T，g(τ-t)为窗函数，t为时窗，不断改变t，得到震源信号在不同t对应的频率f；

从时间-频率域图像中选择能量最强的频率范围，起始坐标记作(t₁,f₁)，截止坐标记作(t₂,f₂)，t₁～t₂即为有效时间范围，f₁～f₂即为有效频率范围，且对所有地震信号S(i,j)适用。