[发明专利]一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法

权利要求书

1.一种用于强噪声环境的拖曳式瞬变电磁数据处理方法，其特征在于，该方法包括：包括以下步骤：

S1、设计拖曳式瞬变电磁系统发射频率f、发射电流幅度I、采样频率f_R参数，设定拖曳车移动速度，分为快速和慢速两种工作模式，快速是慢速的速度2倍，根据不同探测环境调整以及切换；

S2、拖曳车工作，电磁系统连续采集“噪声-二次场信号”交替数据，取“噪声-N组二次场信号”作为一个处理单元，单个测点；

S3、最优噪声相位搜索，对一个处理单元的二次场信号进行处理，采用处理单元的前40ms噪声数据和下一个处理单元的前40ms噪声数据作为参考噪声，结合二次场信号中的噪声情况，对参考噪声遍历搜索最优相位，依次对处理单元的N组二次场信号进行处理，其中，N等于一个处理单元的二次场采集时间乘以发射频率f后取整数；搜索最优噪声相位为在时间域上匹配出与二次场信号中的噪声成分相似性最高的部分，寻优过程的目标函数为二次场信号后1/3数据与等长的纯噪声数据计算误差平方和，目标函数值最小为最优，保留最优目标函数值Z；

以误差平方和作为衡量相似性的目标函数，其数值越小代表两者相似性越高，目标函数表示为：

其中t₀为遍历寻优过程中的搜索坐标，l为采集到的一组二次场信号总长，x为N组二次场信号中的一组，n为采集到的噪声数据；

S4、寻找到与二次场信号中噪声成分最相似的噪声相位后，去掉噪声成分比重最大的周期性噪声，获得初步消噪信号；

S5、判定是否处理完N组信号，如果没有完成，重复步骤S3、S4对下一组二次场信号进行处理，直到N组二次场信号全部处理完成；

S6、N组信号的最优目标函数值Z进行由小到大排序，对N组处理后的信号进行一次筛选，舍弃目标函数值后一半较大值对应的信号，获得第一个候选信号s1；其中，对N组处理后的信号进行一次筛选，舍弃目标函数值后一半较大值对应的信号包括：取N组信号最优目标函数值的中位数A作为第一个阈值，保留所有ZA的初步消噪信号，再将保留信号叠加平均得到第一个候选信号s1；

S7、N组信号的最优目标函数值Z进行由小到大排序，对N组处理后的信号进行一次筛选，取目标函数值B作为第二个阈值，其中B＝2A，A是最优目标函数值的中位数，保留所有ZB的初步消噪信号，再将保留信号进行叠加平均处理，得到第二个候选信号s2；

S8、计算候选信号s1与候选信号s2后1/2数据的方差v1和方差v2，若v1v2，则候选信号s1作为本次测点的输出结果；反之，候选信号s2作为本次测点的输出结果，对输出结果进行保存，该输出结果为一个处理单元的最终处理信号；

S9、拖曳车行驶过程中，对每一个“噪声-N组二次场信号”测点进行实时数据处理。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：S1中快速和慢速两种工作模式，分别设置为车速5m/s与10m/s；车速为5m/s时，电磁系统相间采集40ms噪声与960ms二次场信号，车速为10m/s时相间采集40ms噪声与460ms二次场信号。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，S2中当车速5m/s时，一个处理单元的采集时间为1s；车速10m/s时，一个处理单元的采集时间为0.5s；二次场信号数据表示为：

x(t)＝s(t)+n_c(t)

其中x(t)为采集的二次场信号，s(t)为真实信号，n_c(t)为以周期性噪声为主的多种噪声耦合。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中根据最优噪声相位截取一段与信号等长的噪声数据，信号与最优噪声数据段做差，去掉噪声成分比重最大的周期性噪声。