[发明专利]一种高阶伪随机电磁勘探信号生成方法及系统

权利要求书

1.一种高阶伪随机电磁勘探信号生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据勘探需求构造两个或两个以上基本单元信号，其中，所述基本单元信号是多个同相位周期方波信号叠加得到的阶梯信号，所述多个方波信号相邻之间频率之比为2；

将所述两个或两个以上基本单元信号叠加，得到叠加阶梯信号，并修正幅值使其与方波信号幅值一致，得到高阶2n序列伪随机信号；

所述方法还包括：

对于所述两个或多个基本单元信号中的至少一个进行相位调整，寻找使得叠加后高阶2n序列伪随机信号中各主频对应频谱幅值的均方差最小的相位，作为相应基本单元信号的最优相位；

根据最优相位将所述两个或两个以上基本单元信号叠加，并修正幅值使其与方波信号幅值一致，得到最终的高阶2n序列伪随机信号；

最优相位寻找方法为：

对于进行相位调整的基本单元信号，首先将半个周期的相位弧度π拆分成N份，得到相位改变基本单元π/N；

每次调整一个相位改变基本单元，记录叠加后高阶2n序列伪随机信号中各主频对应频谱值的均方差；

绘制均方差大小随相位的变化曲线，寻找使得均方差最小的相位作为该基本单元信号的最佳相位；

根据所述方法构造得到的适用于浅层勘探的信号如下：

二阶2n序列伪随机信号，其中，两个基本单元信号的主频和相位分别为：0.25Hz和10度，0.75Hz和120度；以及，三阶2n序列伪随机信号，其中，三个基本单元信号的主频和相位分别为：0.25Hz和0度，0.75Hz和90度，1.25Hz和90度。

2.如权利要求1所述的一种高阶伪随机电磁勘探信号生成方法，其特征在于，所述两个或两个以上基本单元信号满足以下要求：

第一个基本单元信号中主频的最低频率记为基频，第n个基本单元的最低频率为基频的2n+1倍，n为大于1的自然数；

所有基本单元信号的主频数目之和为奇数。

3.如权利要求1所述的一种高阶伪随机电磁勘探信号生成方法，其特征在于，周期方波的生成方法为：

首先生成与目标周期方波频率一致的正弦信号，将这些正弦信号中，大于0的值置为A，小于0的值置为-A，得到一系列相位相同的周期方波信号，其中，A≠0；

对于周期方波中值为0的信号，按位置赋值A或-A，得到不含0值的周期方波。

4.一种高阶伪随机电磁勘探信号生成系统，其特征在于，包括：

基本单元信号构造模块，根据勘探需求构造两个或两个以上基本单元信号，其中，所述基本单元信号是多个同相位周期方波信号叠加得到的阶梯信号，所述多个方波信号相邻之间频率之比为2；

高阶伪随机信号生成模块，将所述两个或两个以上基本单元信号叠加，得到叠加阶梯信号，并修正幅值使其与方波信号幅值一致，得到高阶2n序列伪随机信号；

对于所述两个或多个基本单元信号中的至少一个进行相位调整，寻找使得叠加后高阶2n序列伪随机信号中各主频对应频谱幅值的均方差最小的相位，作为相应基本单元信号的最优相位；

根据最优相位将所述两个或两个以上基本单元信号叠加，并修正幅值使其与方波信号幅值一致，得到最终的高阶2n序列伪随机信号；

最优相位寻找方法为：

对于进行相位调整的基本单元信号，首先将半个周期的相位弧度π拆分成N份，得到相位改变基本单元π/N；

每次调整一个相位改变基本单元，记录叠加后高阶2n序列伪随机信号中各主频对应频谱值的均方差；

绘制均方差大小随相位的变化曲线，寻找使得均方差最小的相位作为该基本单元信号的最佳相位；

根据所述方法构造得到的适用于浅层勘探的信号如下：

二阶2n序列伪随机信号，其中，两个基本单元信号的主频和相位分别为：0.25Hz和10度，0.75Hz和120度；以及，三阶2n序列伪随机信号，其中，三个基本单元信号的主频和相位分别为：0.25Hz和0度，0.75Hz和90度，1.25Hz和90度。

5.一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-3中任一项所述的高阶伪随机电磁勘探信号生成方法。